基于Solidworks气压调压阀的设计与分析(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)江苏联合职业技术学院 作者:许茏

  该文介绍了基于Solidworks软件对气压调压阀进行设计和分析,通过了对其建模设计、虚拟装配、运动仿真和分析、最后可生成工程图及在其插件PHOTOWORKS渲染输出效果图。对其机构分析的仿真结果可以方便地用于设计及多媒体教学,同时也为机械类专业虚拟教学的提供了思路。

0、引言

  气压阀主要用于控制气体进出,通过电气或手工的信号输入来控制阀体的开关,让气体的进出与停止达到控制的要求。气体压力控制阀主要有3种:调压阀、节流阀、顺序阀。本文以气压调压阀为例,其功能是控制并保持出口的工作压力不受入口压力和空气消耗量的影响,其原理是利用弹簧与螺钉来控制出口空气的压力,当出口压力高于弹簧设定压力时,空气即由接头的孔道流出,直到恢复原设置的压力为止。气压调压阀广泛应用于轻工机械行业,其结构和仿真是设计及教学的难点。

  Solidworks是优秀的CAD的软件之一,利用它可完成气压调压阀建模设计,在此基础上可进行虚拟装配、运动仿真、运动的分析、最后可生成工程图及在其插件PHOTOWORKS渲染输出等。对其机构分析的仿真结果可以方便地用于设计及多媒体教学,同时也为机械类专业虚拟教学提供了思路。

1、分析的过程

1.1、建模设计

  Solidworks提供功能强大的基于特征的实体建模功能,通过拉伸、旋转、薄壁特征、扫描、抽壳、圆角、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计。气压阀的零件有:阀体、上盖、心轴、轴承衬套、偏心凸轮、轴承、平键、螺钉、管接头一、调压螺帽、钢珠、弹簧座、调压弹簧、O型环一、外盖、活塞杆、O型环二、弹簧塞杆、弹簧、调压螺帽、螺塞、管接头二,共有22个零件,以下是主要零件造型的过程。对于气压调压阀的具体建模设计过程如下:

  (1)打开Solidworks2010,新建零件1阀体,在基准面中新建草图,依次给予拉伸、旋转除料、倒角、阵列、创建螺纹线、创建基准面及草图,扫描切除、圆角等特征,具体建模尺寸参照建模/机构/结构综合实训教程书,三维建模过程依次如图1所示。

阀体的建模

图1 阀体的建模

  (2)新建零件2心轴,在基准面中创建草图后给予旋转增料特征,再创建草图、后给予旋转除料及倒角特征,最后创建草图后拉伸除料,三维建模过程如图2所示。

心轴的建模

图2 心轴的建模

  (3)新建零件3上盖,在基准面中创建草图后给予旋转增料特征,后添加倒角特征并给予拉伸除料特征后圆周阵列;同理构建零件4轴承衬套及零件5偏心凸轮模型如图3所示。

上盖、轴承衬套、偏心凸轮的建模

图3 上盖、轴承衬套、偏心凸轮的建模

  (4)从设计库中,取出标准零件,后另存为零件6轴承、7螺钉、8平键,三维模型如图4所示。

轴承、螺钉、平键的建模

图4 轴承、螺钉、平键的建模

  (5)新建零件9管接头、10调压螺帽、11钢珠,三维模型如图5所示。

垫片、弹簧盖、活塞杆的建模

图5 垫片、弹簧盖、活塞杆的建模

  (6)新建零件12弹簧座、13弹簧,14外盖,螺栓及螺帽中螺纹也可使用装饰螺纹线替代,三维模型如图6所示。

垫片、弹簧盖、活塞杆的建模

图6 弹簧座、弹簧、外盖的建模

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