泰州三羊重型机械有限公司三维设计应用之路

目前海洋港口的建设、疏通航道、人工选地与内河环保，都需要高效率、低功耗和低成本的工程船与设备。在此之前，我国全部采用国外的工程船与设备，但由于技术垄断，国外设备价格非常昂贵。

因此，如何利用一款软件在高效率、低功耗和低成本的情况下，打造工程船与设备，并对企业生产设备做国产化改进，考验着泰州三羊重型机械有限公司。

为改进这一状况，泰州三羊重型机械有限公司在研发上投入了大量人力物力使设备国产化，从设计到生产，Autodesk Inventor对企业生产设备的国产化起到了关键作用。

泥浆泵是工程船工作的核心，它关系到工程船的效率与输送泥浆距离的远近，而泥浆泵叶轮的水利曲线光顺与蜗壳内部舌口圆角的圆顺都是其关键参数，它直接影响到泥浆泵的使用寿命与能耗。我们采用Inventor来完成叶轮水利曲线点的输入，采用检测模块的分析功能进行分析，通过曲率分析的结果，调整叶轮的水利曲线的点，达到水利曲线的光顺，从而使设计更加简洁。

制作泵壳，首先需要制作木胚为铸造做准备，曾经的泵壳木胚是采用手工制作，而蜗壳内部的舌口部分，由木工师傅手工制作，只能大致形似，毫无精度可言。而现在采用Inventor绘制三维模型以后，转为数控软件所需格式，数控多轴联动加工出泵壳木胚，不但节省了90%的加工时间，更使精度得到了质的改变。其他产品也采用了同样的方法，如绞刀、绞刀齿等。

在泥浆泵其他部件的设计过程中，Autodesk Inventor也发挥出了巨大的作用。例如，利用“渐开线花键生成器”，计算渐开线花键的强度、载荷、与变形等;利用“公差\配合计算器”，以选取首选配合;利用“涡轮零部件生成器”，快速绘制涡轮，并做校核分析;利用“查看零部件的重心”，以确定产品重心来设计吊具，同时采用“有限元分析”功能，计算吊具强度是否达到使用要求。

斗轮式挖泥船是一种用斗轮挖掘水下坚硬泥土或风化岩并通过吸泥管将其排走的挖泥船。作为一种大型钢结构，它的设计不仅要从刚度设计和强度设计两方面考虑，结构的静态和动态平衡稳定性也很重要。相对于传统设计模式，利用三维软件进行方案设计具有直观、快捷、易修改的特点，因此目前利用三维软件进行设计已成为一种方向。利用Inventor对斗轮各零部件进行三维建模、虚拟装配的整个过程，提高斗轮设计的质量，提高产品的设计效率和开发水平，进而增强企业的市场竞争能力。为了数控加工、结构展示和应力及运动分析等的需要，必须对斗轮的变速器进行三维建模设计。根据齿轮变速器的装配连接结构特点，采用Inventor的基于装配的关联设计功能，能比较方便快捷地生成齿轮变速器中的有关零部件，从而能提高齿轮变速器三维建模的设计效率。其斗轮的料斗以前均采用人工钣金展开，众所周知形状复杂的钣金件放样是比较烦琐的工作，需要有较深的理论与制造经验，而采用Inventor后，钣金经过软件计算自动展开，并且与AutoCAD的完美结合，转换为.dwg格式以后，直接数控下料，大幅减少生产所需时间，节约制造成本。

斗轮最重要的零部件之一的斗齿，由于工作环境复杂，易于磨损，需要进行有限元分析验证强度，在Inventor绘制零件之后，可导入到其他CAE软件Algor，Ansys等中，其中Algor与Inventor同属欧特克公司，两款软件无缝融合，可以直接在Inventor中打开Algor，并可使用Inventor输入的设计数据，如材料特性等。施加边界条件对几种正常和极限工作状态下的力学性能进行了分析，提出了优化设计方案。对优化后的方案进行再分析，得到满意的结果。达到了设计要求，节省了材料，优化方案在工程中得以实施。耙头为耙吸式挖泥船重要的部件，其中采用了很多管件与管路，由于与耙头连接管线属于不规则形状，以前未采用Inventor之前，只能估算大概所需管线长度，采购后，在实际生产过程中经常出现管线过多或者不够的情况，由此出现了二次运输运费、工期加长等问题。在使用了Inventor的布管模块后，可以精确计算出所需管线的长度，避免了以上所提现象的发生。

泰州三羊重型机械有限公司董事长徐秀阳表示，“通过三维设计软件Autodesk Inventor，加速了我们企业无纸化生产的进程。”

“Autodesk Inventor是一款可以使企业节约制造成本，缩短开发、制造所需周期的软件。”三羊重型机械有限公司总工程师柴立峰说。

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