!产品与市场!

图

旋转接头体三维剖视图

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收稿日期"

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作者简介" 上官林建 !

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"# 男# 河南省光山县人# 讲师 #

硕士研究生$ 主要从事计算机辅助设计的教学和科研工作$

基于 ’()*+,(-./ 的液压扳手虚拟样机设计

上官林建! 靳长泉! 袁昕

!华北水利水电学院" 河南郑州

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摘

要" 利用

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软件%

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和

/0&10&1’2)’3

软件进行液压扳手虚拟样机设计的

全部过程# 通过实例证明利用三维设计和有限元技术有利于提高设计质量# 缩短开发时间$

关键词" 液压扳手& 虚拟样机&

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中图分类号"

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文献标识码"

文章编号"

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引言

在水利%水电和桥梁等基础设施的施工%维修及改造

过程中" 大扭矩紧固件的拆装作业必不可少同时又十分

艰巨& 如上海磁悬浮铁道工程中的架桥机的行走机构的

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螺母" 三门峡水电厂

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水轮机组中转子法兰

盘上的

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的螺钉组"用传统的人力方法进行拆装时"

不仅劳动强度大"作业效率低"而且可能损伤邻近的零部

件

2)3

& 因此设计开发适用于大型紧固件拆装的便携式液压

扳手是十分必要的&

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软件是基于

17<85=;

平台的全参数化的

三维特征造型软件

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" 可以十分方便地绘制三维实体 "

以立体的% 有光的% 有色的生动画面表达大脑内产品的

设计结果" 有利于新产品% 新方案的设计’ 同时内嵌集成

了

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有限元分析优化软件和

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全功能运动仿真软件" 可以随时对设计对象进行分析测

试 " 对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学仿真"

可以帮助工程师测试和分析复杂的零件和装配体" 有助

于缩短开发时间% 降低物理原型机仿真的成本% 提高产

品质量% 增加收益和缩短投放市场时间&

为此 " 我们利用

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软件对便携式液

压扳手进行了创新设计" 并利用

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进行了

运动模拟 " 利用

?@40@4159:;

对所设计的液压扳手进

行了静态分析 " 最终完成了基于

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的液压扳手

虚拟样机设计&

便携式液压扳手的主体样机设计

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零件设计建模

利用拉伸% 阵列% 切除等特征" 建立便携式液压扳

手主要零部件的三维参数化模型" 包括棘轮% 棘爪% 液

压油缸% 活塞杆% 旋转接头等如图

)

% 图

所示 & 为了

保证液压扳手结构紧凑 "

操作灵活 % 方便 " 重量

轻 " 在液压油缸设计时采

用了特殊的结构形式 " 在

缸壁中设计液压油道 " 将

传统的进% 出油口分置的

液压油缸的进 % 出油口合

并 " 慢速推进时统一由旋

转油管接头" 将液压泵站

的液压油输入给油缸的无

杆腔" 同时将有杆腔的液

压油输回油箱 ’ 快速退回

时由旋转油管接头将液压

泵站的液压油输入给油缸

的有杆腔" 同时又将无杆

腔的液压油输回油箱&

油管旋转接头由接头

柱% 旋转接头体和侧旋转

接头三大部分组成 " 根据

液压油缸的结构 " 接头柱

固定在油缸油口中" 旋转接头体可绕接头柱在扳手顶面

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六位旋转" 左右两个对称的侧向接头可在扳手立面

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三位旋转& 旋转接头体下方设有进油% 回油柱" 与

液压缸上部油口配合 " 通过螺钉连接到液压缸上 " 进

油 % 回油通道端部设计弹体腔 " 由两道密封环进行密

封 & 旋转接头体中设有上下两层圆周均布各六个弹体

腔" 每个弹体腔各有一个大弹体" 弹体有中孔油道% 顶

部为球面" 与接头体的弹体腔表面配合& 根据扳手不同

作业位置" 旋转接头体中的一组弹体将在弹体尾部弹簧

的作用下顶入弹体腔" 另外五组弹体由于旋转接头体圆

柱面的阻挡还被压在弹体腔中" 实现不同的动作控制&

图

液压油缸三维剖视图

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第 0& 卷第 6 期

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