【摘要】：自70年代國外發(fā)明三偏心金屬密封蝶閥以來,由于其具有啟閉力矩小、采用斜錐面密封、密封性好、抗磨損、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中的中高壓流體系統(tǒng)得到了非常廣泛的用途。從80年代開始引入我國,到目前為止在國內(nèi)只有少數(shù)廠家能夠制造三偏心金屬密封蝶閥,但仍然有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有掌握。如具有復(fù)雜空間曲面的密封副設(shè)計(jì),不僅制造難度大,而且容易干涉,遠(yuǎn)達(dá)不到零摩擦、零泄漏以及快關(guān)要求。目前我國蝶閥密封副設(shè)計(jì)方法以經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)為主,國內(nèi)還沒有關(guān)于三偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,許多制造企業(yè)都是利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相對簡化的計(jì)算方法確定三偏心蝶閥的基本數(shù)據(jù),很難使產(chǎn)品達(dá)到不干涉、小扭矩和零泄漏的要求。開發(fā)三偏心蝶閥的干涉分析軟件,是非常重要的。 本文研究了三偏心蝶閥的基本結(jié)構(gòu),給出了主要的結(jié)構(gòu)參數(shù),如蝶板的厚度計(jì)算、軸向偏心距的估算等,推導(dǎo)出了蝶板幾個(gè)主要截面的幾何參數(shù)(長軸、短軸)與三個(gè)偏心量之間的函數(shù)關(guān)系,提出了參數(shù)優(yōu)化要求。 三偏心蝶閥的運(yùn)動(dòng)分析主要是討論干涉性能的分析,三偏心蝶閥的干涉分析是性能評(píng)價(jià)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)蝶閥的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系建立蝶板密封面的三維數(shù)學(xué)模型,采用C#編寫計(jì)算機(jī)程序?qū)γ芊饷嫔厦總�(gè)點(diǎn)在蝶板機(jī)構(gòu)開啟時(shí)的啟閉角進(jìn)行計(jì)算,驗(yàn)證蝶板是否與閥體產(chǎn)生干涉,調(diào)整三偏心參數(shù),確定三偏心蝶閥最小的徑向偏心,為驅(qū)動(dòng)裝置的選取提供了依據(jù)。 本文還對該三偏心蝶閥干涉分析軟件進(jìn)行了驗(yàn)證,通過三偏心蝶閥干涉分析軟件優(yōu)化其設(shè)計(jì)參數(shù),并根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)的取值范圍計(jì)算出軸向偏心、徑向偏心、角偏心的最大值和最小值,并在最大值和最小值之間任取兩個(gè)不連續(xù)的點(diǎn),進(jìn)行摩擦扭矩的計(jì)算,對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。對比分析的結(jié)果表明,優(yōu)化設(shè)計(jì)所計(jì)算出的摩擦扭矩顯著減小,有效的降低操作扭矩,提高使用壽命。 通過上述的研究,編寫的三偏心蝶閥分析軟件具備分析三偏心蝶閥基本結(jié)構(gòu)參數(shù)、啟閉性能指示角的計(jì)算、干涉分析和摩擦力矩計(jì)算,使得在該軟件指導(dǎo)設(shè)計(jì)下的三偏心蝶閥蝶板運(yùn)動(dòng)無干涉、密封比壓分布均勻、摩擦扭矩小,并且提供快捷高效的設(shè)計(jì)方法。
[Abstract]:Since the invention of three-eccentric metal seal butterfly valve in 1970s, it has the advantages of small opening and closing torque, inclined cone sealing, good sealing, anti-wear, long service life, etc. Medium and high pressure fluid systems in industrial production have been widely used. Since 1980's, only a few domestic manufacturers have been able to manufacture tri-eccentric metal seal butterfly valves, but there are still some key technologies that have not been mastered. If the sealing pair with complex space surface is designed, it is not only difficult to manufacture, but also easy to interfere, which is far from zero friction, zero leakage and fast closing. At present, the design method of butterfly valve seal pair in our country is mainly based on experience parameter design, and there is no software for structural optimization design of three-eccentric butterfly valve in China. Many manufacturing enterprises use the experience data and the relatively simplified calculation method to determine the basic data of the three-eccentric butterfly valve. It is very difficult to make the products meet the requirements of non-interference, small torque and zero leakage. It is very important to develop interference analysis software of three eccentric butterfly valve. In this paper, the basic structure of the three-eccentric butterfly valve is studied, the main structural parameters are given, such as the thickness calculation of the butterfly plate, the estimation of the axial eccentricity and so on, and the geometric parameters of the main section of the butterfly plate (long axis, long axis) are deduced. The function relation between the short axis and the three eccentricities is proposed, and the parameter optimization requirements are put forward. The motion analysis of tri-eccentric butterfly valve is mainly to discuss the analysis of interference performance, and the interference analysis of three-eccentric butterfly valve is a very important link in performance evaluation. According to the seal structure design of butterfly valve and the movement relation of mechanism, the three-dimensional mathematical model of butterfly plate seal surface is established, and the opening and closing angle of each point on the seal surface is calculated by C # program. Whether the butterfly plate interferes with the valve body, adjusts the three eccentricity parameters and determines the minimum radial eccentricity of the three eccentric butterfly valve, which provides the basis for the selection of the drive device. The interference analysis software of the three-eccentricity butterfly valve is verified in this paper. The design parameters are optimized by the three-eccentricity butterfly valve interference analysis software, and the axial eccentricity and radial eccentricity are calculated according to the value range of the optimized design parameters. The maximum and minimum values of angular eccentricity and two discontinuous points between maximum and minimum are taken to calculate the friction torque. The calculated results are compared and analyzed. The results of comparison and analysis show that the friction torque calculated by the optimal design is significantly reduced, the operating torque is effectively reduced, and the service life is increased. Through the above research, the analysis software of tri-eccentric butterfly valve has been developed to analyze the basic structural parameters of the three-eccentric butterfly valve, the calculation of the performance indication angle, interference analysis and friction moment calculation of the three-eccentricity butterfly valve. Under the guidance of the software, there is no interference in the movement of the three eccentric butterfly valve butterfly plate, the seal specific pressure distribution is uniform, the friction torque is small, and the design method is fast and efficient.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH134

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本文編號(hào)：2313702