基于LAN的提升机主轴装置CAE分析平台

    0 引言

    主轴装置作为矿井提升机的主要承载部件，包括提升设备的主要工作部件如主轴、卷筒、轴承、离合器以及联轴器等。电动机通过主轴驱动卷筒，主轴也是主要的传动部件。由于提升机工作过程中载荷、应力等的变化十分复杂，设计部门迫切需要一种能够快速掌握主轴装置变形和应力分布规律的现代设计方法。

    2010年，朱卫波研究了大采高采煤机截割部关键零部件的CAE分析；2013年，杨兆建，王学文详细论述了“矿山机械装备云仿真CAE服务系统”的功能结构，开发了具有实用价值的“矿山机械CAE技术公共服务平台”；2016年，岳武涛、王学文等以ADAMS/View2012为平台，建立了刮板输送机参数化CAE系统设计。

    针对煤炭行业基于Web的CAE分析系统已在国内开始建立并运行，然而对于提升机可供使用的CAE系统却很少，对于提升机主轴装置可供使用的更是几乎没有。为此，提出将传统的CAE分析软件ANSYS应用到Web上，搭建基于LAN和ANSYS的矿井提升机主轴装置CAE分析平台。该平台采用ASP.NET技术，以VB.NET为框架语言，通过Web页面为中小煤矿装备企业提供CAE分析服务，可以大幅度提高工作效率，缩短设计周期。

    1 平台总体设计

    1.1 平台架构设计

    平台运用HTML技术，采用VB.NET语言，基于IISSever服务，将Web服务应到ASP.NET程序中。基于Web的客户端通过IIS来访问ASP.NET应用程序，方便用户实现并行工程、协同设计。客户断只要安装一个浏览器，服务器安装SQLServer数据库，浏览器可以通过WebServer同数据库进行数据交互。平台工作模式如图1所示，平台基于B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），可以实现客户端的统一，使平台的灵活性、可扩展性有了较大提高，有利于平台的使用、维护和升级，同时能够大大减轻服务器的负担。

    图1 平台工作模式

    1.2 平台功能设计

    如图2所示，平台主要对摩擦式提升机、单卷筒缠绕式提升机、双卷筒缠绕式提升机三种机型的主轴装置实现基于LAN的静力学分析、无预应力模态分析、有预应力模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析。

    图2 平台结构框图

    由于主轴装置是由主轴、筒壳、支轮、腹板、挡绳板、制动盘、滚动轴承、轴承座、轴承盖、摩擦衬垫、固定块、压块、高强度螺栓等部件组成的装配体'结构比较复杂，为简化计算通常对三维模型结构如轴承装置、倒角以及螺栓进行简化。主轴装置模型可以选择参数化建立实体模型，也可以导入UG、Pro/E等软件建立的三维实体模型。用户可以将分析数据及结果保存在本地数据库中，便于日后查看及使用；不同用户之间可以交流共享彼此数据库的数据。