淄博伟恒阀门有限公司7月24日讯：四连杆翻板阀又叫四连杆蝶阀，作为一种绝对切断蝶阀，它具有体积小、重量轻、动作灵活、密封性好等多项优点，主要应用于冶金、化工、石化、电力等行业。近几年中国四连杆翻板阀的设计制造有了很大发展，连杆蝶阀的设计也趋于成熟。但在大通径、高压力、快速启闭等方面还与国外有一定的差距。在连杆蝶阀的设计中对连杆机构特性的深入研究，可以更大地挖掘出它的优势，使中国连杆蝶阀的性能提升到一个新的高度。  

  结构特点  

  连杆蝶阀主要由驱动装置、阀板、阀体、阀轴、杆系和轴端密封等部件组成。阀门的启闭是靠驱动装置驱动阀轴带动四连杆机构运动实现的。阀轴旋转使阀板开启，当阀板与管道中心平行，阀门处于全开状态；阀轴反方向旋转使阀板关闭，当阀板与阀体的密封面平行接触直至压紧密封，此时阀门完全关闭。  

  研究方向  

  连杆蝶阀的设计主要是考虑连杆机构，轴端密封和阀板结构和材料等方面。在阀板结构，连杆和内部固体自润滑轴承材质方面，国内的设计者进行了大量的研究和实验，目前连杆蝶阀的可靠性和使用寿命都有了很大的提高，已与国外的产品性能相当。但在大通径、高压力、快速启闭等方面还与国外有一定的差距。  

连杆蝶阀杆系的微小变化，都对阀门的性能有很大的影响，所以只有对连杆蝶阀的连杆机构进行深入的分析和研究，充分了解和掌握它的运动特性，才能设计和制造出超过国外水平的高性能连杆蝶阀。下面对连杆蝶阀的四连杆机构进行模拟，对它的运动特性进行分析。  

  四连杆机构的运动分析  

  1.运动特性分析  

阀板的运动是由图2所示的杆系驱动的，这些杆系组成一个四连杆机构。一般认为阀板在四连杆机构带动下先平动，然后转动。由于四连杆机构的复杂性，所以在连杆蝶阀的设计中，设计者常常使用CAD或其它一些软件简单模拟阀板运动轨迹（图3），来验证在开关过程中，杆系间、阀板和阀体间是否存在干涉。而没有对阀板在运动中的详细轨迹和过程中的一些特点进行分析。下面将使用SolidWorksMotion对阀板的运动轨迹进行模拟，得到详细的运动轨迹曲线，来研究阀板在运动过程中的特点。本文在分析中假定阀板的启闭时间是30秒，并且从开启到关闭过程阀轴正好匀速转动90度。

  2.两个位置计算比较  

  分别以上述两个位置设计阀1和阀2，它们的驱动力矩分别为T1、T2，驱动转速为ω1、ω2，启闭时间为t1、t2，驱动角度为α1、α2。  

由上面分析可得0.78×α1=α2  

阀门所需驱动力可按下列公式计算：  

（1）  

式中T———驱动力矩，N•m；  

D———阀板直径，m；  

ΔP———阀板两侧介质压差，MPa；  

R———主轴偏心矩，m；  

Q———阀板自重，N；  

f———铰链间的摩擦系数；  

k———安全系数，一般取1.1～1.2。  

由公式（1）可得：T1=T2，既两个位置的驱动力相同。  

P=T×ω（2）  

式中P———驱动功率，W；  

ω———驱动转速，rad/s。  

α=t×ω（3）  

式中t———启闭时间，s。  

当t1=t2时，由公式2、3可计算出：P2=0.78P1。所以当同样的启闭时间下，阀2所需的驱动功率更小。  

  总结  

  在中小通径和中高压力的连杆蝶阀设计中，通常选用第一个竖直位置为阀门的关闭位置。选择这个位置的优点是：阀板在开启过程中更平稳；而在一些特殊用途的连杆蝶阀，比如大通径（DN≥3000mm）和快开式连杆蝶阀和紧急切断阀，需要更小的驱动功率或更短的开关时间，选择第二个竖直位置为阀门的关闭位置为最优。  

所以在连杆蝶阀的设计中，只有对连杆机构进行详细的运动分析，才能找到最优的位置，生产出具有国际水平的阀门。

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