基于solidworks的阀门设计平台分析

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1、东北大学硕士学位论文第1章绪论阀门是各种流体装置中不可缺少的控制设备。在国民经济各个部门中有着广泛的应用。在石油，天然气，煤炭和矿石的丌采、提炼加工和管道输送系统中；在化工产品，医药和食品生产系统工程中；在水电，火电和核电的电力生产系统中；在船舶，车辆，飞机以及各种运动机械的流体系统中，都大量地使用阀门。此外，在国防生产系统中和航天等新技术领域里也使用着各种性能特殊的阀门⋯。因此，阀门是我国国民生产中不可缺少的重要机械产品。参数化设计是近年来CAD在实际应用中提出的新课题，它以尺寸驱动为特征，使CAD系统具有交互式绘

2、图的功能，通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改已定义好的零件参数，自动完成图中相关部分的改动，甚至可以根据用户提供的信息驱动系统自动绘图，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性。CAD三维几何造型功能在机械产品设计中的普遍应用，三维软件生成二维工程图的标准化问题越来越受到重视。当前，国际上流行的三维CAD软件在二维工程图模块具有以下功能：直接从三维模型快速生成对应的二维投影视图；有较强的剖视图功能；能根据三维模型尺寸生成对应的二维尺寸等。但是一张完整的工程图不仅包括基于三维实体模型的二维投影，还包括图

3、纸格式、标题栏、明细表、技术要求、尺寸公差等众多国标化因素，因此对二维工程图的标准化处理是CAD技术走到现在必须要解决的一个关键问题。随着现代工业设计高速发展对产品质量要求越来越高，设计周期要求越来越短，迫切要求以现代化的设计方法取而代之，因此本文以蝶阀产品为例，从参数化设计到工程图标准化实施进行了深入的研究，最大程度提高了产品设计效率，降低产品的开发成本。1．1蝶阀概况及技术进展30年代，美国发明了蝶阀，50年代传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以

4、上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比有开闭时问短，操作力矩小，安装空问d',flJ重量轻。以DNl000为例，蝶阀约2T，而闸阀约3．5T，且蝶阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性【21。作为截断阀类的一种，蝶阀的启闭件呈圆盘状，称作蝶板，它绕其自身的轴线作旋转运动。蝶阀结构简单，只由少数几个零件组成，材料耗用省；体积小、重量轻、安装尺寸小，驱动力矩小，操作简便、迅速，只需旋转90。即可快速启闭；并东北大学硕士学位论文第1章绪论且还同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性，在大中口径、中低压力的使用领域，

5、蝶阀是主导的阀门形式【2]。蝶阀处于完全丌启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹性密封和金属密封两种密封形式。弹性密封蝶阀，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。蝶阀由阀体、阀杆、蝶板、密封圈和驱动装置等零件组成，如图1．】所示。幽1．1蝶阀结构幽Fig．1．1Thestructuralpatternofbutterflyvalve1．1．1蝶阀结构演变为满足各种工况要求，蝶阀先后经历了从中心对置蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀到三偏心蝶阀的演变

6、过程。(1)中心对蝶阀该种蝶阀的结构特征为阀杆中心、蝶板中心、阀体中心在同一位置上，结构简单，制造方便。其密封原理是：蝶板密封面挤压合成橡胶阀体，使合成橡胶阀体产生弹性变形而形成密封比压保证阀门的密封。缺点是蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态，阻力矩大、磨损快。为克服挤压、刮擦，保证密封性能，阀座基本上采用橡胶或聚四氟乙烯等弹性材料，但也因此在使用上受到温度的限制。(2)单偏心蝶阀为解决中心对置蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题，由此产生了单偏心蝶阀。其结构特征为阀杆轴心移出了蝶板中心，从而使蝶板上下端不再成为回转轴心，分散减

7、轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压。但由于阀门的密封压力仍然由蝶板挤压阀体密封面提供，所以蝶板和阀体密封面之问的磨损仍然较大，蝶阀的寿命不高。东北大学硕士学位论文第l章绪论(3)双偏心蝶阀在单偏心蝶阀的基础上进一步改良成型的就是目前应用最广泛的双偏心蝶阀，其结构特征为阀杆轴心既偏离蝶板中心，又偏离阀体中心。双偏心的效果使阀门开启后蝶板能迅速脱离阀座，大幅度地消除了蝶板与阀座不必要的过度挤压、刮擦等现象，减轻了=JF启力矩，降低了磨损，提高了阀座寿命。刮擦的大幅度降低，同时还使得双偏一11,蝶阀也可以采用金属阀座，提高了蝶

8、阀的适用温度，但因为其密封原理属于位置密封构造，即蝶板与阀座的密封面为线接触，通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果，故对关闭位置要求很高特别是金属阀座。双偏心蝶阀结构较单偏心蝶阀复杂，成本稍高，密封性能更好，寿命更长，使用压力也更高。(4)三偏心蝶阀三偏心蝶阀是在双偏心蝶阀的基础上使蝶板密封面旋转一定的角度，形成一个角偏心，同时这种结构