摘要:進(jìn)水閥門為電站的重要組成部分，利用三維實(shí)體方法設(shè)計(jì)進(jìn)水閥門與傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)相比，可提高產(chǎn)品質(zhì)t，縮短設(shè)計(jì)與生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。
    關(guān)扭詞:水輪機(jī)進(jìn)水閥門三維實(shí)體設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本
    一部機(jī)器的質(zhì)t基本上決定于設(shè)計(jì)質(zhì)址，制造過(guò)程對(duì)機(jī)器質(zhì)量所起的作用，本質(zhì)上就在于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的設(shè)計(jì)質(zhì)zui。因此，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過(guò)程，同時(shí)也是一個(gè)盡可能地利用已有的成功經(jīng)驗(yàn)的工作。要很好的地把繼承與創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)器。而作為一部完整的機(jī)器，它是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序與方法。
    我公司于一九九七年開始采用二維計(jì)算機(jī)繪圖軟件從事水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)工作，與傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式相比，采用二維CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)可將設(shè)計(jì)周期時(shí)間縮短約40，從而大大的提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)f、縮短了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期、降低了生產(chǎn)成本，一定程度上提高了自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。但是二維CAD制圖是一種平面設(shè)計(jì)，很難對(duì)空間運(yùn)動(dòng)干涉進(jìn)行校核，并且一臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)尺寸不計(jì)其數(shù)，*靠設(shè)計(jì)人員確保其每一個(gè)尺寸正確無(wú)誤是不可能的，所以在制造與預(yù)裝配過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，不得不重新加工零件與預(yù)裝配，浪費(fèi)了大里的生產(chǎn)周期，造成了產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)成本升高與無(wú)法滿足文貨期，加上我公司項(xiàng)目的增多及交貸時(shí)間緊張，單純的二維設(shè)計(jì)已不能滿足實(shí)際需要。

    如何在提高產(chǎn)品質(zhì)t的同時(shí)，縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，這是我公司面臨的首要問(wèn)題?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)要求我們能夠協(xié)同工作，在設(shè)計(jì)周期的早期階段就進(jìn)行多方案設(shè)計(jì)和分析，并結(jié)合快速成型技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)，這是現(xiàn)今工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的主流方向。況且，隨著市場(chǎng)的變化發(fā)展，我們的大多數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是不斷地進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的不斷修改和完善，而不是從草圖開始一個(gè)全新的設(shè)計(jì)。而三維實(shí)體設(shè)計(jì)使得并行工程得以實(shí)現(xiàn)，新的數(shù)據(jù)管理工具可以讓設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)共享幾何模模型信息。在設(shè)計(jì)工作初期的概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)階段、采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)則可對(duì)零件設(shè)計(jì)的同時(shí)可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行受力分析、策劃、加工制造和安裝。從而加快了設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行多種設(shè)計(jì)原理、方案的探索和對(duì)比可以得到*化的設(shè)計(jì)結(jié)果。正因?yàn)槿绱?，三維實(shí)體設(shè)計(jì)不僅僅是為了獲得幾何體，而是為了使之修改更簡(jiǎn)便直觀，快速生成其它相似產(chǎn)品。
    1研究?jī)?nèi)容和方法
    采用I-DEAS三維實(shí)體軟件設(shè)計(jì)球閥與蝶閥，首先建立經(jīng)典產(chǎn)品模型庫(kù)，對(duì)以往我公司生產(chǎn)的球閥與蝶閥進(jìn)行實(shí)體造型，裝配，空間運(yùn)動(dòng)干涉檢查，零部件有限元強(qiáng)度分析，生成二維施工圖紙，并且在這一過(guò)程中熟悉掌握I-DEAS三維實(shí)體設(shè)計(jì)的方法與技巧。其次對(duì)不霖沿件d;,}};z用三維實(shí)體方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)程序圖如下:

    2蝶閥與球閥三維實(shí)體設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
    2.1蝶閥重要部件設(shè)計(jì)
    為了便于蝶閥在動(dòng)水關(guān)閉時(shí)充分利用水能，目前蝶閥的閥體與活門均為偏心結(jié)構(gòu)，增加動(dòng)水關(guān)閉力矩以減小重錘重f。采用二維CAD設(shè)計(jì)偏心結(jié)構(gòu)的閥體與活門難度比較大，尤其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉檢查更為困難，活門與閥體的是否干涉取決于設(shè)計(jì)員的空間想象力與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)是否豐富，活門與閥體在車間預(yù)裝配動(dòng)作實(shí)驗(yàn)時(shí)多次發(fā)生碰撞，不得不重新處理活門與閥體并再次預(yù)裝配，造成了很大的間接損失。而采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)，則可很容易解決此問(wèn)題。琴部件裝配以后，通過(guò)卜DEAS軟件自動(dòng)進(jìn)行零件間的千涉檢查，就可發(fā)現(xiàn)是否存在碰撞發(fā)生，在設(shè)計(jì)階段避免圖紙錯(cuò)誤。
    2.2球閥重要部件設(shè)計(jì)
    對(duì)于高水頭電站(H>300m)進(jìn)水閥門一般為球型閥門，球型閥的閥體與活門的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，采用二維CAD設(shè)計(jì)球閥的閥體活門十分困難，因?yàn)槠湫螤顝?fù)雜，并且用經(jīng)典強(qiáng)度計(jì)算很難計(jì)算準(zhǔn)確，造成了其設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)易出錯(cuò)。采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)方法以后，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行，伴隨三維有限元計(jì)算，使球閥的設(shè)計(jì)周期可減到原二維設(shè)計(jì)的50% 。

3結(jié)束語(yǔ)
    隨著模型庫(kù)數(shù)據(jù)的不斷豐富，新型類似產(chǎn)品通過(guò)模型庫(kù)內(nèi)的琴件改尺寸就可快速獲得其它產(chǎn)品的模型，投影出二維工程圖紙，從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)f,li}(氏生產(chǎn)成本。目前水輪機(jī)進(jìn)水閥門已全部采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)，取得了很好的效果。并且已將此方法逐步向水輪機(jī)推廣，圖4為三峽右岸投標(biāo)所作的水輪機(jī)實(shí)體造型，為我公司三峽右岸中標(biāo)在設(shè)計(jì)水平上展示了哈電的實(shí)力。采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)可以從根本上提高哈電的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。確保我公司在中國(guó)及世界電力市場(chǎng)上*的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，促進(jìn)我公司的生存與發(fā)展。（-閥門百科）