Exkluzivní partner sekce
Aktuality
- FalconEditor pro digitální dvojčata a simulace
- Siemens Process Simulate pro nýtování držáků okapů
- Představení veletrhu Formnext Chicago 2025
- OSTROJ využívá k prototypování virtuální realitu
- Seminář Advanced Engineering TECH DAY 2024
- ABB Robotika spouští celosvětovou soutěž pro startupy
- Nové možnosti kovového 3D tisku pro český průmysl
- Flexxbotics rozšiřuje kompatibilitu robotů s Hexagonem
CAD na www.SystemOnLine.cz
T+T Technika a trh
Virtuální prototypy v těžkém průmyslu |
Autor článku: Jan Genco | ||||
Pátek, 26 Červenec 2013 08:38 | ||||
Ostravská akciová společnost Paul Wurth, dceřiná společnost lucemburské firmy Paul Wurth S.A., dodavatel zařízení vysokých pecí, konstruuje a vyvíjí mimo jiné i skipové vrátky a sklápěče pánví. Tato zařízení musí splňovat požadavky zákazníka a musí být naprosto spolehlivá po celou dobu svého technického života, protože pracují v nepřetržitém provozu a není za ně náhrada. Sebemenší závada znamená odstávku vysoké pece či havárii s tragickými následky. Proto jsou daná zařízení virtuálně testována za pomoci počítačového systému ANSYS. Skipový vrátek otáčením lanového bubnu namotává dvojici lan, která po skipové dráze dopravuje nahoru plně naložený skipový vozík s hmotností i 30 tun. Prázdný vozík je upevněn na druhé dvojici lan, která se z bubnu odvíjí. Sestava skipového vrátku patří k výpočtovým lahůdkám, protože namáhání je během navinování lana v každém okamžiku jiné. Také zde působí více zdrojů zatížení: tahy v lanech, spojení pomocí tangenciálních klínů nebo předepnutí šroubů. Aby výpočet odpovídal co nejvíce skutečnosti, byla vymodelována a analyzována celá sestava skipového vrátku. Tato sestava se skládá z bubnu s navinutým lanem, který je spojen s hřídelí pomocí tangenciálních klínů. Hřídel je uložená v ložiskových domcích a spojkou je spojená s převodovou skříní a pohony. Všechny tyto komponenty jsou na rámu, který je uchycen přes kotevní šrouby k základu.
3D model sestavy byl vytvořen v ProEngineeru pro potřeby výpočtáře a naimportován do systému ANSYS. V ANSYSu byla geometrie upravena a použita pro tvorbu konečnoprvkové sítě z 3D solid prvků. Na tvorbu sítě byl kladen velký důraz. Aby objem dat byl přijatelný a spočitatelný a přitom výpočtový model byl včetně detailů, jako jsou svary, konstrukční zaoblení a zkosení atd., byla síť vytvořena převážně prostorovými šestistěny. Uložení jednotlivých komponent je simulováno pomocí vazbových rovnic a kontaktů. Spoj tangenciálními klíny
Dynamická analýza Výhodou je, že celkový výpočtový model je možno lehce modifikovat tak, abychom mohli výpočtový model analyzovat v různých polohách během odvíjení lan a řešit různé typy úloh – statická, dynamická a různé situace – brzdění za pomoci kotoučový brzd, havarijní stav, kdy dojde k zablokování tahaných vozíků či k výpadku jednoho ze dvou motorů. Zvýšená pozornost byla kromě bubnu věnována ložiskovým domkům, protože tah v lanech je směrem svisle vzhůru a toto zatížení plně přenáší předepnuté šrouby v domcích. Poddimenzování by znamenalo uvolnění pohybujícího se bubnu. Geometrie výpočtového modelu byla optimalizována tak, aby byla zaručena spolehlivost a bezporuchovost zařízení po předepsanou délku technického života skipového vrátku.
Stejně výpočtově zajímavým zařízením je sklápěč pánví, který je umístěn na sloupech ve výšce 8 metrů a musí být schopen překlopit a vylít z pánve 120 tun tekutého železa. Konstrukci bylo nutné optimalizovat tak, aby hmotnost zařízení byla minimální při zaručené spolehlivosti. Výpočtový model byl vytvořen z 3D šestistěnných solid prvků, tam, kde bylo vysíťování obtížné, byly použity 3D parabolické čtyřstěnné solid prvky. Model byl konstruován včetně svarů tak, abychom na základě výpočtů měli navrženy správné velikosti a typy všech svarů. Sklápěč byl analyzován v několika polohách a funkcích: při položení plné pánve na sklápěč včetně dynamických účinků, počátek zvedání pánve, náklon těsně před počátkem vylévání pánve a poloha při úplném vylití pánve. Také byla simulována havarijní situace, kdy přestane fungovat jeden ze dvou hydraulických pohonů. Autor pracuje v akciové společnosti Paul Wurth.
Mohlo by vás zajímat:
|