PE600×900顎式破碎機(jī)NX系統(tǒng)快速設(shè)計(jì)

時(shí)間：2015-01-30作者：上海巍立路橋設(shè)備有限公司瀏覽：16

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展, 各種金屬、非金屬、化工礦物等物料的社會(huì)需求量和生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大, 需要破碎的物料量迅速增加, 因此, 破碎機(jī)的需求也越來越大。自20世紀(jì)50年代起, 我國(guó)開始生產(chǎn)顎式破碎機(jī), 在破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方面經(jīng)歷了類比、仿制、圖解法設(shè)計(jì)等階段, 目前正處于向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段過渡。由于破碎機(jī)設(shè)計(jì)的不確定因素很多(如物料的硬度及給料方式等), 所以通常以按經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)為主, 很難作出精確的理論計(jì)算。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 如何將前人積累下來的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍赜玫脑O(shè)計(jì)知識(shí), 借助于**的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件, 將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算、方案優(yōu)化與三維參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析等集成在1個(gè)應(yīng)用軟件里, 已成為提高顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)水平的重要環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的破碎機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究大部分是在AutoCAD 的二維環(huán)境下研制的, 也有少數(shù)學(xué)者以低端的三維CAD 軟件如So lidWorks為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行了相應(yīng)的研究, 這些系統(tǒng)雖然在一定程度上縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期, 節(jié)約了人力物力, 改善了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量, 但是其自動(dòng)化程度、知識(shí)融合等方面還有欠缺, 對(duì)使用這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員素質(zhì)也有很高的要求。再從知識(shí)工程研究角度來看, 任何產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是知識(shí)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)造性過程, 國(guó)內(nèi)外已有大量成功應(yīng)用KBE 技術(shù)與方法于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的先例, 但是將知識(shí)工程的原理、方法與技術(shù)運(yùn)用到顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)中的研究報(bào)道幾乎未見。
 

       針對(duì)上述情況, 以NX系統(tǒng)軟件為平臺(tái), 運(yùn)用知識(shí)工程的基本原理, 將知識(shí)工程的實(shí)用技術(shù)、NX 產(chǎn)品系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法及NX 二次開發(fā)技術(shù)**地結(jié)合起來, 研究開發(fā)了基于NX 的PE 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
 
       PE型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程
       PE 型顎式破碎機(jī)是集國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的成功經(jīng)驗(yàn), 為礦山、采石場(chǎng)和筑路等工業(yè)部門專門設(shè)計(jì)的巖石破碎機(jī), 該產(chǎn)品規(guī)格齊全, 給料粒度從210 mm到1 200 mm, 破碎物料的抗壓強(qiáng)度可達(dá)300MPa, 是初級(jí)破碎的可以選擇設(shè)備。
 
       針對(duì)PE 型顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn), 項(xiàng)目組確定了圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作流程圖。系統(tǒng)以知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ), 運(yùn)用所獲取知識(shí)進(jìn)行顎式破碎機(jī)的快速設(shè)計(jì)。在必要的時(shí)候, 也可以在系統(tǒng)中對(duì)知識(shí)庫進(jìn)行有關(guān)知識(shí)的操作。這種知識(shí)在總體上融合于產(chǎn)品模板中, 它包括成熟的PE 型顎式破碎機(jī)產(chǎn)品、PE型顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)工程數(shù)據(jù)、*經(jīng)驗(yàn)、科研結(jié)論等各種形式的知識(shí)。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí), 系統(tǒng)中嵌入了設(shè)計(jì)推理和設(shè)計(jì)過程引導(dǎo)機(jī)制, 故只需設(shè)計(jì)者根據(jù)設(shè)計(jì)過程的引導(dǎo)通過人機(jī)界面按定單輸入用戶對(duì)產(chǎn)品的要求, 例如進(jìn)料口寬度、長(zhǎng)度、嚙合角等主要工程參數(shù), 進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作, 推理機(jī)就會(huì)運(yùn)用這些事實(shí)與知識(shí)庫中的每個(gè)規(guī)則的前提部分依次進(jìn)行匹配, 將該規(guī)則的結(jié)論部分作為新的事實(shí)加入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中。整個(gè)設(shè)計(jì)基于系統(tǒng)工程方法, 從產(chǎn)品配置推理、總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)到零件設(shè)計(jì)逐層深入, 并驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)較新, 直到完成產(chǎn)品所有零部件設(shè)計(jì), 最后以產(chǎn)品的裝配形式提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量審核, 如果審核成功,則可以自動(dòng)生成工程圖、BOM 表及其他; 如果設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行零部件的局部修改, 則可以人工修改對(duì)應(yīng)部件的相關(guān)參數(shù)重新較新模型;如果設(shè)計(jì)者希望這種修改能被以后的設(shè)計(jì)所使用,則可以通過知識(shí)管理器對(duì)知識(shí)庫中的知識(shí)進(jìn)行添加或修改, 知識(shí)管理器自動(dòng)將這種修改保存到知識(shí)庫中, 同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫較新模型, 并保證下次自動(dòng)智能設(shè)計(jì)時(shí)自動(dòng)選用這種修改。
        PE型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
        知識(shí)庫的建立
        實(shí)現(xiàn)PE 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵之一是建立完善的知識(shí)庫系統(tǒng), 包括知識(shí)挖掘獲取、分類和存儲(chǔ)。在PE 型顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)過程中, 有兩種不同類型的知識(shí), 一種是明確規(guī)范的知識(shí), 一般來自理論、書本或文獻(xiàn), 是該領(lǐng)域*同的一些專業(yè)知識(shí), 該類知識(shí)的獲取比較容易; 另一種是啟發(fā)式知識(shí), 即*解決問題的經(jīng)驗(yàn), 常帶有某種主觀性、隨意性和模糊性, 它們是關(guān)于如何利用**種知識(shí)進(jìn)行破碎機(jī)設(shè)計(jì)的知識(shí), 將這部分知識(shí)概念化, 形式化, 是獲取破碎機(jī)設(shè)計(jì)知識(shí)的難點(diǎn)所在。系統(tǒng)研究中, 針對(duì)PE 型顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn), 將設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)一步細(xì)分為公理知識(shí)、設(shè)計(jì)原理性知識(shí)、設(shè)計(jì)流程知識(shí)、推理判斷性知識(shí)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識(shí)。
 
