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基于UG的二缸20万机组的低压排汽缸的设计研究

    这里提出了一种基于参数化设计软件UGNX3.0的二缸20万机组低压排汽缸的参数化设计方法。该方法利用UG强大的计算机辅助设计、分析和制造功能,完成了二缸20万低压排汽缸的参数化设计。
1、 UG软件的主要特点
     利用UG,我们可以完成产品从概念设计、模型建立、性能分析和运动分析等整个产品的开发过程,实现真正意义上的无图纸设计。


1.1、 无缝集成的产品开发环境
     UG是一个集CAD、CAE、CAM于一体的集成化计算机辅助设计系统,可以完成从产品概念设计、外观造型、详细设计、图纸输出、运动与受力分析、零件数控加工程序的自动生成、设计与使用文档的建立等全过程,还可以对生产过程进行管理。


1.2、 基于装配的产品设计技术
     从整体的产品概念设计出发开始的设计过程。从装配出发,通过应用主模型方法、自顶向下的设计方法和上下文设计,可以从产品总体设计入手,逐步详细设计每一个零部件。


1.3、 全局的相关性
     通过装配建模和部件间的键接技术,可以利用各零件之间的相互参照,实现不通模型文件之间的相关性;通过应用主模型方法,可以使集成环境中各应用模块之间保持完全的相关性。


1.4、 协同工作
     设计过程中,在Internet技术的支持下,可以多人异地协同工作(在公司或企业内部的局域网中协同工作)。在各自的设计任务与访问权限下,同一产品的不同设计阶段,甚至加工阶段都可以同时进行,系统将完成产品的自动更新。不同的设计人员和校审人员都可以在同一时间对产品范围、不同组件和不同子装配进行工作。


1.5、基于知识的专家设计模块
     为了进一步提高设计质量与设计效率,UG利用知识驱动的方法,针对具有通用性的不同产品设计了智能化的模块,便于同型号产品的延续开发。


1.6、 满足客户需要的开放式接口
     UG提供了方便而先进的用户开发工具。利用Open UIStyle可以定义用户自己的对话框;利用Open GRIP脚本设计语言,不需太多的学习,用户就可以进行二次开发;利用Open API++工具,用户可以通过C++和Java语言进行二次开发,而且支持面向对象程序设计的全部技术。

2、 基于UGNX3.0的二缸20万机组的低压排汽缸的设计
2.1、排汽缸的设计流程图(见图1)

图1、排汽缸设计流程图

2.2、初步选择排汽缸的参考模型
     根据热力提供的数据及相关部套的尺寸,选择参考排汽缸类型如图2所示,然后在UG软件中进行参数化的排汽缸设计。

图2、参考排汽缸模型

2.3、排汽缸中流线曲面的设计
     对于二缸20万机组的低压排汽缸的设计,它不同于高中压缸的设计,低压排汽缸设计的优劣直接影响到机组的效率。对于排汽缸内的排汽扩压器采用哈汽较成熟高效的60万机组的扩压器为母型,在UG草图中创建扩压器型线的母线(便于以后对母线进行动态的编辑),利用UG对曲线的分析功能,顺利解决了扩压器型线(母线)的曲率分析、编辑、调整及最后定型(见图3);由于受结构限制,将原与该扩压段成对配置的扩压器更换成倾斜27°16′的挡板(见图4)、排汽缸的上部外壳采用拱形的流线外壳(见图5),以上两项都是在UG草图中创建其母线,并将母线扫掠成所需的实体,即减少了生产加工的难度,同时能将汽轮机排汽顺畅导入凝汽器,又能将排汽余速损失部分的回收,使末级做功能力有所增加,提高了排汽缸的效率。

图3、60万机组扩压器

图4、倾斜27°16′的挡板

图5、拱形的流线外壳

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