1、連杆蝶閥又叫四連杆蝶閥，作為（wéi）一種切斷蝶閥，它具有體積小、重量輕、動作靈活、密封性好等優（yōu）點，主要應用於冶金、石化、化工、電力（lì）等行業。近幾年中國連（lián）杆蝶閥的設計製造有了很大發展，連杆蝶閥的設計也趨於成熟。但在大通徑（jìng）、高壓力、快速（sù）啟閉等方麵（miàn）還與國外有一定的差距。在連杆（gǎn）蝶（dié）閥的設（shè）計中對連杆機構特性的深入（rù）研究，可以更大地挖掘出它的優勢，使中國連杆（gǎn）蝶（dié）閥的性能提升到一個新的高度。2、結（jié）構特點如（rú）圖1所示，連（lián）杆蝶閥主要由驅動裝（zhuāng）置（zhì）、閥板、閥體、閥軸（zhóu）、杆係和軸端密封等部件組成（chéng）。閥門的啟閉是靠驅動裝置驅動閥軸帶（dài）動（dòng）四連（lián）杆機構（gòu）運動實現的。閥軸旋轉使閥板開啟（qǐ），當閥板與管道中心平行，閥門處於全開狀態;閥軸反方向旋轉使閥板關閉，當閥板與閥（fá）體的（de）密封麵平行接觸（chù）直至壓緊密封，此時閥門完全關閉。圖1連杆蝶閥（fá）結構（gòu）圖3、研（yán）究方向連杆蝶（dié）閥的（de）設計（jì）主要是考慮連杆機構，軸端密封（fēng）和閥板結構和材料等方麵。在閥板結構，連杆和內部固體自潤滑（huá）軸承材質方麵，國內的（de）設計者進行了大量的（de）研究和實驗，目前連杆蝶閥的可（kě）靠性和使用壽命都有了很大的提高，已與國外的（de）產品性能相當。但在大通徑、高壓力、快速啟閉等方麵（miàn）還與國（guó）外有一定的差距。連杆蝶閥（fá）杆係的微小變化，都對閥（fá）門的性能有很大的影響，所以隻有（yǒu）對連杆蝶（dié）閥的連杆機構進行深（shēn）入的分析和研究，充分了解和掌握它的運（yùn）動特性，才能（néng）設計和製造出超過國外水平的高性能（néng）連杆蝶閥。下麵對連杆蝶閥的四連杆機構進行模擬，對它的運動特性進行分析。4、四連杆機構的運動（dòng）分析4.1運動特性分（fèn）析（xī）閥板的運動是由圖2所（suǒ）示的杆係驅動的，這些杆係組（zǔ）成一（yī）個四連杆機構。一般（bān）認為閥板在四（sì）連杆（gǎn）機構帶動下先平動，然後轉（zhuǎn）動。由於四連杆機（jī）構的複雜性，所以在連杆蝶閥的設計中（zhōng），設計（jì）者常常使用CAD或其它（tā）一些軟（ruǎn）件簡單模擬（nǐ）閥板運動軌跡(圖（tú）3)，來驗證在開關過程中，杆係間、閥板（bǎn）和閥體間是（shì）否存在幹（gàn）涉。而沒有對閥板在運動中的詳細軌跡和過程中（zhōng）的一些（xiē）特點進行分析。下麵將（jiāng）使用SolidWorksMotion對閥板的運動軌跡進（jìn）行模擬，得到詳細的運動軌跡曲線，來研究閥板在運動過程中的特（tè）點。本文在分析中假定閥板的啟閉（bì）時間是30秒（miǎo），並且從開啟到關閉過程閥軸（zhóu）正好勻速轉動90度。以圖2所示，標記閥板上端點為A點，下端點為（wéi）B點，則A、B點所形成的直線（xiàn）L與（yǔ）豎直（zhí）麵所形成的夾角α就是閥板的（de）傾角（jiǎo）。使用SolidWorksMotion對A、B兩點所形成的（de）直線L進行分析，得到圖4所示的閥（fá）板角度隨時間變化曲（qǔ）線。從圖4中可以（yǐ）看出，閥板運（yùn）動符合先平動（dòng）後轉動的規律（lǜ）。對閥板平動部分曲線進（jìn）行放大(圖5)發現（xiàn），其實在閥板平動的同時（shí）先反方向轉動一個小角度（dù），然後才開始（shǐ）轉動打開，並且（qiě）閥軸在勻速驅動時，打開速度逐（zhú）漸加快。為了對上麵的這個（gè）特點進（jìn）行深入（rù）分析，下麵再次使用SolidWorksMotion對A、B點的運動進（jìn）行（háng）分析，得到圖（tú）6所示（shì）A、B點水平坐標隨時間變化曲線。通過（guò）這兩（liǎng）條曲線，可以看出，在前8秒內，A、B兩（liǎng）點的（de）曲線幾乎重合，並且傾斜角度很小，說明在這段時間內閥板接近（jìn）豎直，而（ér）且（qiě）運（yùn）行速度較慢，比較平穩;8秒之後閥板開始快速轉動打開。對前8秒曲線進行放（fàng）大(圖7)，可以看到A、B兩點有兩個重合位置(0秒、6.6秒)。在這兩（liǎng）個位置，閥（fá）板處於豎（shù）直狀態，也就是（shì）說閥門的（de）關閉位置既可以（yǐ）設在第一個重（chóng）合點上，也可以設在第二個重和點上。當（dāng）閥軸轉速（sù）相同時，以第二個豎直位（wèi）置為閥門的關閉時間比第一（yī）個位置短22%，同時閥軸轉動角度小22%。4.2兩個位置計算比較分別以上述兩個位置設計閥（fá）1和閥2，它們的驅動力（lì）矩分別為T1、T2，驅動轉速為ω1、ω2，啟閉時間為t1、t2，驅動（dòng）角度為α1、α2。由上麵分析可得0.78×α1=α2閥（fá）門所需驅動力可按下列公式計算：(1)式中T———驅動力（lì）矩，N•m;D———閥板直徑，m;ΔP———閥板兩（liǎng）側介質壓差，MPa;R———主軸偏心矩，m;Q———閥板自（zì）重，N;f———鉸鏈間的摩擦係數;k———安全係（xì）數，一般取1.1～1.2。由公式(1)可得：T1=T2，既兩（liǎng）個位置的驅動力相同。P=T×ω(2)式（shì）中P———驅動（dòng）功率，W;ω———驅動轉速，rad/s。α=t×ω(3)式中（zhōng）t———啟（qǐ）閉時間（jiān），s。當t1=t2時，由公式2、3可計算出：P2=0.78P1。所（suǒ）以當同樣的啟閉時間下，閥2所需的驅動功率更小。5、總結在中小通徑和中高壓（yā）力的連杆蝶閥（fá）設計中，通常選用第一個豎（shù）直位置為閥門（mén）的關閉位置。選擇這個位置的優點是：閥板在開啟過程中更平穩;而在一些特殊用途的連杆蝶（dié）閥，比（bǐ）如大通徑（jìng）(DN≥3000mm)和快開式（shì）連杆（gǎn）蝶閥和緊急切（qiē）斷閥，需要更小的驅動功率或更短的開關時間，選擇第二個（gè）豎直位置為閥門的關閉位置（zhì）為（wéi）最優。所以在連杆蝶閥的設計中，隻有對連杆機構進行詳細的運動分析，才能找到（dào）最優的（de）位置，生產出具有國際水平的（de）閥門。