COMOSWorks在带式输送机机架设计中的应用

    带式输送机的机架，包括头部机架、尾部机架和中间架。头部机架和尾部机架是用于支撑滚筒并承受输送机张力的装置。作为带式输送机的骨架，机架的刚度与强度关乎着整个带式输送机的运转状态。要保障机架的刚度与强度，除了选择正确的结构形式外，型材的选择也是关键的因素。通过相应的软件对机架进行虚拟制造，根据软件的分析结果对机架的设计起指导作用。

    现就一带式输送机的头部机架为例来阐述 simulation在其设计中的应用。

1 带式输送机主要参数及计算结果

    表1 带式输送机主要参数及计算结果

    经计算头部机架处滚筒合力为6401kN。

2 头部机架静力分析过程

    2.1 simulation简介

    simulation是功能强大的微机版的有限元分析软件，为设计工程师提供比较完善的分析手段，能够进行静力分析、频率分析、热分析和优化设计；提供了多场/多组件的复杂装配体分析，从而大大简化了工程师的劳动，使分析能够更好的模拟真实情况，结果也就更精确；含有精确应力分析模块(AccuStress)，这是精确应力计算中一个划时代意义的工具，象征着一个过渡期的划分网格新技术，在局部区域网格划更细密，以提供更精确的应力计算结果；可以直接对装配体分析，整体划分单元网格，只需在装配体上指定整体载荷和边界条件，可赋予各个零件不同的材料性质，只需一次求解；可以快速的分析装配体，获得精确的分析结果。

    2.2 三维建模

    据头部机架滚筒的受力，参见有关手册，选择轴承处轴颈为Φ260mm的滚筒。然后据轴承座宽度(260mm)，选择头部机架型材至少为300×300×10×15(GB/T 11263-1998)的热轧H型钢。本头部机架有2个对称的侧架组成，两个侧架共同承担滚筒给的力，并且两个侧架受力相等，故只需对单个侧架进行静力分析。根据本条带式输送机的设计需要，将侧架用三维建模，由于只是用于CAE分析，为了加快运算速度，放对侧架进行简化处理，省去部分非重要细节。模型如图1所示。三维模型建好后，可直接对模型进行分析。

    图1 模型图

    2.3 simulation应力与应变分析

    2.3.1 单元格的划分

    simulation提供了四种网格划分算法：实体网格、混合网格、使用中面的外壳网格和使用曲面的外壳网格，无需像其他CAE软件那样做复杂的转换和后置处理。三维模型建成后，可根据零件情况自动划分网络的形状及大小，设计者也可根据需要自行调节网格的大小。单元格越小，划分的越精细，网格数也会越多，计算量也就越大，计算所需时间越长。一般情况下可采用系统默认的网格划分，其结果和精度还是可以满足设计需要的。本实例单元体大小为42261mm．公差为2.11305m，将侧架划分为29794个单元格，节数为57851个。