一、高压球阀球体设计

球体是高压球阀直接动作零件，因此我们必须要对其进行设计和校核。球体结构特征主要是和阀杆的连接结构，所以要必须满足最大转矩，还要保障灵活性，灵活性是保证工作性能的必备条件。因为球体和阀杆接触部分是间隙之间的配合，所以，这就造成了在接触面上比压分布的不均匀。按下式对其进行计算：

σZY = Mm/0.12a2h≤[σZY]　 　

式中的Mm表示的是阀座密封面和球体间的摩擦力矩，单位是N；[σZY]表示的是球体许用挤压的应力，单位是兆MPa；A表示的是阀杆头部边长，单位是mm；H表示的是阀杆头部插入球体深度，单位是mm。

在这里需要特别注意的是，必须要按强度要求进行设计，也就是挤压应力和扭转应力应相等。可是在实际设计时往往受到球体尺寸大小的限制，为了降低挤压的应力，通常往往要加大接触面尺寸，也就是加大a。

二、高压球阀阀体壁厚的设计

高压球阀阀体一般用整体铸或棒材进行加工。由于工作条件是中低压，因此，必须要用薄壁计算公式来对其进行计算。公式如下所示：

Sb=S，b+C(mm)

S｀b=1.32pc/2[σL]-1.2P(mm)

式中的D表示球阀内墙的最大直径，单位是mm；[σL]表示的是材料许用拉应力；c表示的是附加的余量，单位是mm；p表示的是设计压力，单位是mm；Sb表示的是附加余量壁厚，单位是mm；S，b表示的是按强度计算壁厚，单位是mm。

三、高压球阀阀体螺栓的设计

阀体的螺栓操作情况是根据流体静压力产生的轴向力让阀体分开的，所以螺栓必须要克服端面载荷，而且在接触面必须要有足够密紧力，来保障螺栓的密封性。另外，螺栓也承受了阀座密封圈和球体两者之间的密封力作用。螺栓的承受载荷为Wp：

Wp=F+Fp+Q·wa=0.785Dg2+2πbDGMp+Q

式中的Wp表示的是在操作情况下所要最小螺栓转矩，单位是N；F表示的是总流体静压力，单位是N；DG表示的是载荷作用位置出垫片直径，单位是mm；Fp表示的是连接接触面上的总压紧载荷，单位是N；P表示的是设计的压

力，单位是MPa；m表示的是垫片的有效密封宽度；Q表示的是阀座密封圈和球体之间密封力，单位是N。

四、高压球阀球体的直径设计

高压球体直径必将影响球阀结构的紧凑性，必须要缩小球体的直径。为了保障球体表面能全面地覆盖阀座的密封面，选定的球径必须要按下式来校核：

Dmin=(D22+d2)1/2 (mm)

其中D必须要大于Dmin，式中Dmin表示最小球体的直径，单位是mm；d表示球体通道孔的直径，单位是mm；D2表示阀座的外径，单位是mm。

五、高压球阀螺栓的拉应力计算

σL=W/A<[σL]

式中σL表示的是螺栓的拉应力，单位是MPa；W表示的是WA和Wp中的大者，单位是N；A表示的是螺栓承受应力时的实际最小总截面积；[σL]表示的是材料在常温下许用拉应力,单位是MPa。　　

        随着我国工业化的发展，冶金、石油、化工等也迅速发展，对高压球阀的质量要求越来越高，对高压球阀的数量需求也越来越大，对高压球阀性能和使用工况也提出了更高的要求。球阀已不单单在常温常压中使用，而且在高温高压中也大量使用,高压球阀的市场前景是非常广阔的，我们研究的高压球阀要不断地适应社会的需求。