礦用提升機(jī)主軸裝置的CAD研究

1、1礦用提升機(jī)主軸裝置的CAD研究晉民杰程海平2（1.太原重型機(jī)械學(xué)院，太原030024；2.山西晉城礦務(wù)局，晉城048000）系統(tǒng)，2該軟件包屬于專用自動型CAD系統(tǒng)，用戶根據(jù)需要從提升機(jī)系統(tǒng)中選出某一型號的提升機(jī)依照計(jì)算機(jī)既定程序，自動完成計(jì)算機(jī)分析工作，并在繪圖3儀上輸出主軸裝置的裝配圖。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）在我國的飛速發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)手段的變革與發(fā)展，但就礦用提升機(jī)而言，其設(shè)計(jì)制4造仍處于傳統(tǒng)方法，在提升機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面只做了一些計(jì)算工作，計(jì)算機(jī)應(yīng)用及繪圖開發(fā)比較欠缺，而隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，提升機(jī)CA5D日益迫切，提升機(jī)優(yōu)化及有限元計(jì)算為提升機(jī)的計(jì)算機(jī)繪圖打下了基礎(chǔ)

2、。在此基礎(chǔ)上，研制通用性強(qiáng)、使用方便的提升機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，對提6高提升機(jī)質(zhì)量，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，推動技術(shù)進(jìn)步有深遠(yuǎn)的意義。1WHCAD軟件包的主要內(nèi)容WHCAD軟件包總體結(jié)構(gòu)如所示，該軟件包屬于7自動型CAD系統(tǒng)，由于纏繞式提升機(jī)主軸裝置設(shè)計(jì)理論成熟已形成大中小提升機(jī)系統(tǒng)列，因此，可以根據(jù)用戶需要確定初始設(shè)計(jì)參數(shù)，然后根據(jù)計(jì)算8機(jī)既定程序，自動完成選型計(jì)算，離散優(yōu)化計(jì)算分析工作，最后由計(jì)算機(jī)控制繪圖儀輸出主軸裝置的裝配圖。WHCAD軟件包適用于單筒和雙筒纏繞9式提升機(jī)（或絞車）主軸裝置的自動化設(shè)計(jì)。弋表示數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系。2WHCAD軟件包中各軟件模塊的作用本軟件包由用戶界面模塊、選型計(jì)算

3、模塊10、提升機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的初始方案確定模塊提升機(jī)主軸裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化模塊、提升機(jī)主軸裝置有限元分析模塊以及主軸裝置的參數(shù)繪圖等軟件組成。它11們既可以單獨(dú)使用，也可以作為提升機(jī)計(jì)算機(jī)輔助軟件包中的一個(gè)功能模塊使用。這些軟件之間的關(guān)系如所示。2.1用戶界面模塊該模塊是用Tur12boc2.0語言編寫的用戶菜單，WHCAD軟件包中各軟件模塊之間關(guān)系2.2選型計(jì)算模塊該模塊完成提升機(jī)機(jī)械傳動裝置及電動和鋼絲繩的選13型、驗(yàn)任務(wù)。在這個(gè)軟件中，以模塊設(shè)計(jì)原則，建立各部件的選型計(jì)算程序，輸入原始設(shè)計(jì)參數(shù)、工作參數(shù)，即可由計(jì)算機(jī)自動完成符合條件的選型，14并輸出選型結(jié)果；同時(shí)，把轉(zhuǎn)動部件的飛輪力矩存入數(shù)

4、據(jù)庫中，該模塊的具體內(nèi)容及執(zhí)行在中已作論述。2.3提升機(jī)主軸裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化模塊根15據(jù)主軸和筒殼的受力條件建立約束，以主軸裝置的重量和二支輪上的應(yīng)力差最小作為多目標(biāo)函數(shù)，采用符合工程問題的現(xiàn)代離散優(yōu)化方法，對其整個(gè)主16軸裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)及支輪的位置作為設(shè)計(jì)變量，使其主軸裝置的結(jié)構(gòu)更加趨于合理。2.4提升機(jī)主軸裝置的有限元分析模塊利用有限元軟件LISA17編寫提升機(jī)主軸裝置的前后處理程序模塊，前處理可以自動完成網(wǎng)格的自動劃分，形成LISA控制卡文件，后處理可以校核離散優(yōu)化出的設(shè)計(jì)結(jié)果是18否可行，使優(yōu)化出的結(jié)果更加具有說明力。2.5提升機(jī)主軸裝置的參數(shù)繪圖該模塊從數(shù)據(jù)庫為中接受選型計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果值作為繪圖的初始數(shù)19據(jù)，根據(jù)參數(shù)繪圖的原則，借助AutoCAD圖形編輯環(huán)境，編制了單雙筒提升機(jī)產(chǎn)品系列的參數(shù)繪圖程序，完成了系列提升機(jī)主軸裝置的參數(shù)化繪20圖，實(shí)現(xiàn)了繪圖自動化。3該軟件的特點(diǎn)及結(jié)論本軟件的應(yīng)用實(shí)踐表明，該軟件的運(yùn)行環(huán)境簡單，適應(yīng)性好，可在AutoCAD10.0以上版本的21軟件下完成。該軟件是纏繞式提升機(jī)主軸裝置的自動型CAD系統(tǒng)，它可以自動完成選型計(jì)算、離散優(yōu)化等分析計(jì)算及由繪圖儀輸出主軸裝置的裝配圖22。離散優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊的數(shù)學(xué)模型是根據(jù)現(xiàn)代提升機(jī)設(shè)計(jì)理論的異側(cè)出繩、三層纏繞共計(jì)八種工況為前提條件而建立的，其數(shù)學(xué)模型是完整