开题报告-电动蝶阀的设计及数字化分析

PAGEPAGE2课题名称：蝶阀的数字化设计与仿真分析一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述此行不打印（内容不少于700字）1.1课题来源阀门是石油、化工、电站、长输管线、造船、核工业、各种低温工程、宇航以及海洋采油等国民经济各部门不可缺少的流体控制设备。阀门广泛应用于国计民生的各个领域，需求数量巨大，由于要适应各种不同工况条件的要求，因而特的品种繁多数量巨大。我国的阀门制造业十分庞大，阀门生产厂家数以计千，遍布全国，目前我国已成为全球阀门产量和市场需求最大的国家之一。单我国的阀门行业大多为中、小企业，良莠不齐，年产值超亿元的厂家为数不多，及时与国内其他机械行业相比，无论在加工装备上还是在技术水平上都存在很大的差距，真正具有独立研究开发高端产品能力的单位很少，因而在大型石化、核电、油气长输管线等重大工程项目中配套的阀门，目前主要还是依靠进口。上述工业的发展和需要，推动了阀门工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门的结构、材料和生产工艺等方面，对如何做到好地提高性能、可靠性及降低成本等也予以密切关注[1]1.2研究内容在确定应用场合的前提下，分析中线无销蝶阀的结构及工作原理的基础上，主要包括以下几方面内容：（1）根据中线蝶阀的工作原理，进行机构的总体方案选择与设计；（2）根据总体方案，设计各零部件的结构尺寸及参数；（3）用SOLIDWORKS进行零部件建模、装配、干涉检查和运动仿真；（4）输出零件图、装配图；1.3国内外现状综述随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与单机。与阀门有关的新型成套设备发展的特点是：大型化、高参数化、高性能自动化和成套化。与这些成套设备配套的阀门最大通径与最高压力：最大平板闸阀通径1620mm，2000和3050mm（美国、日本）；最大蝶阀通径9750mm；最大球阀通径3050mm，不算驱动装置的重量184t；最大水用闸阀通径2750mm设备大型化经济效果：概括起来说，一是提高生产效率，二是减少基建投资，三是降低原燃料消耗。成套设备自动化水平：国外石油化工企业主要成产过程已经实现直接数字控制，有的还实现了计算机分级控制。合成氨、乙烯、尿素、合成纤维、合成橡胶和合成塑料等化工企业普遍实现巡回检测、报警，有的实现闭环控制和局部最佳化控制。20kw以上大型发电机组普遍向计算机控制发展。核电站普遍用计算机控制，但一般直属于监视一级水平，闭环控制和少。以上这些成套设备的控制方式也都要求阀门与之相适应。所以，近年来，国外阀门的控制方式也有很大发展。除一般手动、机动、电动、气动、液动传动之外，电液联动、自动控制的阀门种类不断增多，并有进一步的发展趋势[2]。二、本课题拟解决的问题1、确定中线蝶阀的形式，对中线蝶阀进行整体结构的设计；2、对中线蝶阀进行数字化设计，计算壁厚及材料等要求；3、对中线蝶阀的零部件进行设计如轴、阀座、蝶板等；4、对中线蝶阀进行三维建模以及运动仿真分析。三、解决方案及预期效果3.1解决方案：(1)收集相关文献资料，了解蝶阀的结构及各部分作用、国内外蝶阀行业的研究现状及发展趋势，充分发掘课题意义。 (2)结构三维建模：参考设计手册，构造中线蝶阀的结构，为了能方便进行结构分析并获得可用的计算结果，同时保证分析的效率，首先对实际结构的构件受力、形状及尺寸、材料特性等等做出适当的简化假设，如去掉一些对分析影响不大的特征(如小的倒角、倒圆、小孔等)。由于SolidWorks软件的三维建模功能强于ANSYS软件，因此优先选用在SolidWorks中建立三维模型。(3)应用ANSYS软件进行动画分析：将在SolidWorks中的建立的模型导入ANSYS软件中并利用其结构进行动画仿真检查是否存在干涉。3.2预期效果（1）利用从顶至底和从底至顶相结合的思想，进行了中线蝶阀的实体建模，进一步完善了中线蝶阀的结构，并对尺寸计算进一步检验。（2）通过对阀轴等零件的校核，验证了装置有较高的可靠性。（3）利用solidworks对中线蝶阀进行了干涉检查，从而确定阀门能够达到较好的密封性能，并对其进行了运动仿真，从而进一步确定其能达到设计要求。四、课题进度安排1月1日～3月14日．毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。1月1日～3月14日．开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告，前期检查。3月14日～4月20日．设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图，中期检查。4月21日～5月16日．设计完善工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书。5月17日～5月18日．毕业设计预答辩。5月19日～5月28日．毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。5月29日～5月30日．毕业设计材料评阅。5月31日～6月1日．毕业答辩。6月2日～6月15日．材料整理装袋。五、指导教师意见签名年月日六、专业系意见