         (1)公理知識(shí)。公理知識(shí)包括來自設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、規(guī)范及國(guó)內(nèi)外成熟產(chǎn)品的范例等相關(guān)知識(shí)。如客戶對(duì)破碎機(jī)的性能要求、破碎機(jī)的主要型號(hào)參數(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)等。
 
        (2)設(shè)計(jì)原理性知識(shí)。顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)具有規(guī)范化、模塊化等特點(diǎn), 破碎機(jī)及各部件的很多設(shè)計(jì)問題已歸納出具體的數(shù)學(xué)模型, 如破碎機(jī)電機(jī)功率的確定、動(dòng)顎偏心主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算、飛輪與齒板等零件的尺寸確定與強(qiáng)度校核、軸承及帶輪的計(jì)算與選擇等。
 
        (3)設(shè)計(jì)流程知識(shí)。主要指顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)步驟、結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)、破碎腔及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、動(dòng)顎部件與機(jī)架結(jié)構(gòu)的分析及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。
 
        (4)推理判斷性知識(shí)。推理判斷性知識(shí)是解決破碎機(jī)設(shè)計(jì)過程中特定問題的經(jīng)驗(yàn)知識(shí), 是*長(zhǎng)期從事破碎機(jī)設(shè)計(jì)工作的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。如根據(jù)進(jìn)料口尺寸確定鉗角、動(dòng)顎擺動(dòng)行程與偏心軸的偏心距、破碎腔高度、破碎腔形狀等。
 
        (5)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識(shí)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識(shí)主要反映產(chǎn)品模塊劃分, 產(chǎn)品中零件的幾何結(jié)構(gòu)、尺寸, 以及零件之間的空間約束關(guān)系、裝配關(guān)系等, 設(shè)計(jì)中主要涉及到動(dòng)顎、機(jī)架、齒板、肘板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建立知識(shí)庫的過程, 就是將獲取的知識(shí)進(jìn)行表達(dá)與管理。有效的知識(shí)表示方式是實(shí)現(xiàn)知識(shí)融合及知識(shí)重用的關(guān)鍵。在顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的知識(shí)表示中, 采用了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用的產(chǎn)生式規(guī)則、框架及面向?qū)ο?種知識(shí)表示方法。如在偏心主軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)中, 其規(guī)則表示為: If偏心主軸輪的轉(zhuǎn)速較大, THEN 采用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核, E lse 采用彎曲強(qiáng)度校核?？蚣鼙硎?。對(duì)PE 型顎式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù), 其框架表示: 框架名為PE600×900 同類槽為PE1200× 1500, 進(jìn)料口尺寸為600mm×900mm, 較大進(jìn)料粒度為500mm, 排料口調(diào)整范圍為65~ 160mm。面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示。如顎式破碎機(jī)齒板設(shè)計(jì)中齒板對(duì)象類的定義, 齒板數(shù)據(jù)集合是指齒板的設(shè)計(jì)參數(shù)、精度、齒形、材料等,齒板操作方法是指齒板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算及二維工程圖的繪制。
 
