联合仿真技术在激振振槽偏心块调节中的应用

崔嵬 陈传通 陈孔军 聂鹏

摘 要：利用仿真技术在计算机平台下对设备运行情况进行虚拟仿真，对激振振槽的运动形式进行理论分析，研究了偏心块在不同夹角情况下及不同的安装形式对激振振槽运动的影响，解决了制丝生产中出现的频繁堵料问题，并为设备的维护提出指导性意见。

关键词：仿真技术；激振振槽；偏心块；调节；应用

0 前言

随着科技的发展和信息技术的进步，仿真技术在工程日益广泛应用。通过建立机械系统的数字化样机模型的仿真技术，可在装备制造或改造之前分析他们的表现，并反过来指导设计与改造，该技术在烟草行业尚未广泛应用。目前，卷烟厂制丝设备维修改造均依靠传统的经验判断，无法精确保证设备维修改造的效果。现在以制丝车间激振振槽为研究对象，运用仿真技术对其进行仿真分析，可为该设备的改造提供技术支持与理论指导，为卷烟工厂的数字化建设垫定技术基础。

1 激振振槽的三维建模

按照参数化建模思想，利用SolidWorks三维建模平台分别对激振振槽各零件进行建模，通过虚拟装配得到各部件的装配模型，最终得到设备的总装模型。

2 数据模型的转换

我们需要将激振振槽的三维模型数据转换，将信息传递到动态建模平台ADAMS中。利用ADAMS软件的Parasolid输入和输出功能，将机构的三维模型保存为.x_t格式，通过Adams/Exchange模块导入ADAMS中。

3 虚拟样机参数定义

（1）环境设定：对模型单位和模型所处的惯性场（重力场、电磁场等）进行定义。

（2）质量属性设定：为激振振槽中每个零件选择材料，Adams/View会根据所选择的材料信息，结合振槽的几何形状自动计算出振槽质量。

（3）约束设定：ADAMS为每个约束建立一个或多个方程，方程的数目与限制的自由度数相同。

（4）驱动定义：在电机轴和电机之间的旋转副上添加驱动，完成虚拟样机的建模。

（5）模型校验

为了保证仿真的顺利进行，需要验证排除误差建模，模型已经建立。模型检查主要是检查模型中约束的类型和数量、驱动器数量、自由度、冗余约束的存在等。

4 仿真分析

（1）初始化设置

初始化设置是仿真分析的第一步，主要包括仿真输出、解算器等参数设置。合理的参数设置在很大程度上影响仿真结果，而参数设置的基本原则是在保证仿真精度的前提下节约仿真时间。

解算器的设置是很重要的，因为振动激励的振幅槽模拟是主要目标，因此，选择运算精度和稳定性都更好的WSTIFF积分器和SI2积分格式，如图4所示。

（2）仿真分析

进行仿真分析时，必须将振动电机的转向设为相向对转，且两个振动电机的偏心块应设定完全一样。因为两套相同类型的振动电机安装在机体振动两轴相互平行的位置，转向相反，当有两个汽车马达同步，机器产生线性振动。在支撑弹簧刚度一定、电机型号一定的情况下，影响振幅的主要因素是偏心块的安装形式，我们对在偏心块处于60°、120°夹角的情况下对模型在计算机平台上进行了仿真。由仿真分析得出，在偏心块夹角60°、120°情况下，前者对应的振槽振幅是后者的1.6倍。根据理论分析的结果，技术人员对偏心块进行了调节，得到了适合工况的振幅，解决了设备堵料问题。

5 結论及效果

文章提出了运用先进的仿真技术指导设备维护的思想，联合应用三维建模平台和动力学仿真平台建立了激振振槽的虚拟样机模型，使用联合仿真技术可以准确得到激振振槽的振动情况。通过仿真分析，得出了偏心块不同的夹角及安装形式对激振振槽振动的影响，为设备改造提供精准的理论数据，大大降低了设备改造的风险，节省了人力物力。同时还为设备改造提供了新的途径，调整时间大大缩短，设备改造的效果得到了保证，也为卷烟工厂的数字化建设提供了一定技术基础。