摘要:進水閥門為電站的重要組成部分，利用三維實體方法設(shè)計進水閥門與傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計相比，可提高產(chǎn)品質(zhì)t，縮短設(shè)計與生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。
    關(guān)扭詞:水輪機進水閥門三維實體設(shè)計生產(chǎn)成本
    一部機器的質(zhì)t基本上決定于設(shè)計質(zhì)址，制造過程對機器質(zhì)量所起的作用，本質(zhì)上就在于實現(xiàn)設(shè)計時所規(guī)定的設(shè)計質(zhì)zui。因此，機器的設(shè)計階段是決定機器質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。設(shè)計過程是一個創(chuàng)造性的工作過程，同時也是一個盡可能地利用已有的成功經(jīng)驗的工作。要很好的地把繼承與創(chuàng)新結(jié)合起來，才能設(shè)計出高質(zhì)量的機器。而作為一部完整的機器，它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，要提高設(shè)計質(zhì)量，必須有一個科學(xué)的設(shè)計程序與方法。
    我公司于一九九七年開始采用二維計算機繪圖軟件從事水輪發(fā)電機組的設(shè)計工作，與傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式相比，采用二維CAD技術(shù)進行設(shè)計可將設(shè)計周期時間縮短約40，從而大大的提高了設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)f、縮短了設(shè)計和生產(chǎn)周期、降低了生產(chǎn)成本，一定程度上提高了自身的競爭實力。但是二維CAD制圖是一種平面設(shè)計，很難對空間運動干涉進行校核，并且一臺機組設(shè)計尺寸不計其數(shù)，*靠設(shè)計人員確保其每一個尺寸正確無誤是不可能的，所以在制造與預(yù)裝配過程中發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計錯誤，不得不重新加工零件與預(yù)裝配，浪費了大里的生產(chǎn)周期，造成了產(chǎn)品的實際生產(chǎn)成本升高與無法滿足文貨期，加上我公司項目的增多及交貸時間緊張，單純的二維設(shè)計已不能滿足實際需要。

    如何在提高產(chǎn)品質(zhì)t的同時，縮短產(chǎn)品的上市時間，這是我公司面臨的首要問題。現(xiàn)在的設(shè)計要求我們能夠協(xié)同工作，在設(shè)計周期的早期階段就進行多方案設(shè)計和分析，并結(jié)合快速成型技術(shù)來設(shè)計，這是現(xiàn)今工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的主流方向。況且，隨著市場的變化發(fā)展，我們的大多數(shù)設(shè)計實質(zhì)上是不斷地進行設(shè)計改進，是對已有設(shè)計的不斷修改和完善，而不是從草圖開始一個全新的設(shè)計。而三維實體設(shè)計使得并行工程得以實現(xiàn)，新的數(shù)據(jù)管理工具可以讓設(shè)計團隊共享幾何模模型信息。在設(shè)計工作初期的概念設(shè)計、方案設(shè)計階段、采用三維實體設(shè)計則可對零件設(shè)計的同時可對產(chǎn)品進行受力分析、策劃、加工制造和安裝。從而加快了設(shè)計工程師進行多種設(shè)計原理、方案的探索和對比可以得到*化的設(shè)計結(jié)果。正因為如此，三維實體設(shè)計不僅僅是為了獲得幾何體，而是為了使之修改更簡便直觀，快速生成其它相似產(chǎn)品。
    1研究內(nèi)容和方法
    采用I-DEAS三維實體軟件設(shè)計球閥與蝶閥，首先建立經(jīng)典產(chǎn)品模型庫，對以往我公司生產(chǎn)的球閥與蝶閥進行實體造型，裝配，空間運動干涉檢查，零部件有限元強度分析，生成二維施工圖紙，并且在這一過程中熟悉掌握I-DEAS三維實體設(shè)計的方法與技巧。其次對不霖沿件d;,}};z用三維實體方法進行設(shè)計。其設(shè)計程序圖如下:

    2蝶閥與球閥三維實體設(shè)計的優(yōu)點
    2.1蝶閥重要部件設(shè)計
    為了便于蝶閥在動水關(guān)閉時充分利用水能，目前蝶閥的閥體與活門均為偏心結(jié)構(gòu)，增加動水關(guān)閉力矩以減小重錘重f。采用二維CAD設(shè)計偏心結(jié)構(gòu)的閥體與活門難度比較大，尤其在運動過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)計員的空間想象力與實際經(jīng)驗是否豐富，活門與閥體在車間預(yù)裝配動作實驗時多次發(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。而采用三維實體設(shè)計，則可很容易解決此問題。琴部件裝配以后，通過卜DEAS軟件自動進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)計階段避免圖紙錯誤。
    2.2球閥重要部件設(shè)計
    對于高水頭電站(H>300m)進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)計球閥的閥體活門十分困難，因為其形狀復(fù)雜，并且用經(jīng)典強度計算很難計算準確，造成了其設(shè)計周期長易出錯。采用三維實體設(shè)計方法以后，其結(jié)構(gòu)設(shè)計變得簡單易行，伴隨三維有限元計算，使球閥的設(shè)計周期可減到原二維設(shè)計的50% 。

3結(jié)束語
    隨著模型庫數(shù)據(jù)的不斷豐富，新型類似產(chǎn)品通過模型庫內(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，從而達到縮短設(shè)計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)f,li}(氏生產(chǎn)成本。目前水輪機進水閥門已全部采用三維實體設(shè)計，取得了很好的效果。并且已將此方法逐步向水輪機推廣，圖4為三峽右岸投標所作的水輪機實體造型，為我公司三峽右岸中標在設(shè)計水平上展示了哈電的實力。采用三維實體設(shè)計可以從根本上提高哈電的設(shè)計水平和產(chǎn)品質(zhì)量。確保我公司在中國及世界電力市場上*的競爭實力，促進我公司的生存與發(fā)展。（-閥門百科）