水轮机双偏心蝶阀建模方法的探讨.pdf

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1、科技·探索·争鸣Sc科ience&技Tech视nology界Vision机械与电子水轮机双偏心蝶阀建模方法的探讨何汶霖(东方电气集团东风电机有限公司，四川乐山614000)【摘要】阐述了双偏心蝶阀直接建模的弊端。结合某电站进水蝶阀的基本参数，完成了强度、直径等计算，并且在三维造型软件的装配设计模块中，分别构建蝶阀各个部件．再利用部件间的相对约柬关系进行整体装配造型。为后续产品的结构强度分析、力学特性计算提供理论基础【关键词】蝶阀；装配：模型Desighof3DModelingforButterflyValv

2、einDinhBinhHydropowerStationBasedonHEWen-lin(DECDongFengElectricMachineryCo．，Ltd．，LeshanSichuan614000，China)【Abstract]Intheprocessofbutterflyvalvedesigh．First，choosethecalculationparametersofvalve．Second，drawthe3Dparts．Andthen，setupa3Dmodelingonthemethodof

3、assemblyinAssemblingdesighmoduleof．Theresultprovidesabasisforstrengthanalysis．【Keywords]Butterflyvalve；Assembly；Modeling0引言本文中，拟对阀门选择摇摆式接力器，故直径计算方程为：对于混流式水轮机而言．其水流进口端通常设置有蝶阀它的主、／要功能f。I是：当机组正常停机时．阻断水流．并减小流体在机组中的沿其中，P为接力器操作力，为最低工作油压程水头损失。由此可见．蝶阀的性能优劣．直接关系到整机

4、的效率和运同理，分别能够计算活门直径(D^)、阀轴直径(D，)、阀轴长度行的稳定性。故合理的设计．对于混流式水轮机的高效、稳定运行，具()、推拉杆直径(o3等几何尺寸。有举足轻重的意义1．2零部件强度校核传统的蝶阀设计方法．主要是直接进行CAD二维工程图造型具蝶阀零部件的几何尺寸确定之后。下一步工作，便是对所有零部体操作方式是：所有的蝶阀零部件，均以三视投影图的形式，在平面图件都进行压强、载荷、静水力矩的计算，以验算计算出的几何尺寸是否上进行尺寸、精度的表述该方法的优点在于设计图纸能够直接用于满足刚强度的标

5、准。本文以阀轴设计为例，进行说明。施T但是。这种设计方式却也存在一些不足之处：(1)阀门的设计，强已知阀轴的剪应力方程：度性能和内部流场特点往往是非常关键的指标而二维平面模型．数值计算只能用于简单、规则的零部件结构。对于双偏心蝶阀而言，结构Q，=7rDh()及其复杂，二维模型几乎无法实现数值计算(2)工程图的绘制．表现其受剪面积为：出的只是阀门关闭时刻得瞬时状态而运行状态下．零部件之间是否会有十涉现象(如蝶阀活门全开时．重锤的位置是否会与取水管座等xD(5)部件碰撞，便无法确定。(3)阀门设计，牵涉到招标运

6、输等问题，因此机因此．由公式f1—4)~1(1—5)Nl：2推导出阀轴的截面剪应力：械部件的重量．必须计算精确．由于蝶阀的形状结构复杂，平面图上要(6)计算零部件的体积．相对困难故采用先进的设计方法解决以上问题，显得十分必要。同理，其应力方程为：利用三维造型软件．可以构建完整的蝶阀三维实体模型．即能够or=(7)精确地实现产品的动力特性分析同时．阀门在任意运行状态下的干涉性检查，零部件质量的计算．都可以在模型上实现。本文便是基于的式巾，M=Q~L，W：维建模．完成了某电站的双偏心进水蝶阀设计综上所述，阀轴承

7、受的综合应力表达式为：1模型几何尺寸的计算＼／or2+4"r2(8)双偏心蝶阀的设计．是以某电站的基本参数(如机组类型、工作水假设阀轴材料采用锻35号钢，根据文献[2]的标准，材料许用屈服头、蜗壳流线图尺寸等)为依据来确定的根据电站参数．拟确定阀门极限为：fr，1=1200km2。若活门直径D=250em，阀轴直径Df=30cm，阀的结构为卧式、双平板、带重锤的形式。阀门的几何尺寸计算，通常分轴长度L：-17．4cm，则由公式(4)～(8)，可得：ornt,=959kg／cm。故：<为两步：(1)分别计算各

8、零件的几何尺寸；(2)几何尺寸是否满足要求，f1，由此可知，阀轴强度符合要求。需再进行强度核算同理，阀门的其余零部件(如阀体、活门、接力器等)均需强度核1．1蝶阀特征参数的计箅算．以便校核设计参数的准确性若验算结果都满足要求，便可以进行在混流式水轮发电机中，蝶阀的特征参数有：公称直径(D)、活门后续建模过程反之．则需要重新计算尺寸厚度(b)、接力器直径(d，)以及阀轴直径(，)r)等。1．1．1公称卣径D的确定2