WCA September 2016

从大量收集的数据看可以定义该设计的 相关所需信息；特别是电机所需最大动 力及每个部件的最大力矩及速度。

水平力

垂直力

这些速度对电机选择及部件的结构设计 (转子、支架、接头等)非常重要。

图 6 显示转速及力矩在传动链各部分的结 果。

图 7 显示在齿轮上的一个典型力矩输出。 明显可见曲线最高顶点，由最大力矩是 线轴失衡产生。

❍ 图 8 : 篮筐负载

结构输入的动态结果 如前所述，由动态模拟所获结果为结 构模拟的输入。通过使用 CAE 结构软件 ANSYS Workbench ® ，(与 RecurDyn ® 直 接联系)， MFL 完成了筐篮式捻股机最主 要部件的机械行为模拟。

水平位置

垂直位置

其目的为核实所有部件符合强度和变形 技术参数。

变形

变形

水平位置

在行星式绞缆机上，所有部件都须进行 疲劳测试（图 8 显示在绕轴旋转时篮筐 内主机机架的负载）；因此工程师使用 具体方法测定焊接结构的疲劳点作为热 点， Radaj 法等。

图 9 显示筐篮在两种情况下不同变形及冯 米塞斯应力等价。

垂直位置

冯·米塞斯应力

冯·米塞斯应力

最后检查所有部件的固有频率以避免任 何共振风险。

❍ 图 9 : 筐篮等价变形及冯米塞斯应力

结论 因 EnginSoft 在动态模拟方面的专业，我们才可以在短期内获 得大型筐篮捻股机的精确模拟。模拟结果支持 Mario Frigerio 的机械设计标注尺寸。在这种大型机械上，不允许任何错误。 硬件虚拟化可以极大缩短开发流程，同时可作为传统方法的 替代选择，特别是在没有同类应用历史数据的情况下尤其适 合。 企业之间合作可以将此挑战性项目进行最优化设计，同时保 证 Mario Frigerio 产品的高品质水平及产品性能。 本文包括下列产品，它们属于不同商标所有者： ANSYS Workbench; RecurDyn .

齿轮部件是 RecurDyn ® 的特点，以模拟在任意齿轮配比上的动 力学(传输比)及力学(往复加载)。

图 4 展示齿轮回扭系统。可以明显看出因传动链构造原因 RecurDyn ® 的“齿轮特点”的大量应用。

每次运行模拟，不同载荷与传动链自动组合，因此，所有电 机轴所需不同动力都可以得到精确估测。

作为该机器的主动部件，电机的模型塑型考虑了现代感应电 机旋转部件的真实惯性且使用了真实的构造曲线（力矩、速 度）。

然而如果使用理想电机（对 RecurDyn ® 来说很容易），则有模 拟数据不准确的风险。

实际上，这种方法会在模拟中产生不现实的最大力矩；而无 限力矩的电机现实中并不存在。

Mario Frigerio SpA Via Lombardia snc, I-23847 Molteno (LC) 电话 : +39 031 548 8100 电子邮件 : info@mariofrigerio.com 网址 : www.mariofrigerio.com EnginSoft SpA Via della Stazione 27, Mattarello, Trento, Italy 电话 : +39 035 368 780 电子邮件 : info@enginsoft.it 网址 : www.enginsoft.it

图 5 展示了一电机定律的案例。

动态模拟及结果

在之前定义的很多可能的不同载荷情况下我们运行了多项动 态模拟，分析了超过 60 种情况。 每个动态模拟包含三个阶段：加速（ 0 到最大速度），维持最 大速度及紧急停机(几秒内由最大速度降到 0 )。

110

www.read-wca.com

Wire & Cable ASIA – September/October 2016