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文檔簡介
7.2管道系統(tǒng)設(shè)計的基本原理
管道系統(tǒng)設(shè)計的基本原理是利用3D草圖完成管道布局,并添加相應(yīng)的管路附件,整個管路系統(tǒng)作為主裝配體的一個特殊子裝配體。
7.2.1管路系統(tǒng)子裝配體
建立管線系統(tǒng)時,SolidWorks將在裝配體文件中生成一個特殊類型的子裝配體。生成的子裝配體中包含管線系統(tǒng)所必須的管線以及附件,例如,對
于管道而言,管道系統(tǒng)子裝配體中可能包含不同長度的管道、彎頭以及三通、閥門等相關(guān)的附件。
子裝配體中包含一個“路線1”特征,如圖7-5所示,通過“路線1”特征可以完成對管道系統(tǒng)屬性和管道路徑的編輯。
管道子裝配體的線路來源于在主裝配體中根據(jù)零件位置利用戶繪制的3D草圖,3D草圖與主裝配體相關(guān)并且決定管線系統(tǒng)中管道和附件的位置及參
數(shù)。
如圖7-5所示,3D草圖決定了管道的位置和布局,管道系統(tǒng)的管道附件的位置確定了每段管道的長度。包含整個3D草圖在內(nèi)的所有零件,均作一
個特殊的子裝配體存在。
?260-SolidWorks2007裝配體實例精粹
154…
回,(固定).375AIRCONTROLVALVE<1^
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threadedelbow-<C90deg_t>(CIA
DN15Sch40-RouteAssyl2-Piping.
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DN15Sch40-RouteAssyl2-Piping.
(一)PressureGauge<□>
配合,
路線1->
苕(一)3D草圖1->/
7.2.2管道系統(tǒng)中的零件
如圖7-5所示,一般來說,在管道系統(tǒng)中包含如下幾類零件:
%o管道
管道系統(tǒng)中的管子零件(Pipe或Tube)。應(yīng)在管道零件定義管道的直徑(標稱直徑)和壁厚等級(例如,Sch40),這兩個參數(shù)用于確定管道系統(tǒng)
中管道規(guī)格并用于篩選管道系統(tǒng)中的其他管路附件。
由于管子名義直徑眾多,在加上壁厚等級的組合,管子的規(guī)格也非常多。一般說來,在管子零件中應(yīng)使用系列零件設(shè)計表完成各種管子規(guī)格的定義。
%o管路附件
一般說來,管路附件是指管路系統(tǒng)中應(yīng)用的標準附件,例如彎頭、三通、接頭、管帽或法蘭等標準零件。系統(tǒng)在利用3D草圖建立管道系統(tǒng)時,可
以直接應(yīng)用不同形式的彎頭;而對于三通或法蘭類型的附件,需要用戶自行添加。
%。其他零件
其他的管路零件,例如用戶自定義的非標準管路端頭、壓力表、閥門等相關(guān)的零件。管路系統(tǒng)中的這些零件也可以廣義地稱為“管路附件”。
7.2.3連接點和步路點
連接點是管路附件零件中的一個點。連接點定義了管道的起點或結(jié)束點,接頭零件的每個端口必須有一個連接點。建立管道系統(tǒng)時,必須從現(xiàn)有裝
配體中零件上的一個連接點開始。
零件中的連接點定義了管道系統(tǒng)的管道參數(shù),如圖7-6所示,連接點定義的管道參數(shù)
包括:
%0管道的類型:管筒、管道(裝配式管道)和電力。
%0管道方向:即從連接點開始管道延伸的方向;
%0管道的參數(shù):管道系統(tǒng)的參數(shù)是指針對此連接點而言,將用于連接的管道的相關(guān)
數(shù)據(jù):
,,標稱直徑:也稱為名義直徑,即要連接的管道的名義直徑,與管道零件的名
義直徑相匹配。
?規(guī)格區(qū)域名稱:用于過濾配合零部件規(guī)格的標識符號,例如壁厚等級、壓力
級別等,與管道零件的管道識別符(“$屬性@PipeIdentifier")相匹配。
國連接點
圖7-6連接點
?262-SolidWorks2007裝配體實例精粹
建立管路系統(tǒng)時,只要選擇的管子零件可以匹配連接點的名義直徑,系統(tǒng)允許用戶
管子的規(guī)格。1
管路附件中必有一個步路點,此點的位置定義了當管路附件應(yīng)用于管道系統(tǒng)中時與3D草圖中的一個斷點重合的位置,即管路附件的安裝位置,如圖7-7
所示。
圖7-7連接點及管路附件在管路中的位置
7.2.4管道系統(tǒng)設(shè)計庫
SolidWorks軟件提供了用于管道系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計庫,保存在“安裝目錄\data\designlibrary\routing\"文件中,用戶可以直接從設(shè)計庫窗口中應(yīng)用,如
圖7-8所示。
設(shè)計庫
的油?a,
EI?]designlibrary
|koannotations
assemblies
features
@_formingtools
EOparts
曰+一routing
國一assemblyfittings
conduit
EOelectrical
&-Opiping
I?crosses
(3elbows
I-&flanges
I?pipes
reducers
心tees
threadedfittings(npt)
由?tubing
smartcomponents二J
threadedthreadedthreadedthreaded
capcouplingcrosselbow-4...
