淺談中厚板雙邊剪機(jī)械運(yùn)動(dòng)的SolidWorks模擬分析

盧秀明

（宿遷澤達(dá)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 宿遷 223800）

雙邊剪作為生產(chǎn)中厚板的重要設(shè)備，主要用于對(duì)板材邊部的剪切，以確保板寬尺寸的合理性，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件繁多等特征，這無(wú)疑增大了維修工作的難度，為了提高雙邊剪的維修效率和效果，相關(guān)人員要重視對(duì)SolidWorks模擬軟件的應(yīng)用，對(duì)雙邊剪的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行科學(xué)分析，為準(zhǔn)確定位該設(shè)備的故障原因，解決該設(shè)備故障問(wèn)題提供重要的依據(jù)和參考。

1 技術(shù)方案設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雙邊剪設(shè)備內(nèi)部故障原因的精準(zhǔn)定位和相關(guān)功能升級(jí)改造，相關(guān)人員要從以下幾個(gè)方面入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙邊剪設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)模擬技術(shù)方案的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以充分發(fā)揮和利用模擬分析法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步提高中厚板生產(chǎn)效率和效果的目的，實(shí)現(xiàn)相關(guān)企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化提供重要的技術(shù)支持。

1.1 運(yùn)動(dòng)模擬分析（Motion）原理

通過(guò)利用Motion模擬軟件，可以采用有限元力學(xué)分析模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配體內(nèi)部各個(gè)零部件的全方位分析，該方法在精簡(jiǎn)有限元設(shè)置流程、提高雙邊剪設(shè)備運(yùn)行性能方面發(fā)揮了重要作用。因此，相關(guān)人員在模擬雙邊剪機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程中，要重視對(duì)這一方法的運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)雙邊剪設(shè)備運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的有效調(diào)整和控制。同時(shí)，還可以在傳感器的應(yīng)用背景下，借助相關(guān)觸發(fā)事件，提高雙邊剪設(shè)備控制的操作水平。另外，在雙邊剪設(shè)備運(yùn)動(dòng)模擬分析模式的應(yīng)用背景下，相關(guān)人員還可以借助裝配體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，將裝配體運(yùn)動(dòng)與相關(guān)運(yùn)動(dòng)算例進(jìn)行充分結(jié)合，使材料屬性、材料質(zhì)量和零部件納入運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算領(lǐng)域中，為保證雙邊剪設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性創(chuàng)造良好的條件。

1.2 初始模型建立與設(shè)定

1.2.1 設(shè)備基本構(gòu)件的繪制

根據(jù)雙邊剪設(shè)備的原始尺寸，構(gòu)建簡(jiǎn)單的構(gòu)件模型，并對(duì)原始零件進(jìn)行不斷簡(jiǎn)化，確保雙邊剪設(shè)備結(jié)構(gòu)的精簡(jiǎn)性，降低后期維修工作的開(kāi)展難度。同時(shí)，還要在結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，及時(shí)修正和完善部件的相關(guān)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)精簡(jiǎn)構(gòu)建模型的構(gòu)建和應(yīng)用。此外，還要針對(duì)零部件設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，利用SolidWorks模擬軟件，對(duì)零部件三維圖形進(jìn)行繪制，零部件三維建模如圖1所示。同時(shí)，還要對(duì)零部件材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化和編輯，確保零部件能夠有效還原中厚板生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)后期優(yōu)化雙邊剪設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)模擬分析結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生積極的影響。

圖1 零部件三維建模

1.2.2 對(duì)構(gòu)件進(jìn)行基礎(chǔ)裝配

為了進(jìn)一步提高零部件裝配的科學(xué)性和合理性，相關(guān)人員還要在結(jié)合雙邊剪設(shè)備裝配圖的基礎(chǔ)上，利用零部件之間的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件尺寸的科學(xué)調(diào)整，確保雙邊剪設(shè)備能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用需求。現(xiàn)以“雙邊剪分析”為例，將各個(gè)零部件之間的配合關(guān)系設(shè)置為153項(xiàng)，保證雙邊剪設(shè)備運(yùn)動(dòng)軌跡的科學(xué)性和合理性，同時(shí)，還要采用干涉檢查法，盡可能消除各個(gè)零部件之間的干涉現(xiàn)象，從而提高零部件的使用性能，為保證構(gòu)件機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真模擬結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.3 利用Motion分析進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真

