NX软件在正铲液压挖掘机设计中的应用.pdf

总第1 3 8 期 2 0 1 4 年第2 期 工 艺设 计 机械管理开发 Tot al of1 38 N 0． 2 201 4 N X软件在正铲液压挖掘机设计 中的应用 李 光 ，仝雷强 太原重工股份有限公司，山西 太原 0 3 0 0 2 4 摘要基于NX设计软件液压挖掘机设计，利用NX 软件的wA V E 功能建立液压挖掘机整机参数化模型； 利用NA S T R AN的分析功能对机构进行分析 ，使用WA V E 参数化功能快速优化机构的模型；利用NX的 间隙分析功能审查模型；利用NX的制图功能绘制施工图纸，从而为物理样机的设计制造提供 了可靠的 基础。 关键词 N X；P L M ；正铲液压挖掘机 ；设计优化 中图分类号T U 6 2 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 3 7 7 3 X 2 0 1 4 0 2 0 0 2 9 0 2 引言 当代产品的激烈竞争对设计的质量和效率提出了 更高的要求，智能设计、虚拟设计、 优化设计、模块 化设计等各种设计方法的应用对设计的成败至关重 要 。大量的实践案例证明 ，三维设计具有二维设计无 法比拟的优越性。越来越多的企业已经或准备采用三 维软件进行产品数字化设计与制造。集成化的软件系 统能够快速建模并分析优化 ，尽早确定关键参数 ，缩 短产品开发周期，降低成本，提高工作效率及产品质 量 。设计软件在产品设计周期中的应用主要体现在初 步方案 、设计具体模型、模型分析 、模型校核 、三维 制图及导出d w g 格式制 图、图纸校核 、审查以及后续 的模型 图纸 更改等阶段 。 1 整机参数化概念设计 挖掘机是由上车部分及下车行走两大部分组成 ， 下车主要包括履带装置、底架以及行走系统 ；上车部 分包括动力装置、液压系统 、回转平 台、驾驶室、平 衡重和工作装置。正铲式液压挖掘机工作装置主要 由 收稿日期2 0 1 4 0 1 1 2 第一作者简介李光 1 9 8 2 一 ，男，本科，工程师，现就职 于太原重工股份有限公司，主要从事矿山机械设计工作。 动臂、斗杆 、铲斗组成。 利用N X软件的WAV E 功能 建立正铲式液压挖掘 机的整机参数控制框架以及概念模型，如图l 所示。 卜 1液压挖掘 机控 制框架 卜 2 液压挖掘机概念模 型 图1液压挖掘机控制框架和概念模 型 2 在模型分析优化 中的研 究及应用 完成产品的建模工作后，需要对设计进行分 、仿 真 ，尤其是液压挖掘机的工作装置及机构的质量直接 ．30 ． 机械管理开发 j x g l k f b j b 1 2 6 ． c o rn 影响着系统的效率 ，同时产品使用工况又对系统的安 全性有着较高的要求。对工作装置的每一个部件进行 分析优化就十分必要。 使用N X 软件的分析模块 ， 使用主模型方式进行 分析 ，所有工作在一个平台上展开 ，分析得到结果 后 ，对应 力冗余较大 的地方减重处理 ，对于应力较 大 、位移较大的部位进行强化 ，使整个部件受力均 衡。由于在同一个平台，在对模型进行优化后 ，直接 更新有限元模型即可，同时过程简单、直接 ，避免了 多种软件之间相互转化的困难 。运用分析仿真软件对 产品工作能进行模拟访真 ，发现设计缺陷。根据分析 仿真结果 ，对产品设计结构进行修改 。重复上述仿 真 、找错 、修改的过程 ，不断对产品设计结构进行优 化 ，直至达到一定的设计要求。 同时，由于液压挖掘机各个机构工作过程中位置 变化较大 ，各个部件难免产生相互干涉。同时一些机 构的受力在各个位置难于确定极限，因此 ，运用N x软 件的运动仿真模块对运动部件进行运动分析 ，得到各 个位置的受力状况 、运动状况 、检验各个部件之间的 动态干涉是不可避免的。 3 完成施工设计 中的应用 用N X 软件完成制图，这种方法的优点在于能够实 时更新 ，在设计人员修改产品模型后，投影的视图以 及标注的尺寸随之更改 ，且能够保证制图的准确 、一 致。目前 ，多数新产品由于外购件很多 ，定制的外购 件设计周期较长 ，不能满足太重快速设计的要求 ，为 保证设计进度 ，好多结构件需要提前设计 ，避免不了 对设计的修改 ，如液压 、电气设计在设计过程中存在 多次与机械协调并更改产品结构的问题 ，新产品的参 数评审中也有多次更改 ，而三维软件直接出图能大大 降低设计周期。 4 在模型及 图纸 审核修 改中的研究及 应用 由于三维模型 ，校核人员能够尽快熟悉零部件结 构，直观 、简单。且三维软件的装配干涉检查功能 减 小了校核人员检查干涉这一部分的工作量 ， 三维设计 的校核人员在三维设计的基础上进行校核的主要内容 第2 9 卷 较传统校审内容减少了对设计干涉进行检查这一部 分。