threadedthreadedthreaded
elbow一一9...half-cou...lateral
圖7-8管路系統(tǒng)設(shè)計庫
用戶可以直接使用設(shè)計庫中文件完成設(shè)計,也可以根據(jù)管路零件的規(guī)則建立自定義的管路設(shè)計庫。為了簡單起見,在要求不嚴格的情況下,用戶甚
至可以在現(xiàn)有管道系統(tǒng)設(shè)計庫的基礎(chǔ)上進行改造以后再使用。
7.2.5文件命名和文件復(fù)制
建立管道系統(tǒng)后,管道系統(tǒng)裝配體、管道零件和管路附件的默認命名和保存方式遵守
如下規(guī)則,用戶也可以在系統(tǒng)提示保存文件時保存為其他名稱或位置。%。管道系統(tǒng)子裝配體建立SolidWorks管道系統(tǒng)時,系統(tǒng)將利用主裝配體的名稱給
定管道子裝配體一個默認
名稱,其規(guī)則是:Ro"feAssy<#>-主裝配體名稱.s/dasm例如:RouteAssyl-燃氣管布局.sldasm
?264-SolidWorks2007裝配體實例精粹
%o管道零件管道零件默認被復(fù)制保存在當前主裝配體所在的位置,并建立不同的配置以代表不同
的管子長度,文件命名方式為:管道零件的“$屬性@Pipe前er”值子裝配體名稱”例如:075inSchedule40-RouteAssyl-燃氣管布局.skip
rt%。管路附件管路附件仍然使用設(shè)計庫中的零件。
7.2.6連接點和管道零件配置參數(shù)的關(guān)系
實際上,建立管道系統(tǒng)時選擇的第一個連接點,已經(jīng)確定了管路系統(tǒng)的屬性:即使用管路的類型(管道或管筒)、名義尺寸和壁厚等級三個因素。
管路系統(tǒng)使用配置來區(qū)別管道或管筒并與管路附件的大小相適應(yīng)。
管道附件和管道零件中包含大量的配置,以代表不同尺寸和不同規(guī)格,這些配置的建
立應(yīng)采用系列零件設(shè)計表的方法最為簡單。%。管道零件:在管道附件的配置參數(shù)中,有兩個必備參數(shù):
?NominalDiameter@FilterSketetch:用于定義管子的名義直徑。
,,$屬性@PipeIdentifier:管道識別符,用于識別或篩選管道的規(guī)格;%。管道附件的連接點在管道附件的系列零件設(shè)計表中,也需要
建立兩個必備的參數(shù):
,,$屬性?NominalPipeSize:定義管道附件的名義直徑。,,Specification@CPointl(每個連接點具有一個"Specification"參數(shù))這兩
個參數(shù)分別代表連接點的【參數(shù)】選項組中的內(nèi)容,如圖7-9所示。
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2CLASS2000THREADEDELE404111.1
3CLASS3000THREADEDELE0.5Sch16Sch161.3
4CLASS6000THREADEDELE0同及SXXS;15
5CLASS2000THREADEDELE0.75Sch40Sch401.3
圖7-9連接參數(shù)和設(shè)計表參數(shù)
因此說,管道零件和管路附件在連接上是有明確的,管道零件的名義直徑與規(guī)格應(yīng)于管道附件的名義直徑和規(guī)格相匹配,如圖7-10所示。
?266-SolidWorks2(X)7裝配體實例精粹
7.3管路系統(tǒng)零件庫的設(shè)計要求
為了快捷高效地完成管路系統(tǒng)設(shè)計任務(wù),根據(jù)設(shè)計標準的要求建立相關(guān)的零件庫是最基礎(chǔ),也是最關(guān)鍵的?個步驟。
涉及到SolidWorks軟件的內(nèi)部計算問題和軟件不同語言版本的兼容問題,建立管道零件時,在能夠使用英語的地方盡量使用英語。建議讀者在Soli
dWorks提供的庫零件基礎(chǔ)上進行改進,這是?個比較簡單實用的方法。
7.3.1管道零件
管道零件(pipe)作為管道系統(tǒng)中的主要零件,由于需要與其他附件進行匹配,因此在設(shè)計上對特征類型、名稱、草圖和尺寸有特定的要求。
如圖7-11所示,管道零件的特征和草圖具有如下要求:
%0拉伸特征的名稱為“Extrusion",草圖名稱為“PipeSketch”。
%0拉伸特征的長度尺寸名稱為“Length@Extrusion”,草圖中包含兩個尺寸(外徑和
內(nèi)徑),其名稱分別為“OuterDiameter@PipeSketch”和
“InnerDiameter@PipeSketch”。
%oHFilterSketch”草圖中包含一個尺寸名稱位“NominalDiameter”的圓,是管道名義直徑的過濾器草圖,用于定義管道的名義直徑。
■PIP?
