淄博偉恒閥門有限公司7月24日訊：四連桿翻板閥又叫四連桿蝶閥，作為一種絕對(duì)切斷蝶閥，它具有體積小、重量輕、動(dòng)作靈活、密封性好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于冶金、化工、石化、電力等行業(yè)。近幾年中國(guó)四連桿翻板閥的設(shè)計(jì)制造有了很大發(fā)展，連桿蝶閥的設(shè)計(jì)也趨于成熟。但在大通徑、高壓力、快速啟閉等方面還與國(guó)外有一定的差距。在連桿蝶閥的設(shè)計(jì)中對(duì)連桿機(jī)構(gòu)特性的深入研究，可以更大地挖掘出它的優(yōu)勢(shì)，使中國(guó)連桿蝶閥的性能提升到一個(gè)新的高度。  

  結(jié)構(gòu)特點(diǎn)  

  連桿蝶閥主要由驅(qū)動(dòng)裝置、閥板、閥體、閥軸、桿系和軸端密封等部件組成。閥門的啟閉是靠驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)閥軸帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。閥軸旋轉(zhuǎn)使閥板開啟，當(dāng)閥板與管道中心平行，閥門處于全開狀態(tài)；閥軸反方向旋轉(zhuǎn)使閥板關(guān)閉，當(dāng)閥板與閥體的密封面平行接觸直至壓緊密封，此時(shí)閥門完全關(guān)閉。  

  研究方向  

  連桿蝶閥的設(shè)計(jì)主要是考慮連桿機(jī)構(gòu)，軸端密封和閥板結(jié)構(gòu)和材料等方面。在閥板結(jié)構(gòu)，連桿和內(nèi)部固體自潤(rùn)滑軸承材質(zhì)方面，國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)者進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，目前連桿蝶閥的可靠性和使用壽命都有了很大的提高，已與國(guó)外的產(chǎn)品性能相當(dāng)。但在大通徑、高壓力、快速啟閉等方面還與國(guó)外有一定的差距。  

連桿蝶閥桿系的微小變化，都對(duì)閥門的性能有很大的影響，所以只有對(duì)連桿蝶閥的連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入的分析和研究，充分了解和掌握它的運(yùn)動(dòng)特性，才能設(shè)計(jì)和制造出超過(guò)國(guó)外水平的高性能連桿蝶閥。下面對(duì)連桿蝶閥的四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。  

  四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析  

  1.運(yùn)動(dòng)特性分析  

閥板的運(yùn)動(dòng)是由圖2所示的桿系驅(qū)動(dòng)的，這些桿系組成一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)。一般認(rèn)為閥板在四連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下先平動(dòng)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)。由于四連桿機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，所以在連桿蝶閥的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者常常使用CAD或其它一些軟件簡(jiǎn)單模擬閥板運(yùn)動(dòng)軌跡（圖3），來(lái)驗(yàn)證在開關(guān)過(guò)程中，桿系間、閥板和閥體間是否存在干涉。而沒(méi)有對(duì)閥板在運(yùn)動(dòng)中的詳細(xì)軌跡和過(guò)程中的一些特點(diǎn)進(jìn)行分析。下面將使用SolidWorksMotion對(duì)閥板的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模擬，得到詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，來(lái)研究閥板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的特點(diǎn)。本文在分析中假定閥板的啟閉時(shí)間是30秒，并且從開啟到關(guān)閉過(guò)程閥軸正好勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90度。

  2.兩個(gè)位置計(jì)算比較  

  分別以上述兩個(gè)位置設(shè)計(jì)閥1和閥2，它們的驅(qū)動(dòng)力矩分別為T1、T2，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速為ω1、ω2，啟閉時(shí)間為t1、t2，驅(qū)動(dòng)角度為α1、α2。  

由上面分析可得0.78×α1=α2  

閥門所需驅(qū)動(dòng)力可按下列公式計(jì)算：  

（1）  

式中T———驅(qū)動(dòng)力矩，N•m；  

D———閥板直徑，m；  

ΔP———閥板兩側(cè)介質(zhì)壓差，MPa；  

R———主軸偏心矩，m；  

Q———閥板自重，N；  

f———鉸鏈間的摩擦系數(shù)；  

k———安全系數(shù)，一般取1.1～1.2。  

由公式（1）可得：T1=T2，既兩個(gè)位置的驅(qū)動(dòng)力相同。  

P=T×ω（2）  

式中P———驅(qū)動(dòng)功率，W；  

ω———驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，rad/s。  

α=t×ω（3）  

式中t———啟閉時(shí)間，s。  

當(dāng)t1=t2時(shí)，由公式2、3可計(jì)算出：P2=0.78P1。所以當(dāng)同樣的啟閉時(shí)間下，閥2所需的驅(qū)動(dòng)功率更小。  

  總結(jié)  

  在中小通徑和中高壓力的連桿蝶閥設(shè)計(jì)中，通常選用第一個(gè)豎直位置為閥門的關(guān)閉位置。選擇這個(gè)位置的優(yōu)點(diǎn)是：閥板在開啟過(guò)程中更平穩(wěn)；而在一些特殊用途的連桿蝶閥，比如大通徑（DN≥3000mm）和快開式連桿蝶閥和緊急切斷閥，需要更小的驅(qū)動(dòng)功率或更短的開關(guān)時(shí)間，選擇第二個(gè)豎直位置為閥門的關(guān)閉位置為最優(yōu)。  

所以在連桿蝶閥的設(shè)計(jì)中，只有對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)分析，才能找到最優(yōu)的位置，生產(chǎn)出具有國(guó)際水平的閥門。

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