Автоматизированное проектирование барабанов ленточных конвейеров в среде T-Flex Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

© А. А. Реутов, А.П. Ларкин, 2006

УДК 621.867.2

А.А. Реутов, А.П. Ларкин

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАРАБАНОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ В СРЕДЕ Т-БЬЕХ

Семинар № 19

1ГЛ онструкция и параметры барабанов ленточных конвей-еров сильно зависят от типа, ширины и натяжения ленты, технологических возможностей производства. При изготовлении нетиповых конвейеров затраты на проектирования барабанов становятся существенными. Сократить эти затраты возможно при использовании программы автоматизированного проектирования T-FLEX CAD.

Основным конструкторским документом на барабан является сборочный чертеж. Создание сборочного чертежа и чертежей входящих в барабан деталей может производиться двумя способами: “Снизу вверх”, и “Сверху вниз”.

Проектирование способом “Снизу вверх” начинают с разработки черте-жей деталей, то есть чертежей-фраг-ментов к сборочному чертежу в виде отдельных документов T-FLEX CAD. Затем сборочный чертеж формируют последовательным нанесением на него фрагментов.

При проектировании способом “Сверху вниз” фрагменты создают в контексте сборки. В этом случае разрабатывают сразу сборочный чертеж. Создание чертежей деталей происходит непосредственно в рабочем окне сборочного чертежа. При этом уже созданные элементы сборочного чертежа (линии построения и узлы) могут использоваться при создании следующих фрагментов. Это упрощает создание ассоциативных связей между фрагментами сборки и процесс их привязки. Созданные фрагменты сохраняют в виде отдельных

документов для дальнейшей доработки и использования в других сборочных чертежах.

Описанные способы можно комбинировать. Например, фрагмент, созданный и нанесённый на сборку методом “Снизу вверх”, впоследствии можно отредактировать уже в контексте сборки. А фрагмент, созданный в контексте сборки, может быть впоследствии использован при создании других сборок методом “Снизу вверх”.

При создании сборочного чертежа барабана необходимо определить его структуру и требования к параметрическим возможностям: какие размеры необходимо впоследствии будет изменять, из каких частей будет состоять чертёж, какая предполагается иерархия фрагментов. Исходя из этого выбирают метод создания сборочной модели и фрагментов.

При проектировании барабанов ЛК наиболее рациональным является создание сборочного чертежа методом “Снизу вверх”, так как разные конструкции барабанов могут отличаться лишь конструкциями отдельных деталей, например, ло-бовин (сварные, литые или сборочные). При этом замена фрагментов деталей одной конструкции на другую позволяет быстро получить новый сборочный чертеж.

С другой стороны, геометрическая связь между отдельно созданными деталями и фрагментами, входящими в сборочный чертеж, может осуществляться только на основании переменных. Эти переменные создают в самом сборочном

чертеже, а у каждой входящей в него детали они дублируются и являются внешними. То есть, значениям переменных присваивают числовые значения, принятые в сборочном чертеже.

Редактирование параметрического сборочного чертежа, созданного методом “Сверху вниз” занимает больше времени, так как сначала необходимо разобраться какие линии построения принадлежат тому фрагменту детали, которую необходимо удалить или модифицировать. В случае, если невозможно быстро отредактировать часть чертежа, её необходимо удалить. Это означает, что сборочный чертеж практически придется начинать заново.

Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что создание параметрического сборочного чертежа является трудоемким процессом. Поэтому его создание обосновано только в том случае, когда необходимо получить сборочные чертежи барабанов, несущественно отличающиеся от базового варианта или имеющие другие параметры (диаметр барабана, типоразмер подшипников, толщина обечайки, её длина и т.д.).

В противном случае рациональнее создавать непараметрические чертежи, используя стандартный набор функций создания примитивов (дуг, окружностей, отрезков и т.д.). При создании новых элементов таким образом используют объектные привязки и динамические подсказки. T-FLEX CAD автоматически отслеживает совпадение двух объектных привязок. Любая объектная привязка может быть зафиксирована с помощью

функциональной клавиши, и курсор будет двигаться в соответствии с выбранной объектной привязкой. Таким образом, создание непараметрических сборочных чертежей намного быстрее, однако, такие чертежи не обладают преимуществом эффективного изменения размеров и других геометрических параметров. Поэтому этот метод рекомендуется использовать в тех случаях, когда не требуется существенной последующей модифи-каци и конструкции.

После достижения геометрического соответствия каждого фрагмента сборочного чертежа входящей в него детали, расставляют размеры, допуски и посадки.

Аналогично двумя способами “Снизу вверх” и “Сверху вниз” можно создавать трехмерные (твердотельные) сборочные модели. При использовании трехмерных моделей T-FLEX CAD позволяет автоматически вычислять их массы и инерционные характеристики, а также создавать любой разрез или сечение. Это означает, что получение сборочного чертежа, чертежей отдельных деталей и узлов, а также спецификаций происходит автоматически при соблюдении всех правил создания параметрической трехмерной модели.

На рис. 1. представлена трехмерная модель корпуса барабана ленточного конвейера без сечения (а) и с сечением (б). Эта модель собрана из моделей обечайки, лобовины и ребра жесткости.

Модель корпуса в свою очередь может быть использована для создания трехмерной модели барабана. На рис. 2. представлена трехмерная модель неприводного барабана, в которую корпус барабана входит как составной узел (фрагмент).

Для проверочных расчетов барабанов необходимо взаимодействие T-FLEX CAD с другими программами. Экспорт чертежей и моделей T-FLEX осуществляется в различных форматах, поддерживаемых другими системами. К списку поддерживаемых системой T-FLEX форматов относятся *.wmf - Windows Metafile, *.igs -IGES 3D и др.

Для приближенных расчетов диаметров вала или оси, выбора типоразмера подшипников используется программа MS Excel, импортирующую требуемые размеры. Основным способом связи T-FLEX CAD с программой MS Excel, является передача значений размеров через файл параметров, который представляет собой обычный ASCI-файл. Каждая строка файла параметров состоит из имени внешней переменной (размера), знака “=”, значения переменной и комментария.

Рис. 1. Трехмерная модель корпуса барабана ленточного конвейера

а)

б)

Рис. 2. Трехмерная модель неприводного барабана

После расчета диаметров вала или оси, выбора типоразмера подшипников в MS Excel и создают новый файл параметров и

- возвращают его в T-FLEX / CAD. На основе рассчитанных

размеров автоматически формируется видоизмененный чертеж.

Для расчета напряженного состояния деталей барабана методом конечных элементов использована программа MSC/NASTRAN for Windows. Хотя базовая программа MSC/NASTRAN имеет многочисленные собственные средства создания и отображения геометрической модели рассчитываемой детали, рациональнее использовать уже созданные геометрические модели из T-FLEX CAD. Для этого необходимо импортировать в MSC/NASTRAN файл модели в одном из поддерживаемых форматов: *.sat, *.x_t, *.x_b, *.igs, *.iges, *.stp, *.step, *.dxf.

После завершения прочностных расчетов окончательные варианты трехмерных моделей и чертежей передают для автоматизированной разработки технологии изготовления с использованием программы T-FLEX/ Технопро.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------------------

Реутов А.А. - начальник учебно-методического управления, доктор технических наук, доцент, Ларкин А.П. - аспирант кафедры «Подъемно-транспортные машины»,

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Брянский государственный технический университет».