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3.2 模型的导入与仿真 在开发新产品时，利用SolidWorks按实物建模，使得模型更接近物理样机，仿真步骤如图3所示。  图3 仿真步骤 该模型在SolidWorks环境下建立了：1个机架系统、2个轧辊装配、2个连杆系统、1个曲轴系统和大地，共七个刚体，曲轴系统和曲轴箱座之间的转动副连杆系统和曲轴之间的转动副、连杆系统和机架系统之间的转动副、以及机架系统和大地之间的移动副，并在曲轴系统和曲轴箱座之间的转动副上施加了旋转运动。利用SolidWorks中的Motion分析，SolidWorks用户不用退出其应用环境，就可以将装配的总成根据其运动关系定义为机械系统，进行系统的运动学仿真，并进行干涉检查，确定运动的起始位置、计算运动副的作用力。利用SolidWorks的结果和图解功能，可以得到系统的运动特性和动力学特性。 3.3 仿真分析 考虑曲轴传动系统的偏心作用，忽略转动不均匀程度的影响，即认为曲轴转速恒定。根据理论计算的起始位置及方向定义曲轴在SolidWorks模型中的起始位置及旋转方向，转速均为50r/min。 4 计算与结论 4.1 LG-220冷轧管机 具体参数如表1中所示，在Solidworks中确定了各构件的质量和质心后，利用静力代换法将各构件的质量代换到A—E五点处，各点经代换后的质量见表1。 表1 LG-220冷轧管机计算参数  4.2 仿真结果比较 将上述参数带到相应公式得到的结果与Motion分析得到的结果做比较。 图4、图5和图6分别给出了理论计算值与三维模拟值的计算结果对比。将Motion分析得到的轧机机架C点的加速度、配重块的加速度值以及曲轴箱座X、Y方向受力结果输出到excel，与理论计算的结果做比较可以看出，各值在一个周期内的变化趋势基本一致，只是幅值上有微小差别。  图4 机架加速度与配重加速度理论值与模拟值对比  图5 曲轴箱座水平和竖直方向受力理论值与模拟值对比 图6中为Motion分析得到的能源消耗即功率消耗值，通过公式转换成合力矩结果输出到excel，与理论计算的结果做比较得出：趋势一致，幅值有微小差别。  图6 合力矩对比 4.3 仿真分析 (1)根据LG-220冷轧管机相关参数，SolidWorks仿真结果与理论计算结果基本一致，为利用SolidWorks进行冷轧管机动平衡分析的可行性提供了可靠保证。 (2)利用SolidWorks的强大功能对设备进行了仔细分析，在不同的曲轴转速下，通过选择合理的配重方式，配重质量，使曲轴箱座x、y方向力的峰值明显降低，合力矩的峰值波动明显降低。为设备设计的合理性提供了可靠保证。 (3)速度增加后，支撑处受力和输入扭矩显著增加，要提高轧机速度需要对原轧机各构件的强度进行重新校核。 5 结束语 利用SolidWorks三维建模软件和动力学仿真软件建立了LG-220冷轧管机曲轴传动系统的虚拟原型机，并进行了动力学仿真。从三维建模、动力学仿真到结果分析都获得了满意的结果。SolidWorks设计不仅能检测出设备各种工况时是否干涉，提高设备设计的准确性，同时为理论计算提供准确的重量参数，为合理的配重提供优化方案。 |
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基于SolidWorks的冷轧管机动平衡仿真(3)
时间:2014-07-24 10:32来源:万方数据 作者: 点击:
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