由…A|Annotations
的6設(shè)計活頁夾
,三Material<notspecifie1
國慶|Lighting
E閱實體(1)
0Front
<$>Top
<$>Side
LOrigin
型DesignTable
臼Extrusion
PipeSketch,
卜,F(xiàn)ilterSketch
圖7-11管道零件
如圖7-12所示,管道零件的設(shè)計表參數(shù)中,除添加必要的尺寸控制參數(shù)外,必須包含
如下設(shè)計表參數(shù):%oNominalDiameter@FilterSketetch:用于定義管子的名義直徑。%。$屬性@PipeIdentifier:管道識別符,用于識別或篩選管道的規(guī)格;
其中,管道識別符參數(shù)用于從管路開始點和管路附件中篩選符合規(guī)格的配置,另外,
管道識別符還用于管道零件保存時的命名以及在工程圖材料明細表中的顯示名稱。
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2ThreadedPipeO.Threade0.125in.Schedule400.125
3ThreadedPipe0.Threade0.125in,Schedule800,125
4ThreadedPipeO.Threade0.250in,Schedule400.25
5ThreadedPipeO.Threade0.250in,Schedule800.25
€ThreadedPipe0,DN15S0.375in.Schedule400,375
7ThreadedPipeO.Threade0.375in,Schedule80J1375
8ThreadedPipeQThread?鋼管DN15Sch40
9ThreadedPipeO.ThreadeWDN15Sch80
10ThreadedPipeO.ThreadeWDN15Sch160
?268-SolidWorks2007裝配體實例精粹
圖7-12管道零件設(shè)計表的要求
7.3.2管筒零件
山于軟管道可以使用樣條線或直線完成布局,因此在管筒零件與管道零件不同,其基體特征需要使用掃描特征來完成。
如圖7-13所示,管筒零件的設(shè)計要求如下:
因
QAnnotations
i
uMaterial<notspecified)
應(yīng)
國
0
0Front
0Top
LSide
Origin
里
eDesignTable
eFilterSketch
ThinSweep
g,,PipeSketch
蹺(-)3DSketchl
圖7-13管筒零件
%。基體特征為掃描的薄壁特征;%。掃描路徑為一3D草圖;%。掃描輪廓的名稱為“PipeSketchfJFilterSketch”過濾器草圖與管道零件相同管筒零件的設(shè)
計表中,也必須包含如下兩個參數(shù),其作用與管道零件相同:
%oNominalDiameter@FilterSketetch%。$屬性@PipeIdentifier
7.3.3管路附件零件和裝配體
管路附件包括法蘭、管帽、三通、彎頭等零件,這些零件中必須要建立必要的管路連接點和線路點。如圖7-
14所示,連接點定義了管路附件的名義直徑和規(guī)格參數(shù)。
O連接點
0?⑦
選擇包
⑦-------------------------
點l@CpointSketch
旭|裝配式管道3
r反向因
圖7-14管路附件要求
對于使用裝配體完成的管路附件,可以在裝配體中的主要連接零件中定義連接點,然后再裝配體中使用零件中的連接點進行定義,如圖7-15所示。
電VALVE_t(CLASS2000VALVE,睢連接點
囚Annotitions
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8ThreadedPipeO.ThreadeN1sch40
0.5
7.3.4設(shè)計案例:改造管路系統(tǒng)零件庫
管路應(yīng)用廣泛,管路的類型和規(guī)格也多種多樣。針對不同的行業(yè),其要求和標準也不同,例如化工行業(yè)和建筑行業(yè)。
國家標準(GB/T12459)給定的管道系列包含兩類:A類和B類,其中A類管道采用英制尺寸,其規(guī)格參數(shù)和名義直徑與規(guī)格與SolidWorks提供
的管路零件庫基本相同。因此,為了簡單起見,本書不準備詳細介紹管路零件中管道和管路附件的建立方法,而是參考國家標準在現(xiàn)有管道庫的基礎(chǔ)上
進行改造,讀者可參考本實例中介紹的思路修改或根據(jù)前面介紹的管路零件設(shè)計要求建立針對本行業(yè)的管路庫零件。
使用現(xiàn)有管路系統(tǒng)庫進行修改時,應(yīng)注意如下幾點:
%。將所需的管路零件保存到其他目錄中。
%0由于現(xiàn)有零件設(shè)計表中采用英寸為單位,因此要確保零件的長度單位為英寸;
%0將設(shè)計表中的所有屬性參數(shù)的字頭“$prp”改為“$屬性”,否則設(shè)計表不能正常
更新;
%0為了便于與國家標準接近,修改"$屬性@PipeIdentifier”的值,例如“鋼管DN15
Sch40"?
