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巍立高效复合圆锥破碎机三维技术中的仿真 近年来，设计过程中的虚拟装配和仿真技术越来越受到重视。虚拟装配技术是在虚拟设计环境下完成三维实体模型的设计方法。它是按照一定的约束条件或连接方式将各零件组织成一个整体并能满足设计功能的过程。使用 Pro/ E 软件对设备进行仿真能够模拟真实环境中的工作状况。通过 Pro/ E 提供的零件功能可以绘制出机械零件的三维模型，利用装配模块可以装配出机械系统。可以在产品的设计阶段直接检查机械系统中各个零部件在空间的装配和干涉情况，最终实现可视化的设计，使设计周期缩短。 巍立路桥研制出一种性能优越的WL高效复合圆锥破碎机。该圆锥破碎机在破碎方式上采用层压破碎，并加大了给矿口尺寸和动锥摆动行程，加快了主轴转动速度。在同样给料粒度条件下，可获得更细的产品，破碎率更高。本文以该WL型圆锥破碎机为研究对象，基于Pro/E技术对该破碎机进行虚拟装配和运动学仿真。目的是使圆锥破碎机在结构、性能方面得到进一步的完善，并提供先进的设计方法以促进设备产业化的尽快实现。 1 基于 Pro/ E 的圆锥破碎机的三维造型 传统的设计手段落后、设计效率低且图形表达也不直观；不能实现预装配；无法进行装配中干涉的检查；无法对输出速度进行运动仿真；在制造之前不能预知机构的过约束；不能得到输出速度和加速度。本文采用 Pro/ E 软件对圆锥破碎机进行零部件参数化造型和虚拟装配，图形表达直观，可发现所设计的零部件在装配过程中是否发生静干涉，同时还可进行质量特性的检查。 通过测绘获得零部件的几何尺寸，将零部件的几何尺寸和形状添加到零件模型中。在 Pro/ E 中这些几何形状就是要创建的特征，其主要工作如下： (1) 根据圆锥破碎机零部件的结构，确定基准以及各种生成特征的次序，建立合理的建模顺序； (2) 通过拉伸、旋转、扫描、混合等基本形体特征生成方法，建立零件的毛坯模型； (3) 通过加材料、减材料、阵列、打孔等特征造型方法，以获取完整的零件模型。 Pro/ E 的装配模式是将各零件的三维模型通过配对条件在零部件之间建立约束关系。对某个零部件进行编辑时，Pro/ E 的单一数据库的特性，会使关联装配件自动更新。 2 模型装配及定义运动副 装配设计是在 Pro/ E 软件的运行环境下，建立除液压缸组外的整机虚拟装配模型，将不同的零部件通过相关的约束关系组装成一个装配体。同时可进行零部件之间的静态干涉检查。在机构的虚拟仿真过程中同时需要对模型进行一定的简化，以保证分析结果的准确，提高加载效率和仿真的视觉效果。 圆锥破碎机的装配可分为主轴、动锥、定锥及主机架装配和总装配等五部分。 (1) 主轴装配 包括主轴、偏心轴套、大锥齿轮和球面瓦架组件等四部分。其中球面瓦架组件与主轴上端采用过盈装配属于刚体连接。偏心轴套及通过螺钉固定在其上的铜套与大齿轮采用螺栓连接，其组成也是刚体联接。偏心轴套及通过螺钉固定在其上的铜套在大齿轮的带动下绕着主轴作旋转运动，因此二者属于销轴联接， (2) 动锥装配 动锥装配主要包括动锥体、动锥衬板、分料盘装配、球面钢瓦、上下衬套等，这些零部件之间都是刚体联接，装配见图 2。 (3) 定锥装配 三块凸轮支撑座之间通过套筒、螺栓联接，定义为刚体联接，装配见图3。 (4) 主机架装配 破碎机主机架由上架体和下架体组成，两者通过液压缸联接，上、下架体是刚体联接，装配见图 4。 利用 Pro/ E 软件自带的检查功能，对虚拟装配体进行干涉分析和模型质量属性检查， 以确保装配体的各零部件之间间隙是否适当，各零部件之间是否有动、静态干涉，并计算各零部件的准确质量。干涉分析是分析装配体中各零部件之间是否存在动、静态干涉现象。通过相应的调整，以保证虚拟装配模型的可行性。利用“全局干涉”分析，可以检查整个虚拟装配体中各零件之间的干涉情况。经过全局干涉检查证明，本文中所建立的三维模型各零部件之间不存在动、静态干涉。利用 Pro/ E 软件的“模型质量属性”功能，通过参数设置定义材料的密度，可求出每一零件和整个系统的整体质量，以方便后续的强度校核。动锥和偏心轴套材质均为 ZG35 钢，其密度为 8100 kg/ m3，主轴为35CrMoV，其密度为 7800 kg/ m3。动锥、偏心轴套以及主轴的计算结果见表 1。 3 圆锥破碎机的机构运动学仿真 动态仿真是在虚拟装配的基础上用计算机模拟其机械运动，检