1、連杆蝶閥（fá）又叫四連杆蝶閥，作為（wéi）一種切斷蝶閥，它具有體（tǐ）積小、重（chóng）量輕、動作靈活、密封性好（hǎo）等優點，主要（yào）應用於冶金、石化、化工、電力等行業（yè）。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、高壓力、快速啟閉等（děng）方麵還與國外有一定的差距。在連（lián）杆蝶閥的設計中對連杆機構特性的深入研究，可以更大地挖掘出它的優勢，使中國連（lián）杆蝶閥的性能提升（shēng）到（dào）一個新的高度。2、結構特點如圖1所示，連（lián）杆蝶閥主要由驅動裝置（zhì）、閥板、閥體、閥（fá）軸、杆係和軸端密封等部件組成。閥門的（de）啟閉是靠驅動裝置驅動閥軸帶動四（sì）連杆機（jī）構運動實現的。閥軸旋轉使閥板開啟，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（bì），當閥板（bǎn）與閥體的密封麵平行接觸直至壓緊密封，此時閥門完全關閉。圖1連杆蝶閥結構圖3、研究方向（xiàng）連杆蝶閥的設計主要是考（kǎo）慮連杆機構，軸端密封和閥板結構和材料等方麵。在閥板結（jié）構，連（lián）杆和內部固體自潤滑軸承材（cái）質方麵，國內的設計者進行了大量的研究和實驗，目前連杆蝶閥的可（kě）靠性和使用壽命都有了很（hěn）大的提高，已（yǐ）與國外的產品性能相當。但在大通徑、高（gāo）壓力、快（kuài）速啟閉等方麵還（hái）與國外有一定的差距。連杆蝶閥杆（gǎn）係的微小變化，都對閥門的性能（néng）有很大的影響，所以隻有對連杆（gǎn）蝶閥的連杆機構進行深（shēn）入（rù）的分析和（hé）研究，充分了解和掌握它的運動特性（xìng），才（cái）能設計和（hé）製造出超過（guò）國外水平的（de）高性能連杆蝶閥。下麵對連杆蝶閥的四連杆機構進行模擬，對它的運動（dòng）特性進行分（fèn）析。4、四連杆機構的運動分析4.1運（yùn）動（dòng）特性分析閥板（bǎn）的運動是由圖2所（suǒ）示的杆係驅（qū）動的，這些杆（gǎn）係組成一個四連（lián）杆機構。一般認為閥板在四連杆機構帶動下先平動，然後轉動。由於（yú）四連杆（gǎn）機構的複（fù）雜性，所以（yǐ）在連杆（gǎn）蝶閥的設（shè）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（fá）板（bǎn）和閥體間是否存在幹涉。而沒有對閥板（bǎn）在運動（dòng）中的（de）詳細（xì）軌跡和過程中（zhōng）的一些特點進行分析。下麵將使用SolidWorksMotion對閥板的運動軌跡進行模擬，得到詳細的運（yùn）動軌跡曲線，來研究閥板（bǎn）在運動過程中的特點。本（běn）文在分析中假定閥板的啟閉時間是30秒，並且從開（kāi）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（diǎn）所形成的直線L與豎直（zhí）麵所形成的夾角α就是閥板的傾角。使用SolidWorksMotion對A、B兩點所形成的直線L進行分析，得到圖4所示的閥板角度（dù）隨時間變化曲線。從圖4中可以看出，閥板運動符合先平動後轉動的規律。對閥板（bǎn）平動部（bù）分曲線（xiàn）進行（háng）放大(圖5)發現，其實在閥板（bǎn）平動的同時先反方向轉動一個小角度，然後才開始轉動打開，並且閥軸在勻速（sù）驅動時，打（dǎ）開速（sù）度逐漸加快。為了對上麵的這個特點進行深入分析，下麵再次使用SolidWorksMotion對A、B點的運動進行分析，得到圖6所示A、B點水平坐標隨時間（jiān）變化曲線。通過（guò）這兩條曲線，可以看出，在前8秒內（nèi），A、B兩點的曲（qǔ）線幾乎重合，並且（qiě）傾斜角度很（hěn）小，說明在這段時間內閥板接近豎直，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秒曲線進行放大(圖7)，可以看到A、B兩點有（yǒu）兩個重合位（wèi）置(0秒、6.6秒)。在這兩個位置，閥板處（chù）於豎（shù）直狀態，也就是說閥門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（èr）個豎（shù）直位（wèi）置為閥門（mén）的關閉時間比（bǐ）第一個（gè）位置短22%，同時閥軸轉動角度小（xiǎo）22%。4.2兩個位置計算比較分（fèn）別以上述兩個位置設計閥1和閥2，它們的驅動（dòng）力矩分別為T1、T2，驅動轉速為ω1、ω2，啟閉時間為t1、t2，驅（qū）動角度為（wéi）α1、α2。由上麵分析（xī）可得0.78×α1=α2閥門（mén）所需（xū）驅動力可按下列公式計算：(1)式中T———驅（qū）動力矩，N•m;D———閥板直徑，m;ΔP———閥（fá）板兩側（cè）介質壓差，MPa;R———主軸偏（piān）心矩，m;Q———閥板（bǎn）自重，N;f———鉸鏈間的摩（mó）擦係數;k———安全係數，一般取1.1～1.2。由公（gōng）式(1)可得：T1=T2，既兩個位（wèi）置的（de）驅動力相同。P=T×ω(2)式中P———驅動功率（lǜ），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（chū）：P2=0.78P1。所以當同樣的啟閉時（shí）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力的連杆（gǎn）蝶閥設計中，通常選用第（dì）一個豎直位置（zhì）為閥門的關閉位置。選擇這個位置的優點是：閥板在開啟過程中更平（píng）穩;而在一些（xiē）特殊用途的連杆蝶閥（fá），比如大通徑（jìng）(DN≥3000mm)和快開式連杆蝶閥和緊（jǐn）急切（qiē）斷閥，需要更小的（de）驅動功率或更（gèng）短的開關時間（jiān），選（xuǎn）擇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（dié）閥的設計中，隻有對連杆機構進行詳細的運動分析，才（cái）能找到最優的（de）位置，生產出具有國際（jì）水平的閥門。