張龍江

(北京無極液壓工程有限公司，北京 102308)

0 前言

隨著三維軟件的日益普及，三維設(shè)計軟件開始被越來越多的企業(yè)所接受。本文重點(diǎn)介紹SolidWorks軟件在RH液壓系統(tǒng)工廠設(shè)計中的應(yīng)用。通過該軟件的應(yīng)用，可以在設(shè)計階段對方案進(jìn)行優(yōu)化，有效降低了設(shè)計人員的工作量和工作強(qiáng)度，可以非常直觀地看到建成后的效果，加快了設(shè)計速度，極大地提高設(shè)計水平與設(shè)計質(zhì)量。從而為整機(jī)在設(shè)計、校核、裝配、服務(wù)等環(huán)節(jié)提供諸多的方便。

1 RH液壓系統(tǒng)總體設(shè)計

在液壓系統(tǒng)總體設(shè)計過程中，必須根據(jù)設(shè)計單位提供的液壓系統(tǒng)原理圖，按照液壓站和液壓閥臺的位置、場地大小、管路走向、管徑等資料，進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，并對設(shè)備的安裝、運(yùn)輸、維修等多方面因素進(jìn)行綜合考慮。

如圖1所示為設(shè)計單位提供的馬鋼110 t雙工位RH精煉爐液壓站房間圖，位于兩H型鋼立柱之間，長9 200 mm，寬6 000 mm。除了頂升缸缸口塊、測溫取樣槍和頂槍閥臺之外，其它液壓設(shè)備均要安裝在液壓站內(nèi)。在這樣一個狹長空間內(nèi)，要放置一個7000 l的油箱和七臺泵組，設(shè)計難度可想而知。而使用SolidWorks三維軟件進(jìn)行設(shè)計就相對簡單多了。雖然沒有相似的結(jié)構(gòu)的液壓系統(tǒng)可以直接修改，但有相似油箱和泵組零件及裝配體可以參考。在早期設(shè)計時，只要輸入長、寬、高的尺寸就可以生成所需油箱的外形供布置圖所需，具體結(jié)構(gòu)在零件設(shè)計階段進(jìn)行。在Solid-Works中，零件、裝配體和工程圖是相互聯(lián)系的，對零件的修改，在裝配體中就會直接體現(xiàn)出該零件的外形和尺寸的變化，對應(yīng)的工程圖也會自動隨之改變，體現(xiàn)出SolidWorks三維軟件的優(yōu)越性。在將液壓站房間寬度方向又縮小了150 mm的情況下，為充分利用空間，將油箱離墻(墻寬240 mm)200 mm布置，留有散熱空間，出管方向靠近預(yù)留的管坑，能修改的循環(huán)泵裝置、控制泵裝置和回油裝置三者之間的位置和組合的變化。最終將馬鋼RH精煉爐液壓站布置如圖2所示，為方便檢修維護(hù)設(shè)備進(jìn)出液壓站方便，將門M-1從右側(cè)移到左側(cè)。三面均留有900 mm的距離，便于維修人員在液壓站內(nèi)行走觀察和檢修設(shè)備所需。

圖1 馬鋼RH精煉爐液壓站房間圖Fig.1 Hydraulic station of RH refining furnace in Ma Steel Group

圖2 馬鋼RH精煉爐液壓站布置圖Fig.2 Pump station layout of RH refining furnace in Ma Steel Group

2 RH液壓系統(tǒng)零件設(shè)計

液壓系統(tǒng)中的零件分為標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)件在資料庫中有的就可直接使用，沒有的只能自己建立零件模型。非標(biāo)準(zhǔn)件主要是液壓閥塊，液壓閥塊設(shè)計的好壞直接影響整個液壓系統(tǒng)的性能。在RH液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計過程中，使用的液壓閥塊都不是本系統(tǒng)的真實(shí)閥塊，必須進(jìn)行修改。RH液壓系統(tǒng)調(diào)壓塊的原理圖如圖3所示，利用工藝孔將相同的孔連接起來，不相通的孔保持5mm以上的距離，最后確定閥塊的尺寸為440 mm×320 mm×255 mm。如圖4所示為RH主泵調(diào)壓塊SolidWorks立體圖，可清楚地看到孔和孔之間的相通情況，和原理圖可以很好地一一對應(yīng)起來，在Solid-Works軟件中修改起來也非常方便。

圖3 RH主泵調(diào)壓塊原理圖Fig.3 Schematic of the pressure-adjusting block of RH main pump

圖4 RH主泵調(diào)壓塊SolidWorks圖Fig.4 SolidWorks drawing of the pressure－adjusting block of RH main pump

3 RH液壓系統(tǒng)零件裝配

在零件設(shè)計完成后，根據(jù)原理圖進(jìn)行裝配。在前面RH液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計過程中，大的、重要的零部件已經(jīng)是本系統(tǒng)所使用的，否則確定的總體外形尺寸無法保證;對于不是本系統(tǒng)使用的零部件必須替換掉，須重新裝配。例如對RH主泵調(diào)壓塊上不是本系統(tǒng)使用的零部件必須在新改好的主泵調(diào)壓塊基礎(chǔ)上重新裝配。圖5為RH主泵調(diào)壓塊SolidWorks裝配圖。

圖5 RH主泵調(diào)壓塊SolidWorks裝配圖Fig.5 SolidWorks drawing for assembly of the pressure-adjusting block of RH main pump

4 RH液壓系統(tǒng)三維配管

在所有的零部件都替換后，液壓站總裝配圖也會自動隨之改變，部件之間的配管要在總裝配圖中進(jìn)行，部件內(nèi)部配管既可在部件內(nèi)部完成，也可在總裝配圖中進(jìn)行，視方便而定。整個系統(tǒng)三維配管完成后，可以清晰的看到管路布置是否合理，管路間有無干涉現(xiàn)象，如有要及時修改。圖6所示為馬鋼RH精煉爐液壓站總裝配圖。

圖6 馬鋼RH精煉爐液壓站總裝配圖Fig.6 General assembly drawing of hydraulic station of RH refining furnace in Ma Steel Group

5 RH液壓系統(tǒng)工程圖

液壓系統(tǒng)的制造、安裝和驗(yàn)收是以二維工程圖為基礎(chǔ)的，因此在總裝配圖完成后，可根據(jù)實(shí)際需要，由三維模型自動生成二維工程圖，包括部件裝配圖和零件圖。在由SolidWorks三維軟件自動生成的裝配圖中包含有材料清單，為裝配圖的標(biāo)注和材料的采購提供了極大的方便。

6 結(jié)束語

SolidWorks是一套基于特征的參數(shù)化工業(yè)設(shè)計軟件，功能強(qiáng)大，使用SolidWorks三維軟件進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計，可充分利用已有的設(shè)計資源，修改參數(shù)，簡單方便，設(shè)計過程可視化，可以從各個角度對模型進(jìn)行觀察，設(shè)計結(jié)果非常直觀，既能節(jié)約設(shè)計時間，又能減少設(shè)計失誤，避免設(shè)計誤差帶來的不必要損失，大幅度地提高了設(shè)計質(zhì)量和工作效率。

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