进水阀门三维实体设计

摘要:进水阀门为电站的重要组成部分，利用三维实体方法设计进水阀门与传统二维CAD设计相比，可提高产品质t，缩短设计与生产周期，降低生产成本。
    关扭词:水轮机进水阀门三维实体设计生产成本
    一部机器的质t基本上决定于设计质址，制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的设计质zui。因此，机器的设计阶段是决定机器质量好坏的关键。设计过程是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能地利用已有的成功经验的工作。要很好的地把继承与创新结合起来，才能设计出高质量的机器。而作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统，要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序与方法。
    我公司于一九九七年开始采用二维计算机绘图软件从事水轮发电机组的设计工作，与传统的手工设计方式相比，采用二维CAD技术进行设计可将设计周期时间缩短约40，从而大大的提高了设计效率和设计质f、缩短了设计和生产周期、降低了生产成本，一定程度上提高了自身的竞争实力。但是二维CAD制图是一种平面设计，很难对空间运动干涉进行校核，并且一台机组设计尺寸不计其数，*靠设计人员确保其每一个尺寸正确无误是不可能的，所以在制造与预装配过程中发现很多设计错误，不得不重新加工零件与预装配，浪费了大里的生产周期，造成了产品的实际生产成本升高与无法满足文货期，加上我公司项目的增多及交贷时间紧张，单纯的二维设计已不能满足实际需要。

    如何在提高产品质t的同时，缩短产品的上市时间，这是我公司面临的首要问题。现在的设计要求我们能够协同工作，在设计周期的早期阶段就进行多方案设计和分析，并结合快速成型技术来设计，这是现今工业产品开发的主流方向。况且，随着市场的变化发展，我们的大多数设计实质上是不断地进行设计改进，是对已有设计的不断修改和完善，而不是从草图开始一个全新的设计。而三维实体设计使得并行工程得以实现，新的数据管理工具可以让设计团队共享几何模模型信息。在设计工作初期的概念设计、方案设计阶段、采用三维实体设计则可对零件设计的同时可对产品进行受力分析、策划、加工制造和安装。从而加快了设计工程师进行多种设计原理、方案的探索和对比可以得到*化的设计结果。正因为如此，三维实体设计不仅仅是为了获得几何体，而是为了使之修改更简便直观，快速生成其它相似产品。
    1研究内容和方法
    采用I-DEAS三维实体软件设计球阀与蝶阀，首先建立经典产品模型库，对以往我公司生产的球阀与蝶阀进行实体造型，装配，空间运动干涉检查，零部件有限元强度分析，生成二维施工图纸，并且在这一过程中熟悉掌握I-DEAS三维实体设计的方法与技巧。其次对不霖沿件d;,}};z用三维实体方法进行设计。其设计程序图如下:

    2蝶阀与球阀三维实体设计的优点
    2.1蝶阀重要部件设计
    为了便于蝶阀在动水关闭时充分利用水能，目前蝶阀的阀体与活门均为偏心结构，增加动水关闭力矩以减小重锤重f。采用二维CAD设计偏心结构的阀体与活门难度比较大，尤其在运动过程中的干涉检查更为困难，活门与阀体的是否干涉取决于设计员的空间想象力与实际经验是否丰富，活门与阀体在车间预装配动作实验时多次发生碰撞，不得不重新处理活门与阀体并再次预装配，造成了很大的间接损失。而采用三维实体设计，则可很容易解决此问题。琴部件装配以后，通过卜DEAS软件自动进行零件间的千涉检查，就可发现是否存在碰撞发生，在设计阶段避免图纸错误。
    2.2球阀重要部件设计
    对于高水头电站(H>300m)进水阀门一般为球型阀门，球型阀的阀体与活门的结构形状复杂，采用二维CAD设计球阀的阀体活门十分困难，因为其形状复杂，并且用经典强度计算很难计算准确，造成了其设计周期长易出错。采用三维实体设计方法以后，其结构设计变得简单易行，伴随三维有限元计算，使球阀的设计周期可减到原二维设计的50% 。

3结束语
    随着模型库数据的不断丰富，新型类似产品通过模型库内的琴件改尺寸就可快速获得其它产品的模型，投影出二维工程图纸，从而达到缩短设计周期、提高产品质f,li}(氏生产成本。目前水轮机进水阀门已全部采用三维实体设计，取得了很好的效果。并且已将此方法逐步向水轮机推广，图4为三峡右岸投标所作的水轮机实体造型，为我公司三峡右岸中标在设计水平上展示了哈电的实力。采用三维实体设计可以从根本上提高哈电的设计水平和产品质量。确保我公司在中国及世界电力市场上*的竞争实力，促进我公司的生存与发展。（-阀门百科）