【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，給運(yùn)輸、搬運(yùn)和 安裝等環(huán)節(jié)帶來了很大困難，如何在保證強(qiáng)度的前提下，減輕支架重量是支架設(shè)計(jì)中迫切需 要解決的問題，采用高強(qiáng)度鋼材是最有效的途徑。 立柱和千斤頂新型密封結(jié)構(gòu)和密封圈 目前，國(guó)產(chǎn)液壓支架立柱、千斤頂?shù)拿芊庑阅苁亲钔怀龅谋∪醐h(huán)節(jié)，大多數(shù)仍在用橡膠密封圈，部分支架采用了國(guó)產(chǎn)聚氨酯密封圈，但其密封結(jié)構(gòu)陳舊，國(guó)產(chǎn)聚氨酯密封圈質(zhì)量穩(wěn)定性差，為了徹底解決支架立柱和千斤頂新型密封結(jié)構(gòu)和密封圈存在的問題，北京開采所已進(jìn)行了兩年多的研究和實(shí)驗(yàn)，取得三項(xiàng)專利。尚需從密封結(jié)構(gòu)、密封機(jī)理、密封材料、密封 圈結(jié)構(gòu)形式、密封圈成型工藝等諸多方面進(jìn)行深入的研究，研制出高可靠性聚氨酯密封 圈。實(shí)現(xiàn)立柱和千斤頂新型密封結(jié)構(gòu)和密封圈的更新?lián)Q代是支架技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 15 電液控制系統(tǒng) 電液控制是液壓支架技術(shù)發(fā)展的重要方向。煤礦液壓支架電液控制系統(tǒng)是煤礦綜采工作面自動(dòng)化系統(tǒng)控制的核心，其是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)位置檢測(cè)和液壓支架的跟機(jī) 自動(dòng)控制，并且可實(shí)現(xiàn)液壓支架及其配套設(shè)施的檢測(cè)監(jiān)控綜合管理，實(shí)現(xiàn)地面通訊和遠(yuǎn)程控 制 。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的液壓支架已普遍采用電液控制系統(tǒng)，我國(guó)神東、兗州、晉城等礦區(qū)和一些新建大型礦井也大量采用電液控制系統(tǒng)。液壓支架電液控制是實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化的前 提條件，是安 全高效礦井的必然選擇從目前我國(guó)煤礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和效益出發(fā)，電液控制 液壓支架主要用于年產(chǎn) 400 萬噸以上一次采全高長(zhǎng)壁工作面、 600 萬噸以上放頂煤工作面和薄 煤層高效開采工作面。 國(guó)外電液控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到成熟階段。我國(guó)液壓支架電液控制系統(tǒng)的發(fā)展還處于 研究開發(fā)階段，還沒有相關(guān)的電控系統(tǒng)產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)電液控制系統(tǒng)存在的主要問題是電液控制系統(tǒng)關(guān)鍵元部件對(duì)煤礦井下綜采工作面生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)能力較差，電液控制系統(tǒng)元部件之間的參數(shù)匹配和性能匹配還不太合理，電液控制系統(tǒng)整體可靠性指標(biāo)還比較低等問題。在目前條件下，電液控制 系統(tǒng)主要采用國(guó)外產(chǎn)品配套或核心部件采用國(guó)外成熟產(chǎn)品。與此同時(shí)，應(yīng)大力發(fā)展高可靠性手動(dòng)大流量快速移架系統(tǒng)、大流量安全閥和各種大流量液壓元件，提高支架控制系統(tǒng)的可靠性。 16 第二章、 Pro/E 軟件概述 第一節(jié) 功能介紹 Pro/E 軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。 PRO/E 能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品 模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等 。 其中 Pro/E V2021I 更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。 第二節(jié) 模塊介紹 工業(yè)設(shè)計(jì) (CAID) 模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進(jìn)行想象?，F(xiàn)在，用 3DS 可以生成實(shí)體模型，但用 3DS 生成的模型在工程實(shí)際中是“中看不中用”。用 PRO/E 生成的實(shí)體建模，不僅中看，而且相當(dāng)管用。事實(shí)上， PRO/E 后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 ) 、 PRO/ANIMATE( 動(dòng)畫模擬 ) 、 PRO/DESIGNER( 概念設(shè)計(jì) ) 、 PRO/NETWORKANIMATOR( 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成 ) 、 PRO/PERSPECTASKETCH （圖片轉(zhuǎn)三維模型）、 PRO/PHOTORENDER( 圖片渲染 ) 幾個(gè)子模塊。 17 機(jī)械設(shè)計(jì) (CAD) 模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖 1 中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E 生成曲面僅需 2 步～ 3 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此 PRO/E 可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持 GB 、 ANSI 、 ISO 和 JIS 等標(biāo)準(zhǔn)。包括： PRO/ASSEMBLY （實(shí)體裝配）、 PRO/CABLING （電路設(shè)計(jì)）、 PRO/PIPING （彎管鋪設(shè)）、 PRO/REPORT （應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、 PRO/SCANTOOLS （物理模型數(shù)字化）、 PRO/SURFACE （曲面設(shè)計(jì)）、 PRO/WELDING （焊接設(shè)計(jì)）。 