4.13 填料裝置的計算

填料裝置包括填料壓蓋、T形槽或活節螺栓、銷軸等零件。壓緊螺母式填料裝置適用于PN的小口徑，特別是鍛造的閥門上；帶孔壓蓋式填料裝置，適用于；開口壓蓋式填料裝置，適用于的鋼和球墨鑄鐵閥門上。

4.13.1 填料壓蓋的主要尺寸參數

填料孔的直徑與填料寬度有關，而填料寬度（mm）通常在（1～1.6）的范圍內選取，其中為閥桿的直徑（mm）。

以石棉繩做填料的填料孔，對于帶孔壓蓋式，當和時，填料圈數分別取和；對于開口壓蓋式，當時，填料圈數取；當和時，取。

以成型塑料（如取四氟乙烯尼龍）做填料的填料孔，對于帶孔壓蓋式和壓緊螺母式，中填料圈數分別取和。填料孔的深度H等于上、中填料和填料墊裝配后的總高度加上裕量2～5mm。

石棉繩填料被壓縮后的高度。其中為填料高度壓縮系數：當時，取0.85；當時，取0.70；當時，取0.60。

4.13.2 填料裝置主要零件的強度校驗

如圖4-13所示的填料壓蓋，應校驗斷面Ⅰ—Ⅰ斷面和Ⅱ—Ⅱ斷面以及按角度45°方向所取的斷面Ⅲ—Ⅲ的彎曲應力。

（1）Ⅰ—Ⅰ斷面的彎曲應力（）

　　（4-101）

式中 —Ⅰ—Ⅰ斷面的彎矩，

　　（4-102）

—力臂，mm，；

—壓緊填料的總力，；

　　（4-103）

d —填料壓蓋的內徑，cm；

—壓緊填料所必須施加于填料上部的比壓，，，為石棉繩填料的最大軸向比壓系數，根據PN和查表取值。

代入數據得：

—Ⅰ—Ⅰ的截面系數，cm。

　　（4-104）

、 —Ⅰ—Ⅰ斷面的寬度和高度，cm。

（2）Ⅱ—Ⅱ斷面的彎曲應力（）

　　（4-105）

式中 —Ⅱ—Ⅱ斷面的彎矩，。

　　（4-106）

—填料反力處的平均直徑，cm，；

—鑄鐵制的填料壓蓋的截面系數，。

　　（4-107）

—Ⅱ—Ⅱ斷面對其中性軸的慣性矩，；

　　（4-108）

—Ⅱ—Ⅱ斷面中性軸到填料壓蓋上端面的距離，cm；

　　（4-109）

對于鋼制填料壓蓋，截面系數W2 按式（4-110）計算。

　　（4-110）

（3）Ⅲ—Ⅲ斷面的彎曲應力（）

　　（4-111）

式中 —Ⅲ—Ⅲ斷面的彎矩，；

　　（4-112）

—力臂，cm；

　　（4-113）

—Ⅲ—Ⅲ斷面的截面系數，；

　　（4-114）

4.13.3 活節螺栓（或T形槽型螺栓）

螺栓的拉應力為：

　　（4-115）

式中 —單個螺栓的斷面積，；

—螺栓材料的許用拉應力，。

4.13.4 銷軸

銷軸的剪應力（）為

　　（4-116）

式中 —銷軸直徑，cm；

—材料的許用剪應力，。

4.13.5 填料與閥桿的摩擦力計算

閥門開啟時和關閉時，填料與閥桿之間將產生摩擦力，其大小與填料的種類和材料有關。設計各類閥門時都需要進行計算。

聚四氟乙烯成型填料的摩擦力為：

　　（4-117）

式中 —單圈填料與閥桿接觸的高度，cm；

—填料圈數；

—填料與閥桿的摩擦系數，約為0.05～0.1。