因为使用软件的自动查找干涉功能 ，这项工作不 再必要。校核人员同时利用自动间隙检查功能查找一 些需要对接的零部件之间的间隙是否符合要求 。这些 主要使用Nx 软件的大装配干涉检查功能 ，大大提高了 校核的效率和准确性。 5 总结 综上，在液压挖掘机设计中综合运用三维设计软 件包含的各个功能 ，这些技术所构成的虚拟样机设 计 、分析仿真、设计管理一体化解决方案，可以全面 改进传统的产 品设计模式 ，大幅度提高产品设计质 量 ，缩短设计周期 ，降低设计和制造成本 。其应用总 结如下 1 建立设计项 目利用参数化功能确定产品的工作 原理和基本设计参数。 2利用三维设计软件先后进行产品概念、详细三 维结构设计。 3 运用UG 软件分析仿真 C A E 功能 对产品工 作能进行模拟仿真，发现设计缺陷。根据分析仿真结 果 ，用三维设计软件对产品设计结构进行优化 ，直至 达到一定的设计要求。 4 在设计和修改过程完成后 ，利用N X 的制图功 能完成产品的施工图纸。 5 在图纸校核、审查阶段的使用。 参考文献 [ 1 】 龚 勉． 产 品相 关参数 化设计技 术培训 讲义 [ M】 ． 上 海 上海工程技术 大学出版社， 2 0 0 4 ． 【 2 】 白玉琳， 陈进， 李世六． 大型正铲液压挖掘机工作装置 虚拟样机研 究 建筑机械， 2 0 0 8 7 8 1 8 4 ． 【 3 】 洪如瑾． UG NX 6 C A D L 阶培训教程【 M】 ． 北京 清华 大学 出版社， 2 0 0 9 ． 【 4 】 戴春祥． UG Nx6 大装配技术培训教程[ M】 ． 北京 清 华大学出版社， 2 0 0 9 ． 编辑 贾娟 下转第4 0 页 ．40 ． 刘晖 浅析 电子技术在煤矿中的应用现状及前景 现代化 、信息化 ，不仅能提高生产效率 ，还能降低生 产成本 ，减少安全生产事故 ，达到提高经济效益和社 会效益的 目的。运用电子技术实现科学的高科技安全 生产和管理 ，促进企业健康发展。利用电子技术提高 煤矿企业的现代化水平，提高机械设备以及管理的科 技含量 ，实现信息化管理 ，实现煤矿企业 、电子技 术、机械制造行业等的共同发展。本文简单介绍了电 子技术在煤矿通信网建设 、安全生产监测系统、机械 设备 中的应用，分析了电子技术在煤矿中应用的三个 主要方向，具有一定的参考价值 。 2 0 1 4 年第2 期 参考文献 [ 1 ] 岳晓红． 浅谈机 电一体化技术及其在煤矿中的应用 [ 『 】 ． 中国电子商务， 2 0 1 1 5 9 2 ． 【 2 ]蔡 善 海 碱 论 煤 矿 机 电 一 体 化 技 术 U 】 _ 科 技 信 息， 2 0 0 8 2 8 1 5 1 ． 【 3 】 王金 华． 中国煤 矿现 代化 开采技 术 装备 现状及 其展 望I A 1 ． 中国国际煤炭发展高层论坛论文集， 2 0 1 0 ． 【 4 】 任光鑫． 浅析煤矿绿 色开采的技 术应 用D ] _ 中华 民 居 ． 2 0 1 1 1 0 5 6 3 5 6 4 ． 编辑 贾娟 Appl i c a t i o n a nd Pr os pe c t o f El e c t r o ni c Te c hni q ue s i n t he Coa l M i ne Li U H u i S h a n x i Hu o e r Xi n h e Co a l Mi n e Co ． ，L t d ． ，Ch a n g z h i S h a n x i 0 4 6 6 0 0 【 Ab s t r a c t 】 C o mb i n e d wi t h h i s t o r y o f c o a l m i n i n g ， thi s p a p e r a n a l y z e s a p p l i c a t i o n o f e l e c t r o n i c t e c h n i q u e s i n c o a l mi n e a n d i t s p r o s p e c t ． 