%0為了在工程圖中建立材料明細表,可以添加幾個常用自定義屬性,例如:
,,$屬性@number:顯示在材料明細表的“代號’欄
,,$屬性?description:顯示在材料明細表的“備注”欄
”$屬性?material:顯示在材料明細表的,材料”欄
%o增加“$零件號”參數(shù)列,用于在材料明細表中的“名稱”中顯示零件名稱,如“45
9彎頭”
7-16所示,這是對SolidWorks管道庫中“threadedsteelpipe.slpprt”零件設(shè)計表的修改結(jié)果。
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3ThreadedPipe0.Threadein,Schec0.1250.4100.2150.310.卸|
4ThreadedPipe0.Threadein,Schec0.250.5400.3640.420.595
5ThreadedPipe0.Threadein,Schec0.250.5400.3020.540.595
6ThreadedPipe0.DN15Sin.Schec0.3750.6800.4930.570.601
7ThreadedPipe0.Threadein,Schec0.3750.68u0.4230.740.601
8ThreadedPipe0Threade鋼管DN10508400.6220850.782GB61鋼管Q235DN15Sch40
9ThreadedPipe11Theade鋼管DN10.50.8400.5461.090.782GB61鋼管Q235DN15Sch80
WThreadedPipeCLThreade鋼管DN10.50.84004641.310.782GB“1鋼管Q235DN15Sch160
11ThreadedPipe0.Threade0.75in,£0.751.0500.8241.130.794
12in:
圖7-16編輯系列零件設(shè)計表
讀者可參考上述要求,將管路設(shè)計庫中“\piping\threadedfittings(npt)”文件夾中的管路零件進行修改,修改成可用于帶螺紋連接的鋼制管道庫。
在本書提供的光盤中已經(jīng)包含了修改過的管道零件庫,默認保存在"C:\SolidWorksTutorialFiles\裝配體實例'管道設(shè)計庫'螺紋鋼制管道”目錄中,在
本章后面的設(shè)計案例中要用到這個零件庫。
7.3.5設(shè)計案例:同心異徑接頭管路附件
如圖7-17所示,本設(shè)計案例的任務(wù)是建立“同心異徑接頭”管路附件,根據(jù)標準要求利用系列零件設(shè)計表建立“Sch5S”規(guī)格的各種接頭尺寸。
通過這個實例,希望讀者可以了解并掌握管道附件的建立方法以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置方法。
?272-SolidWorks2007裝配體實例精粹
圖7-17設(shè)計案例:連接點和步路點
?----------*
<1>打開零件
打開“C:\SolidWorksTutorialFiles\裝配體實例'第07章\"文件夾中的“同心異徑接頭.sldprt”零件,如圖7-18所是,零件中己經(jīng)按照“DN20x15”的“S
ch5S”規(guī)格建立了零件的默認配置。
為了下一步建立連接點和管路點,這里繪制了連接點和管路點的位置草圖一?“管路位置草圖”。
.同心異徑接頭
EAI注解
由Q設(shè)計活頁夾
5=材質(zhì)秣指定》
E?衣]光源與相機
.主]方程序
由叵]實體(1)
<$>前視
w上視
1.0右視
一一L原點
由G掃熱
國抽殼
它首路位置草圖
圖7-18"同心異徑接頭”零件
<2>建立連接點
在“步路”工具欄中單擊【連接點】按鈕LT,或選擇下拉菜單的【布路】
I【布路工具】I【生成連接點】命令如圖7-19所示,選擇粗端的“管路位置
草圖”中的點和粗端的平面作為連接點的參考。
必須保證已經(jīng)啟動SolidWorksRouting”,請參考本章《7.1.3激活SolidWorks
<3>管道類型和管道方向
