1、連杆蝶閥又叫四連杆蝶閥，作為一種切斷蝶閥，它具有體積小、重量輕、動作靈活、密（mì）封性好等（děng）優點，主要應用於冶金、石化、化工（gōng）、電力等行業。近（jìn）幾年中國連杆蝶閥的設計製造（zào）有了很大發展，連杆蝶閥的設計（jì）也趨於成熟。但在大通徑、高壓力、快速啟閉等方麵還與國外有一定的差距。在連杆蝶閥的設計中對連杆機構特性的深入研究，可以更大地（dì）挖掘出它的優勢，使中國連杆蝶閥（fá）的性能提升到一個（gè）新的高度。2、結構（gòu）特（tè）點如圖1所示（shì），連杆蝶閥主要由驅動裝置、閥板、閥體、閥軸（zhóu）、杆係和軸端密封等部件組成。閥門的啟閉是靠驅動裝置驅動閥軸帶動四連杆機構運動實現的。閥軸旋轉使閥板開啟，當閥板與管道（dào）中心平行，閥門處於全開狀態;閥軸反方向旋轉使閥板關閉（bì），當閥板與閥體的密封麵平（píng）行接觸直（zhí）至壓緊密封，此時（shí）閥（fá）門完全關（guān）閉。圖1連杆蝶閥結（jié）構（gòu）圖3、研究方向（xiàng）連杆蝶閥的設計主要是考慮連杆機構，軸端密封和閥板結構和材料（liào）等（děng）方麵。在閥板結構，連杆和內部固體自潤滑軸承材質方麵，國內的設計（jì）者進行了大量的研究和實驗，目前連杆蝶閥（fá）的（de）可靠性和（hé）使用壽命都有了很大的提高，已與國外的產品（pǐn）性能（néng）相當。但在大通徑、高壓力、快速啟閉等方（fāng）麵還與國外有一定的（de）差距。連（lián）杆蝶閥杆係的微小變化，都對閥門的性能有很大的影響，所以隻有對連杆蝶閥的連（lián）杆機構進行（háng）深入的分析和（hé）研究，充分了解和掌握（wò）它的運動特性，才能（néng）設計和製造出超過國外水平的高性能連杆蝶閥。下麵對連杆蝶閥的（de）四連杆機構進行模擬，對它（tā）的運動特性進（jìn）行（háng）分析。4、四連杆機構的運動（dòng）分析4.1運動特性分析閥板的運動是由圖2所示的（de）杆（gǎn）係驅動（dòng）的，這些（xiē）杆係組成一個四連杆機構。一般認為閥板（bǎn）在四連杆機構帶動下先平動，然後轉動。由於四連杆機構的複雜性，所以在連杆蝶閥的設計中，設計者常常使用CAD或其它一些軟件簡單模擬閥板運動軌跡(圖3)，來驗證在開關過程中，杆係間、閥板和閥體間是否存在幹涉。而沒有對閥板在（zài）運動中的詳細（xì）軌跡和（hé）過（guò）程中的（de）一些特點進行分析。下麵將使用SolidWorksMotion對閥板的運動軌跡進行（háng）模擬，得到詳細的運動軌跡曲線，來研究閥（fá）板在運動過程中的特點。本文在分析中假定閥板的（de）啟閉時間是30秒，並且從開啟到關閉過程（chéng）閥軸正好勻速轉動（dòng）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（zhí）線L與豎直麵（miàn）所形（xíng）成的夾角α就是閥板的傾角。使用SolidWorksMotion對A、B兩（liǎng）點所形成的直線L進行分析，得到圖4所（suǒ）示的閥板角度隨時間變化曲（qǔ）線。從圖4中可以看出（chū），閥板運動符合先平動後轉動的規律。對閥（fá）板平動部分曲線進行放大(圖5)發現，其實在閥板平動的同時（shí）先反方向轉動一個（gè）小角（jiǎo）度（dù），然後才開始轉動打開，並且閥軸在勻速驅動時，打開速度逐漸加快。為了對上麵的這個特點進行（háng）深入分（fèn）析，下麵再次使用SolidWorksMotion對A、B點的運動進（jìn）行（háng）分析，得到圖6所示（shì）A、B點水平坐（zuò）標隨時間變（biàn）化曲（qǔ）線。通過這兩條曲線（xiàn），可以看出，在前8秒內，A、B兩點的曲線幾乎重合，並（bìng）且傾斜角（jiǎo）度很小，說明在這段時間內（nèi）閥板接近豎直，而且運行速度較慢，比較平穩;8秒之後閥（fá）板開始快速轉動打開。對前8秒曲線進（jìn）行放大(圖7)，可以看到A、B兩點有兩個重合位置(0秒（miǎo）、6.6秒)。在這兩個位置，閥板處於豎直狀（zhuàng）態，也就是說閥門的（de）關閉位置（zhì）既可以設在（zài）第（dì）一個重合（hé）點（diǎn）上，也可以設在第二個重和點上。當（dāng）閥軸轉速相同時，以第二（èr）個豎直位置為閥門的關閉時間（jiān）比第一個位置短22%，同時閥軸轉動角度小22%。4.2兩個位置計算（suàn）比較分別以上述兩個位置設計閥1和閥2，它（tā）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，驅動角度為α1、α2。由上麵分析可（kě）得0.78×α1=α2閥門（mén）所需驅動力可按下列公式計算：(1)式（shì）中T———驅動力矩，N•m;D———閥板直徑（jìng），m;ΔP———閥（fá）板兩側介質壓差，MPa;R———主軸（zhóu）偏心矩，m;Q———閥板自重，N;f———鉸鏈間的摩擦係（xì）數;k———安全係數，一般取1.1～1.2。由公式（shì）(1)可得：T1=T2，既兩個位置的驅動力相同。P=T×ω(2)式中P———驅動功率，W;ω———驅動轉速，rad/s。α=t×ω(3)式中t———啟閉時間，s。當t1=t2時，由公（gōng）式2、3可計算出：P2=0.78P1。所以當同樣的啟閉（bì）時（shí）間下，閥2所需的（de）驅動功（gōng）率更小。5、總結在（zài）中小通（tōng）徑和中高壓力的連杆蝶閥設計中，通常選用第一個豎直位置為閥門的關閉位置。選擇這個位置（zhì）的優點是：閥板在開啟過程中更平（píng）穩;而在一（yī）些特殊用（yòng）途的連杆蝶閥，比如大通徑(DN≥3000mm)和快開式連杆蝶閥和緊急切（qiē）斷閥，需要更小的驅動功率或更短的開關時間，選擇（zé）第二（èr）個（gè）豎直位置為閥門的關閉（bì）位置為最優。所以在連杆蝶閥的設（shè）計中（zhōng），隻有對連杆機構進行詳（xiáng）細的（de）運動分析，才能找（zhǎo）到最優的位置，生產出具有國際（jì）水平的閥門。