【 K e y w o r d s 】 e l e c t r o n i c t e c h n i q u e ； c o a l mi n e ； s i t u a ti o n ； p r o s p e c t 上 接 第1 5 页 Nu m e r i c a l Co nt r o l Dr i l fing M a c h i ne M ul t i pu r pos e Aut om a t i c Tool Re s t D e s i g ns y s t e m D e ve l opm e nt Ga o G ua ng m i ng Ha n z h o n g Ci t y ，Th e F i r s t Vo c a t i o n a l S e c o n d a r y S c h o o l ， Ha n z h o n g S h a n x i 7 2 3 0 9 9 【 Ab s t r a c t 】 B e c a u s e the r e a r e a l o t o f h o l e s p e r p e n d i c u l a r t o t h e s u r f a c e t O b e ma c h i n e d i n the a c t u a l p r o c e s s i n g ， b u t i t i s d i f f i c u l t t o c l a mp f i x t u r e ， S O thi s wi l l g i v e U S t u r r e t r a i s e d n e w d e man d s ． Th e m a i n a c h i e v e me n t o f b o th s i d e s o f the h o l e ma c h i n i n g a u t o m a t i c t u r r e t d es i gn e d i n t hi s pa pe r ，bu t a l s o s o l v e t he pr o bl e m o f di ffi c ul t t o ma c hi ne t he v e r t i c a l s ur f a c e of the h ol e．The t ur r e t d e s i gn C an be a c h i e v ed no t on l y dril l i ng ，r ea m i ng c a n a l s o be a c hi e v e d， r e am i n g， t a p pi ng an d c u t t i n g an d ot he r p r o c e s s i ng． 【 K e y wo r d s 】 t o o l r e s t ；a u t o m a ti c ；N C Dri l l 上 接第3 0 页 Ap pl i c a t i o n o f NX Sof t wa r e on Hydr a ul i c Fa c e Sho ve l De s i g n Li Gua ng ， Tong Le i qi a ng T a i y u a n He a v y I n d u s t r y Co ． ， L t d ． ，Taiy u a n S h a n x i 0 3 0 0 2 4 【 A b s t rac t 】 T h e h y d r a u l i c f a c e s h o v e l d e s i g n b a s e d o n N X s o f t w are ， b u i l d p aram e t e r i z a t i o n s mo d e l o f h y d r a u l i c f a c e s h o v e l u s e t h e W AVE f u n c t i o n ， a n a l y s i s t h e me c h a n i c a l u s e t h e NAS TRAN p a r t ， q u i c k l y c h a n g e the mo d e l u s e the W AVE f u n c t i o n ，e x am i n e t h e mo d e l wi t h t h e g a p i n s p e c t i o n f u n c t i o n ． M a k e t h e d r a wi n g s u s e t h e c h a r t i n g f u n c t i o n o f NX s o f t wa r e ， p o v i d e d e p e n d a b l e t h e o r e t i c a l f o un dmi o n f or t h e m a nu f a ct u r e o f mo de l m a c hi ne ． 【 K e y wo r d s 】 NX； P L M； h y d r a u l i c f a c e s h o v e l ； o p ti mi z e