功能仿真 (CAE) 模塊 功能仿真 (CAE) 模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國(guó)有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內(nèi)在特征很難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近 20 ％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得 了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 包括： PRO/FEM~POST （有限元分18 析）、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS （ 自 定 義 載 荷 輸 入 ） 、 PRO/MECHANICA EQUATIONS （第三方仿真程序連接）、 PRO/MECHANICA MOTION （指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、 PRO/MECHANICA THE RMA（熱分析）、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL （ 車 輪 動(dòng)力 仿 真 ） 、 PRO/MECHANICA VIBRATION （震動(dòng)分析）、 PRO/MESH （有限元 網(wǎng)格劃分）。 制造 (CAM) 模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM 制造模塊中的功能是 NC Machining( 數(shù)控加工 ) 。說到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進(jìn)了一套五座標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件 CAMMAX ，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進(jìn)器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。在這一事件中出盡風(fēng)頭的 CAMMAX 軟件就是一種數(shù)控模塊。 PRO/ES 的數(shù)控模塊包括： PRO/CASTING （鑄造模具設(shè)計(jì)）、 PRO/MFG （電加工）、 PRO/MOLDESIGN （塑料模具設(shè)計(jì)）、 PRO/NCCHECK （ NC 仿真）、 PRO/NCPOST （ CNC 程序生成）、 PRO/SHEETMETAL （鈑金設(shè)計(jì)）。 數(shù)據(jù)管理 (PDM) 模塊 PRO/E 的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對(duì)癥下藥，排除產(chǎn)19 品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它就像 PRO/E 家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng) 建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫中零件的數(shù)據(jù)。這個(gè)管家通過一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。 它包括： PRO/PDM （數(shù)據(jù)管理）、 PRO/REVIEW （模型圖紙?jiān)u估）。 數(shù)據(jù)交換 (Geometry Translator) 模塊 在實(shí)際中還存在一些別的 CAD 系統(tǒng)，如 UG Ⅱ、 EUCLID 、 CIMATRTON 、 MDT 等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的 CAD 數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。 PRO/E 中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè)，如： PRO/CAT （ PRO/E 和 CATIA 的數(shù)據(jù)交換）、 PRO/CDT （二維工程圖接口）、 PRO/DATA FOR PDGS （ PRO/E 和福特汽車設(shè)計(jì)軟件的接口）、 PRO/DEVELOP （ PRO/E 軟件開發(fā)）、 PRO/DRAW （二維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)輸入）、 PRO/INTERFACE （ 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 數(shù) 據(jù) 交 換 格 式 擴(kuò) 充 ） 、 PRO/INTERFACE FOR STEP （ STEP/ISO10303 數(shù)據(jù)和 PRO/E 交換）、 PRO/LEGACY （線架 / 曲面維護(hù)）、 PRO/LIBRARYACCESS （ PRO/E 模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)入）、 PRO/POLT （ HPGL/POSTSCRIPTA 數(shù)據(jù)輸出）。Pro/Engineer 是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 20 第三章、 虛擬樣機(jī)技術(shù) 第一節(jié) 虛擬樣機(jī)的發(fā)展史 及應(yīng)用領(lǐng)域 美國(guó)波音飛機(jī)公司的波音 777 飛機(jī)是世界上首架以無圖紙方式研發(fā)及制造的飛機(jī)，其設(shè)計(jì)、裝配、性能評(píng)價(jià)及分析均采用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，這不但使研發(fā)周期大大縮短（其中制造周期縮短 50%），研發(fā)成本大大降低（如減少設(shè)計(jì)更改費(fèi)用 94%），而且確保了最終產(chǎn)品一次接裝成功。通用動(dòng)力公司 1997 年建成了第一個(gè)全數(shù)字化機(jī)車虛擬樣機(jī)，并行地進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造及夾具、模具工裝設(shè)計(jì)和可維修性設(shè)計(jì)。日產(chǎn)汽車公司，利用虛擬樣機(jī)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、覆蓋件設(shè)計(jì)、整車仿真設(shè)計(jì)等。 Caterpillar 公司采用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，從根本上改進(jìn)了設(shè)計(jì)和試驗(yàn)步驟，實(shí)現(xiàn) 了快速虛擬試驗(yàn)多種設(shè)計(jì)方案，從而使其產(chǎn)品成本降低，性能卻更加優(yōu)越。 John Deere 公司利用虛擬樣機(jī)技術(shù)找到了工程機(jī)械在高速行駛時(shí)的蛇行現(xiàn)象及在重載下的自激振動(dòng)問題的原因，提出了改進(jìn)方案，且在虛擬樣機(jī)上得到了驗(yàn)證。美國(guó)海軍的 NAVAIR/APL 項(xiàng)目，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域多學(xué)科的設(shè)計(jì)并行和協(xié)同，形成了協(xié)同虛擬樣機(jī)技術(shù)（ collaborative virtual prototyping），他們研究發(fā)現(xiàn)，協(xié)同虛擬樣機(jī)技術(shù)不僅使得產(chǎn)品的上市時(shí)間縮短