1、連杆蝶閥又叫（jiào）四連杆蝶閥，作為一種切斷蝶閥，它具有體積小、重量輕、動作（zuò）靈活、密封性好（hǎo）等優點，主要（yào）應用於冶金、石化、化工（gōng）、電力等行（háng）業。近幾年中國連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、高（gāo）壓力、快速啟閉等（děng）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（jī）構特性的深（shēn）入研究，可以更大地挖掘出它的優勢，使中國連杆（gǎn）蝶（dié）閥（fá）的性能提（tí）升到一個新的高度（dù）。2、結構特點如（rú）圖1所示，連杆蝶閥主要由驅動裝置、閥板、閥體、閥軸、杆係和（hé）軸（zhóu）端密封等部件組成。閥門的啟閉（bì）是（shì）靠驅動裝置驅動閥軸帶動四連杆機（jī）構運動（dòng）實現的。閥軸旋轉使（shǐ）閥板開啟，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（bǎn）與閥體的密封麵平行接觸直至壓緊（jǐn）密（mì）封，此時閥門完（wán）全關閉。圖1連（lián）杆蝶閥結構圖3、研究方向連杆蝶閥的（de）設計（jì）主要是考慮連杆機構，軸端密封和閥板結構（gòu）和材料等方麵。在閥板結構，連杆和內部固體自潤滑軸承材質方麵，國（guó）內的設計者進行了大量的研究和實驗，目（mù）前連杆蝶閥的可靠性和使用（yòng）壽命都有了（le）很（hěn）大的提高，已與國外的產品（pǐn）性能相當。但在大通徑（jìng）、高壓力、快速啟閉等方麵還與國外有（yǒu）一定的差距。連杆蝶閥杆係的微（wēi）小變化，都對（duì）閥門的性能有很大的影響，所以隻有對（duì）連杆蝶閥的連杆機構進行深入的分析和研究，充分了解（jiě）和掌握它的運（yùn）動特性，才能設計和製造出超過國外水平的高性能（néng）連杆蝶（dié）閥。下麵對連杆蝶閥（fá）的（de）四連杆機構進（jìn）行模擬，對它的運動特性進行（háng）分析。4、四連杆機構的運動分析4.1運動（dòng）特性分析閥板的運動是由圖2所示的杆（gǎn）係驅動的，這些杆係（xì）組（zǔ）成一個四連杆機構。一般認為閥（fá）板在四連杆（gǎn）機（jī）構帶動下先平動，然後轉動。由於（yú）四連杆（gǎn）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（huò）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。而沒有對閥板在運動中的詳細軌跡和（hé）過程中的一些特點進（jìn）行分（fèn）析。下麵將使（shǐ）用SolidWorksMotion對閥板的運動軌（guǐ）跡進行模擬，得到詳細的運動軌跡曲線，來研究閥板在運動過程中的特點。本文在分析中假定閥板的啟閉時間是30秒，並且從開啟到關閉過程閥軸正好勻速轉動90度。以圖2所示，標記閥板上端點為A點，下端點為B點，則A、B點所形成的直線L與豎直麵所形成（chéng）的夾角α就是閥板的傾角。使用（yòng）SolidWorksMotion對A、B兩點（diǎn）所形（xíng）成的直線L進行（háng）分析，得到圖（tú）4所示的閥板角度隨時間變化曲線。從圖（tú）4中可以看出，閥板運動符（fú）合先平動後轉動的規律。對閥板平動部分曲線進行放大(圖5)發（fā）現，其實在閥板平動的同時先反（fǎn）方向轉動一個小角度（dù），然後才開始轉動打開，並（bìng）且閥軸在勻速驅動時（shí），打開速度逐漸加快。為（wéi）了對上（shàng）麵的這個特點（diǎn）進行深入（rù）分析，下（xià）麵（miàn）再次使用SolidWorksMotion對A、B點的運動進行分析（xī），得到圖6所示A、B點水平坐標隨（suí）時間變化曲線。通過這（zhè）兩條曲線，可以看出，在前8秒內，A、B兩（liǎng）點的曲線幾乎重合，並且傾斜角度很小，說明在這段時間內閥板接近豎直，而且運行速度較（jiào）慢，比較平穩;8秒之（zhī）後閥板開（kāi）始快（kuài）速轉動打開。對前8秒曲線進行放大(圖7)，可以（yǐ）看到（dào）A、B兩點有兩個重合位置(0秒、6.6秒)。在這兩個位置，閥板處於豎直狀態（tài），也就是說閥門（mén）的關閉位置既可以設在第一個重合點上，也可以設在第二個重和點上。當閥軸轉速相同時，以第二個豎直位置為閥門的關閉時間比第一個位置短22%，同時閥軸轉動角度小22%。4.2兩個位（wèi）置計算比較分別以上（shàng）述兩個位置（zhì）設計閥1和閥（fá）2，它們的驅動力（lì）矩分（fèn）別為T1、T2，驅動轉速為ω1、ω2，啟閉時間為t1、t2，驅動角（jiǎo）度（dù）為α1、α2。由上麵分析可得0.78×α1=α2閥門（mén）所需驅動力可按下列公式計算：(1)式中T———驅動力矩，N•m;D———閥板直徑，m;ΔP———閥板（bǎn）兩（liǎng）側介質（zhì）壓差，MPa;R———主軸偏（piān）心矩，m;Q———閥板自重，N;f———鉸鏈間的摩擦係數;k———安全係數，一般取1.1～1.2。由公式(1)可得：T1=T2，既兩個位（wèi）置的驅動力相同。P=T×ω(2)式中（zhōng）P———驅（qū）動（dòng）功（gōng）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，由公式2、3可計算出：P2=0.78P1。所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（xiǎo）通徑和中（zhōng）高壓力的（de）連杆蝶（dié）閥（fá）設（shè）計中，通常選用第一個豎直（zhí）位置為閥門的關閉位（wèi）置。選擇這個位（wèi）置的優點（diǎn）是：閥板在開啟過程中更（gèng）平穩;而在一些特殊用途的連杆蝶閥，比如大通徑(DN≥3000mm)和快開式連杆蝶閥和緊（jǐn）急切斷閥，需要更小的驅動功率或更短的開關時間，選擇（zé）第二個豎直位置為閥門的關（guān）閉位置為最優。所以在連杆蝶閥的（de）設計中，隻有對連杆機構進行詳（xiáng）細的運動分析，才能找到最優（yōu）的位置，生產出具有國（guó）際水平的閥門。