Solidworks在三偏心蝶阀密封面干涉问题中的应用

　　1 概述

　　现代市场的激烈竞争，使产品设计和生产周期愈来愈短。采用何种设计软件，既能尽快开发出具有市场竞争力的新产品，又能利于工程技术人员的交流，是值得探讨的新问题。是一套智能型的高级CAD/CAE/CAM组合软件，它能方便地进行样机设计、加工制造模拟及各种力学分析，智能化程度高，操作简单。采用基于特征的实体建模，具有完整的零件造型、装配、二维工程图纸生成、智能装配、干涉检查等一系列功能，实现了全相关参数化设计。但也并不是十全十美的，不可能满足所有设计的特殊要求。因此，为了适应特定的特殊要求，提高效率，使在设计中有效地发挥作用，就需要对其进行专业化的二次开发工作。

　　阀门是一种形状不规则、零部件较多的产品，利用对阀门产品进行分析是一种简单有效的方法。在阀门设计中的应用比较多，如曲面造型和设计修改；将二维绘图与三维造型技术融为一体，将三维实体图自动转换成二维平面图；模拟装配等。其中，对装配体中零件进行干涉检查是一个强大而有效的功能。

　　2 阀门干涉问题

　　密封是阀门的关键，密封的失效就意味着阀的使用寿命的终结。阀门密封通常是依靠2个密封面间的紧密接触来实现的，因而阀门在启闭过程中密封面间的相对运动关系对于阀门的密封性能是至关重要的。

　　阀门的种类繁多，蝶阀是应用最广的阀门之一。为适应现代工业的高参数化，近年来三偏心金属密封蝶阀得到迅速的发展，但是作为一种新产品，它在技术上还不成熟。主要原因是在启闭过程中蝶板的空间运动轨迹十分复杂，如何实现密封面间无干涉地良好接触吻合是它的技术关键。

　　阀在启闭过程中的空间运动，利用它可以指导设计和检测蝶阀的密封副是否存在干涉、刮擦或间隙。

　　蝶板为圆锥截成的斜锥台，设圆锥半锥角为β，密封面宽度为b，蝶板回转中心相对于流道中心的径向偏心为a，回转中心相对于蝶板中面的轴向偏心e，以及圆锥轴线相对于流道中心线的角度偏心α，任一点的旋转半径为r。

　　蝶阀密封面方程

　　密封面上任一点的运动轨迹方程

　　从式(1)、式(2)可以看出，三偏心蝶阀因其偏心结构、密封面曲线复杂，蝶板的启闭运动轨迹是一个复杂的三维空间图形。因此，判断密封副的干涉比较困难。

　　目前，用来判断三偏心蝶阀是否干涉的方法比较多，大都需要经过大量的计算。因此，利用现有资源，寻找一种简单、有效的方法十分必要。