1.3.1 為機(jī)構(gòu)添加動(dòng)力、彈性力以及接觸等約束

相關(guān)人員根據(jù)雙邊剪設(shè)備的使用情況，將動(dòng)力馬達(dá)添加并安裝在該設(shè)備內(nèi)部，并在彈性力的約束下，對(duì)該設(shè)備的自由度進(jìn)行有效限制，同時(shí)，還要針對(duì)該設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)該設(shè)備的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行全方位模擬。

1.3.2 利用Motion進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真

在SolidWorks模擬軟件的應(yīng)用背景下，對(duì)裝配體在各個(gè)條件下的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行真實(shí)化仿真和模擬，以提高機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡模擬的科學(xué)性和合理性，同時(shí)，還要全面觀察該設(shè)備內(nèi)部各個(gè)部位的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，為更好地定位和查找雙邊剪故障問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，還要采用位移分析法，對(duì)雙邊剪內(nèi)部的關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行全面檢查和分析，并根據(jù)各個(gè)構(gòu)件的硬度，科學(xué)評(píng)估和改造優(yōu)化構(gòu)件性能，以達(dá)到提高雙邊剪運(yùn)行性能的目的。

1.4 方案制定

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雙邊剪設(shè)備故障問(wèn)題的快速解決以及設(shè)備功能的完善，相關(guān)人員要重視對(duì)相關(guān)方案的制定和優(yōu)化。首先，要借助控制桿裝置，對(duì)雙邊剪運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行科學(xué)控制和調(diào)整，同時(shí)，還要采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)模擬的方式，利用SolidWorks模擬軟件對(duì)雙邊剪控制桿裝置的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行真實(shí)化模擬，以實(shí)現(xiàn)對(duì)控制桿相關(guān)碟簧彈性的改變和調(diào)整。其次，還要全方位模擬控制桿裝置在不同條件下的運(yùn)動(dòng)軌跡，模擬結(jié)果表明，當(dāng)控制桿裝置彈性系數(shù)在1000～29000N/mm時(shí)，控制桿裝置運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)出現(xiàn)大幅度變化，通過(guò)對(duì)雙邊剪運(yùn)行性能進(jìn)行不斷修改、優(yōu)化和完善，使得該裝置的彈性系數(shù)調(diào)整為26000N/mm，此時(shí)，控制桿裝置運(yùn)動(dòng)軌跡符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。另外，還要采用應(yīng)力分析的方式，對(duì)頻繁出現(xiàn)斷裂的控制桿裝置性能進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)該裝置的熱處理工藝進(jìn)行完善和升級(jí)，為進(jìn)一步提高控制桿裝置的穩(wěn)定性和可靠性、滿足中厚板生產(chǎn)需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 實(shí)施效果

在對(duì)雙邊剪機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行模擬的過(guò)程中，所用到的控制桿裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，由原始的六片碟簧更改為8片碟簧，并將該裝置的彈性系數(shù)設(shè)置為26000N/mm，以達(dá)到提高控制桿裝置運(yùn)動(dòng)軌跡科學(xué)性和合理性的目的，同時(shí)，還能有效避免刀架撞擊安全事故的發(fā)生，為保證作業(yè)人員的人身安全創(chuàng)造良好的條件。同時(shí)，通過(guò)增加控制桿裝置的屈服強(qiáng)度，有效地降低了控制桿斷裂事故發(fā)生的可能性，從而保證了中厚板生產(chǎn)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。此外，通過(guò)在雙邊剪內(nèi)部設(shè)置裝配基準(zhǔn)，提高退刀動(dòng)作的敏捷性，對(duì)縮短裝配時(shí)間、完善設(shè)備功能產(chǎn)生積極的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)利用SolidWorks模擬軟件，采用仿真模擬的方式，對(duì)雙邊剪機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況的真實(shí)化模擬，為科學(xué)確定裝配基準(zhǔn)以及安裝和維護(hù)雙邊剪打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，在全面了解和掌握雙邊剪實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，還要對(duì)設(shè)備內(nèi)部的故障問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)分析、判斷和解決，盡可能將人工成本和資金成本降到最低。此外，在SolidWorks模擬軟件的應(yīng)用背景下，采用有限元分析的方式，可以對(duì)多個(gè)單體零件進(jìn)行科學(xué)化分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件參數(shù)的控制和調(diào)整以及設(shè)備相關(guān)功能的優(yōu)化和改造，為確保雙邊剪能夠可靠、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，提高中厚板生產(chǎn)效益提供有力的保障。