目前海洋港口的建設、疏通航道、人工選地與內河環保,都需要高效率、低功耗和低成本的工程船與設備。在此之前,我國全部采用國外的工程船與設備,但由于技術壟斷,國外設備價格非常昂貴。
因此,如何利用一款軟件在高效率、低功耗和低成本的情況下,打造工程船與設備,并對企業生產設備做國產化改進,考驗著泰州三羊重型機械有限公司。
為改進這一狀況,泰州三羊重型機械有限公司在研發上投入了大量人力物力使設備國產化,從設計到生產,Autodesk Inventor對企業生產設備的國產化起到了關鍵作用。
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泥漿泵是工程船工作的核心,它關系到工程船的效率與輸送泥漿距離的遠近,而泥漿泵葉輪的水利曲線光順與蝸殼內部舌口圓角的圓順都是其關鍵參數,它直接影響到泥漿泵的使用壽命與能耗。我們采用Inventor來完成葉輪水利曲線點的輸入,采用檢測模塊的分析功能進行分析,通過曲率分析的結果,調整葉輪的水利曲線的點,達到水利曲線的光順,從而使設計更加簡潔。
制作泵殼,首先需要制作木胚為鑄造做準備,曾經的泵殼木胚是采用手工制作,而蝸殼內部的舌口部分,由木工師傅手工制作,只能大致形似,毫無精度可言。而現在采用Inventor繪制三維模型以后,轉為數控軟件所需格式,數控多軸聯動加工出泵殼木胚,不但節省了90%的加工時間,更使精度得到了質的改變。其他產品也采用了同樣的方法,如絞刀、絞刀齒等。
在泥漿泵其他部件的設計過程中,Autodesk Inventor也發揮出了巨大的作用。例如,利用“漸開線花鍵生成器”,計算漸開線花鍵的強度、載荷、與變形等;利用“公差\配合計算器”,以選取首選配合;利用“渦輪零部件生成器”,快速繪制渦輪,并做校核分析;利用“查看零部件的重心”,以確定產品重心來設計吊具,同時采用“有限元分析”功能,計算吊具強度是否達到使用要求。
斗輪式挖泥船是一種用斗輪挖掘水下堅硬泥土或風化巖并通過吸泥管將其排走的挖泥船。作為一種大型鋼結構,它的設計不僅要從剛度設計和強度設計兩方面考慮,結構的靜態和動態平衡穩定性也很重要。相對于傳統設計模式,利用三維軟件進行方案設計具有直觀、快捷、易修改的特點,因此目前利用三維軟件進行設計已成為一種方向。利用Inventor對斗輪各零部件進行三維建模、虛擬裝配的整個過程,提高斗輪設計的質量,提高產品的設計效率和開發水平,進而增強企業的市場競爭能力。為了數控加工、結構展示和應力及運動分析等的需要,必須對斗輪的變速器進行三維建模設計。根據齒輪變速器的裝配連接結構特點,采用Inventor的基于裝配的關聯設計功能,能比較方便快捷地生成齒輪變速器中的有關零部件,從而能提高齒輪變速器三維建模的設計效率。其斗輪的料斗以前均采用人工鈑金展開,眾所周知形狀復雜的鈑金件放樣是比較煩瑣的工作,需要有較深的理論與制造經驗,而采用Inventor后,鈑金經過軟件計算自動展開,并且與AutoCAD的完美結合,轉換為.dwg格式以后,直接數控下料,大幅減少生產所需時間,節約制造成本。
斗輪最重要的零部件之一的斗齒,由于工作環境復雜,易于磨損,需要進行有限元分析驗證強度,在Inventor繪制零件之后,可導入到其他CAE軟件Algor,Ansys等中,其中Algor與Inventor同屬歐特克公司,兩款軟件無縫融合,可以直接在Inventor中打開Algor,并可使用Inventor輸入的設計數據,如材料特性等。施加邊界條件對幾種正常和極限工作狀態下的力學性能進行了分析,提出了優化設計方案。對優化后的方案進行再分析,得到滿意的結果。達到了設計要求,節省了材料,優化方案在工程中得以實施。耙頭為耙吸式挖泥船重要的部件,其中采用了很多管件與管路,由于與耙頭連接管線屬于不規則形狀,以前未采用Inventor之前,只能估算大概所需管線長度,采購后,在實際生產過程中經常出現管線過多或者不夠的情況,由此出現了二次運輸運費、工期加長等問題。在使用了Inventor的布管模塊后,可以精確計算出所需管線的長度,避免了以上所提現象的發生。
泰州三羊重型機械有限公司董事長徐秀陽表示,“通過三維設計軟件Autodesk Inventor,加速了我們企業無紙化生產的進程。”
“Autodesk Inventor是一款可以使企業節約制造成本,縮短開發、制造所需周期的軟件。”三羊重型機械有限公司總工程師柴立峰說。
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