[发明专利]用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法

说明书

技术领域

本发明涉及阀门零件的线的同轴度误差提取技术，尤其涉及一种用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法。

背景技术

阀门等机械产品附有大量回转体零件，如导向杆和导向套。对于回转体零件，线的同轴度是一项主要质量指标，对以后的装配及产品性能有着重要影响。

阀门工作在在复合工况(温度、气压、安装外载、振动环境)下，限于其零件材料的强度和刚度，导向套和导向杆等零件会出现一定变形，其线的同轴度误差增大，改变了零件所构成的运动副的间隙。为了保证阀门的质量，确保其回转体零件所构成的运动副(如导向副)满足设计要求，在阀门产品设计定型前，应验证零件变形后线的同轴度误差是否在设计所给出的公差范围内。

现行阀门等机械产品线的同轴度误差的检测通过机械检测的方法实现，主要存在以下几个问题：1、现有的用三坐标进行检测的方法主要针对实际机械产品的线的同轴度检测；2、现有的方法只能对单个零件进行检测，而不能检测已经装配完毕的机械产品零件，即无法获得阀门等机械产品在温度、气压、安装外载、振动环境等复合工况下的变形对其零件的线的同轴度的影响。

随着计算机技术、虚拟仿真技术的发展，CAE等仿真分析技术已经直接融入了机械产品的设计、定型和制造过程。在产品研制过程中，运用仿真技术建立产品的虚拟样机并对其进行仿真分析和优化，可大大缩短产品研制周期、降低成本并提高产品工作性能。为加快阀门产品的设计定型，需研究基于有限元仿真分析的数据结果提取出零件变形后线的同轴度误差以验证是否在公差范围内的技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法，实现了基于有限元仿真分析的数据结果提取出零件变形后线的同轴度误差。

本发明的技术解决方案：

一种用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，运用三维建模软件建立阀门的三维实体模型；

步骤2，建立处于复合工况下的阀门有限元模型，进行有限元分析计算，得到阀门变形后的有限元模型；

步骤3，从变形后的有限元模型中零件轴线上选取n个节点；

步骤4，从n个节点中任意选定两个节点，求解这两个节点确定的直线方程l₁；

步骤5，计算剩余n-2个节点到直线l₁的距离，并比较后记最大值为f₁；

步骤6，重复步骤4和步骤5，得每个节点对应的f₁，f₂，f₃…f_n，比较后记最小值为f_min，与之相对应的直线记为l_min，即基准轴线方程；

步骤7，计算步骤3得到的n个节点到直线l_min的距离，记为f₁,’,f₂’,f₃’…f_n’；

步骤8，比较f₁,’,f₂’,f₃’…f_n’，取最小值为f_min’，将2f_min’作为所求线的同轴度误差。

本发明实施例提供的一种用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法，运用有限元软件对建立的阀门模型进行复合工况下的仿真分析，先计算变形后零件的基准轴线方程，然后计算被测轴线上任意点到基准轴线的距离，如此重复取最小距离的二倍作为同轴度误差。该方法可在阀门等机械产品的有限元计算的数据结果中提取出其零件的线的同轴度误差，检测其是否在设计给定的公差范围内，从而判断出阀门在复合工况下的变形对诸如导向副等性能的影响。在阀门等机械产品的研发设计阶段，采用本方法可显著加快开发周期，节省研发费用。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于提取阀门零件的线的同轴度误差的方法流程示意图。

具体实施方式