從【選擇步路類型】下拉列表框中選擇管道的類型,如圖7-19所示,這里選擇【裝配式管道】。注意圖形區(qū)域所示的管道方向,如果方向不正確,
選中【反向】按鈕改變管道連接方向。
用連接點
圖7-19連接點的參考、類型和方向
<4>管道的參數(shù)
在PropertyManager中的【參數(shù)】選項組中,設(shè)置管道的【標稱直徑】為20mm。給定規(guī)格區(qū)域名稱為“規(guī)格”,輸入規(guī)格參數(shù)為“Sch5S%
如果用戶已經(jīng)建立了管道零件的各種規(guī)格和詳細參數(shù),可以單擊【選擇管道】按鈕從管道零件中選擇一種規(guī)格。
圖7-20連接的管道參數(shù)
由于在下面的步驟中要使用系列零件設(shè)計表完成零件設(shè)計,【參數(shù)】選項組中的各曜|
可在系列零件設(shè)計表中給定。因此,上述參數(shù)要求并不嚴格.而
?274-SolidWorks2007裝配體實例精粹
<5>完成
單擊【確定】按鈕,完成“連接點1”特征。選擇下拉菜單中的【視圖】I【步路點】命令,在圖形區(qū)域顯示零件的連接點特征,如圖7-21所示。
.同心異徑接頭
國因注解
國Q設(shè)計活頁夾
婦材質(zhì)銖指定〉
國國光海與相機
區(qū)]方程序
由向?qū)嶓w(1)
0前視
<$>上視
&右視
工,原;二
?(3掃揄
反抽殼
它管路位置草圖
白—O塞II
\基準軸1
圖7-21連接點特征
<6>較細?端的連接點
使用同樣的方法,建立接頭較細一端的連接點,如圖7-22所示。為了與下步系列零件設(shè)計表相匹配,這里要求粗端連接點的名稱為“連接
點1",而細端連接點的名稱為“連接點2”。
0連接點
.同心異徑接頭
可因注解
包◎設(shè)計活頁夾
§=材質(zhì)珠指定>
到網(wǎng)]光源與相機
但J方程序
+]回實體(1)
.0前視
心上視
<$>右視
L原點
掃熱
國抽殼
宅管路位置草圖
引—□連接點1
分一a連接點2
圖7-22兩個連接點
<7>線路點
管路點的位置決定了災(zāi)管路附件應(yīng)用到管路系統(tǒng)時,與管路草圖某個斷點重合的位置。如圖7-23所示,在【步路工具】工具欄中單擊【線路點】按鈕
°I,選擇“管路位置草圖”中間的草圖點建立線路點。
圖7-23線路點
<8>系列零件設(shè)計表
?276-SolidWorks2007裝配體實例精粹
由于需要建立多種尺寸的管接頭,因此應(yīng)該使用系列零件設(shè)計表建立。本例中,已經(jīng)參照國家標準建立了一個EXCEL文件,讀者只需讀入到零件
即可完成。
<9>建立系列零件設(shè)計表
選擇下拉菜單中的【插入】I【系列零件設(shè)計表】命令,如圖7-24所示,從【源】選項組中選擇【來自文件】,單擊【瀏覽】按鈕。
選擇"C:\SolidWorksTutorialFiles\裝配體實例'第07章\"文件夾中的"同心異徑接頭.xls”文件作為設(shè)計表來源,直接讀入到當前零件中。
技系列零件設(shè)計表
?(§)____________一一4
「空白因
「自動生成
6來自文件(日
|。7章、同心異徑接頭.xls
r鏈接到文件⑥
圖7-24插入系列零件設(shè)計表
<10>設(shè)計表參數(shù)
在設(shè)計表中,已經(jīng)定義了兩個零件的參數(shù)和零件的幾何尺寸參數(shù),如圖7-25所示。
A)B|CID:EIF|GHIIITKiLM
L系列零件設(shè)計表是為:同心異徑接頭
1
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1aaS贖
3932D8
R(C)DN20xl5(A系列)382621GB(A系列)
4R(QDN25x20(A系列)5133.726.91.62520Sch5SSch5sGB124:異徑書R(C)DN25x20(A系列)
5R(C)DN25xl5(A系列)5133.721.31.62515Sch5sSch5sGB124:異徑*R(C)DN25xl5(A系列)
6R(C)DN32、25(A系列)51
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