Inventor用于定宽机实体建模及工况模拟——转自“欧特克卓越工程师”评选

heblilei

　　坛子里有今年参加“欧特克年度卓越工程师评选”的吗?
        我找到了去年获得大奖的作品详细介绍，不知今年投的作品水平怎么样?

　　——定宽机实体建模及工况模拟

　　定宽机广泛应用于钢厂对大型钢坯宽度规格的压制，根据工艺要求，定宽机压头在压制钢锭的过程中，当压头接触到钢锭时，压头在压制钢锭的同时其侧向移动速度应与钢锭向前行走的速度一致，而钢锭的行走速度取决于运送辊道的速度。压头在压制过程中，压下速度是压下电机通过压下偏心轴来控制的，而侧向运动是靠一套双偏心轮传动机构来实现的。因此，在定宽机设计过程中，设计人员必须根据工艺要求，对压头的压下偏心机构和压头的侧向移动双偏心机构之间进行协调设计，必须对各偏心距、初始相位角和各偏心轮的转速进行匹配计算。传统的设计方法，不仅计算工作量大、设计周期长，而且计算后的结果也不能直观地反映设计意图，往往需要花费大量的时间和精力去向用户解释计算结果的正确性。

　　利用Inventor的仿真设计功能，可以很方便、快捷地完成上述繁琐的工作，并且，在Inventor的仿真设计中完成的工作，可以将设计合格的产品的工作过程和各零部件之间的运动情况以及用户所关心部位的运动轨迹，以三维实体或图表的方式直观形象地表现出来，设备的整个工况一目了然。利用Inventor的仿真功能完成定宽机的设计工作，有效地提高了设计效率，极大地方便了与用户的交流。

　　本作品利用Inventor软件，制作了定宽机的三维实体模型，并利用该软件的仿真功能，重点进行了定宽机压头宽度调整(见压头位置调整模拟.avi)、钢坯压制过程模拟(见压制钢锭模拟.avi)以及压头轨迹曲线的调试生成及绘制(见压头轨迹1.avi、压头轨迹2.avi)等项工作，通过这些模拟工作，使设计人员能够充分了解各项设计参数对定宽机工况的影响。通过模拟工况→调整设计参数→模拟工况多次循环使之达到用户所提要求。

　　在Inventor的仿真功能中，对设备中用户重点关心部位的运动轨迹，可以十分方便地完成相关参数调整、跟踪显示和记录工作。本例中对定宽机压头压下时的轨迹(如图一所示)和抬起时的轨迹(如图二所示)分别进行了跟踪记录，从图一、图二中可以清楚地看到，在压头压下时侧向移动速度是大小偏心轮速度之差，合成后的侧向移动速度基本保持匀速，在压头抬起时侧向移动速度是大小偏心轮速度之和，合成后的侧向移动速度加快，使压头能在抬起时快速返回原位，满足压头压制钢锭过程中匀速前进和快速回退的工艺要求。

　　通过以上实例，我们看到，Inventor不仅能够完成三维实体的建模，还能完成一些必要的运动仿真、计算分析等工作。利用这些功能可以有效地提高设计、计算效率，设备仿真过程清晰直观，对设备运行情况一目了然。该项目在与用户交流中得到了用户的好评。

　　由于本项目涉及到企业的产品结构，在稿件中对零部件的部分内部细节进行了简化处理。

　　该作品评在Inventor2010环境下完成，以下是渲染图效果：