第一次工业以来，蒸汽就被广泛的运用于工业。蒸汽常被用作加热，驱动，降温和清洗介质，因此，车间往往有专门运输蒸汽的管道。蒸汽的特点是温度高，压强大，容易泄露，截止阀就是一种能有效控制蒸汽流量的阀门。本文主要阐述设计蒸汽介质截止阀的过程。

1.1  截止阀结构特征

1.1.1  截止阀的结构组成

截止阀主要由阀体，阀盖，阀杆，阀瓣，手轮，填料压盖和密封圈等结构组成[3]。其中阀杆承受主要的压力和扭矩，长期使用容易发生弯曲磨损等破坏，导致密封不严密，因此其设计非常重要，其强度需要重点校核。密封圈性能的好坏直接影响整个阀门的工作稳定性，选择合适的密封材料和密封形式对管道正常运行起着举足轻重的作用[4]。

1.1.2  截止阀优缺点[5]

优点：（1）结构简单，零件较少，制造维修方便；

      （2）启闭时阀瓣行程小，整个阀门高度较小，可以实现对介质的快速切断；

      （3）启闭时阀瓣与密封面之间没有相对滑动，密封性好，磨损较小，使用寿命长。

缺点：（1）启闭力矩大，启闭费力；

      （2）管道曲折，流体阻力大，动力消耗大；

      （3）全开时阀瓣经常受到冲蚀。

1.1.3手动截止阀的介绍

    由于截止阀启闭力矩大以及人手推力的限制，手动截止阀经常用于低中压的工况。在能够使用的最大手轮的情况下，其压力应该限制在40kN～60kN。但是通过增加阀体壁厚和使用较重级的法兰，加粗螺栓和内部零件等手段，也能使截止阀用于高压工况[6]。本课题设计的是16Mpa的高压截止阀，设计时应该考虑人手推力的大小，合理设计尺寸，不应产生过大的启闭力矩。

1.2  本文研究内容

  本文主要完成对截止阀的设计，包括结构，尺寸以及配合精度，其主要工作参数如下：

  （1）口径15mm-250mm，介质温度-29℃-550℃，公称压力：1.6Mpa-16Mpa；

  （2）启闭件是圆柱形的阀瓣，密封面是平面或者锥面，阀瓣沿流体的中心线做直线运动；

  （3）该截止阀可以反复开启和关闭，使得非常适合对蒸汽介质进行切断调节和节流。

本文主要分为四个部分，第二章讲述截止阀总体结构设计以及密封面等细节设计，第三章对阀杆，法兰，螺栓等零件进行强度校核并对不合格的零件的尺寸进行调整，第四章展示运用solidworks2012 simulation模块进行零件静力学分析的结果，第五章讲述了截止阀零件之间的配合精度和零件表面粗糙度。

2  截止阀结构设计

2.1  阀体设计

2.1.1  阀体流通形式的选择

    截止阀按通道方向可以分为直通式截止阀，直流式截止阀，直角式截止阀[7]；

    ①直通式截止阀内腔结构复杂，流体经过时方向改变次数多，阻力较大，运用最广泛；当压力小于16Mpa时，可以采用图2.1所示的直通式，介质由下往上流动，当压力大于20Mpa时，可以采用介质由上往下流动的直通式截止阀；论文网

    ②直流式截止阀的流道与主流道呈一斜线，流体几乎不改变方向，阻力较小，含固体颗粒或粘度大的流体宜采用这种形式；

    ③直角式阀体适用于连接管道呈直角的情况，较小通径，较高压力的截止阀。

               （a）直通式              (b)直流式              (c)直角式