         NX系統(tǒng)工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法
         實(shí)現(xiàn)PE 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵之二是建立適合于快速設(shè)計(jì)的產(chǎn)品級(jí)參數(shù)驅(qū)動(dòng)的PE型顎式破碎機(jī)三維數(shù)字化模板。對(duì)于像破碎機(jī)、汽車、飛機(jī)等大型復(fù)雜產(chǎn)品, 往往包含成千上萬個(gè)零件, 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件間關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)。為了便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的管理, 使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)較加方便快捷, 易于實(shí)現(xiàn)模型總體裝配的快速較新, 完成產(chǎn)品的系列化及變型產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì), 需要采用NX 系統(tǒng)工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法NX WAVE技術(shù)。該技術(shù)起源于車身設(shè)計(jì), 成功地解決了復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中產(chǎn)品級(jí)的參數(shù)驅(qū)動(dòng)問題, 可以在產(chǎn)品級(jí)設(shè)計(jì)中控制零部件, 為產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的并行協(xié)同工作提供了一個(gè)良好的環(huán)境。把概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的變化自始至終地貫穿到整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中, 使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的定義、控制和評(píng)估成為可能。系統(tǒng)工程方法與自**向下設(shè)計(jì)方法類似, 但采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù), 將一個(gè)大型復(fù)雜產(chǎn)品分解為總體控制結(jié)構(gòu)和若干具有關(guān)聯(lián)性的子系統(tǒng), 避免了過于龐大的裝配結(jié)構(gòu)。如圖2所示為采用NX 系統(tǒng)工程方法進(jìn)行PE型顎式破碎機(jī)產(chǎn)品數(shù)字化模板設(shè)計(jì)的規(guī)劃圖。根據(jù)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能以及各部分的連接關(guān)系, 將PE型顎式破碎機(jī)產(chǎn)品劃分為定顎部、動(dòng)顎部、機(jī)架部、調(diào)整裝置、保護(hù)裝置及其他附件6大模塊。通過總體設(shè)計(jì)可以對(duì)破碎機(jī)總體布置設(shè)計(jì)建立一個(gè)總體控制結(jié)構(gòu), 包括各個(gè)模塊所在的位置平面, 破碎機(jī)的長(zhǎng)、寬、高等尺寸信息; 對(duì)各個(gè)系統(tǒng)可再建立各自的子系統(tǒng), 如動(dòng)顎部子系統(tǒng)的動(dòng)顎、偏心軸系等, 可以對(duì)子系統(tǒng)建立子控制結(jié)構(gòu), 如動(dòng)顎子控制結(jié)構(gòu)可包括偏心軸系所在位置中心線, 動(dòng)顎草圖、動(dòng)顎安裝位置平面等; 對(duì)不需要進(jìn)行再次細(xì)分的子系統(tǒng)的各個(gè)零件, 可以通過產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計(jì)信息關(guān)聯(lián)發(fā)布的方法進(jìn)行各個(gè)零件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

         工程應(yīng)用實(shí)例
        圖3所示為該P(yáng)E 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的引導(dǎo)式調(diào)用菜單。圖4為開發(fā)的PE 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)正在進(jìn)行PE600×900顎式破碎機(jī)數(shù)字化模型的較新。
        工程實(shí)踐表明, 該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)PE 型顎式破碎機(jī)的系列化產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)。在輸入不同型號(hào)產(chǎn)品的各自工程參數(shù)之后, 系統(tǒng)可以在10~ 15m in內(nèi)自動(dòng)完成產(chǎn)品三維模型的較新設(shè)計(jì), 并自動(dòng)較新出基本符合標(biāo)準(zhǔn)、只需少許修改即可輸出用于指導(dǎo)生產(chǎn)的二維工程圖。在使用該系統(tǒng)后, 新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期縮短80% ~ 90% , 從原來半個(gè)月左右減少到1.5~ 2個(gè)工作日, 設(shè)計(jì)成本降低40% ~ 50% 。所以很明顯, 該系統(tǒng)成功地實(shí)現(xiàn)了三維環(huán)境下的設(shè)計(jì)并大大提高了設(shè)計(jì)效率。
 
        充分利用NX系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)建立了PE 型顎式破碎機(jī)的三維參數(shù)化模板, 基于VC+ + 、NX Open API、U ISty ler及KBE 等技術(shù)開發(fā)了基于NX 的PE 型顎式破碎機(jī)快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。使得設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)潔明了, 減少了設(shè)計(jì)時(shí)間和新產(chǎn)品開發(fā)周期, 同結(jié)構(gòu)類型產(chǎn)品只需變更參數(shù)就可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)參數(shù)化快速設(shè)計(jì), 新類型產(chǎn)品也只需要對(duì)三維參數(shù)化模型做相應(yīng)修改即可實(shí)現(xiàn), 在企業(yè)需求的時(shí)間內(nèi)快速開發(fā)出合格的產(chǎn)品。

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