Кинематический анализ механизма планетарного смесителя в CAD/CAM/CAE системе NX.
Для определения рациональной конфигурации расположения рабочих органов смесителя был проведен кинематический анализ электронно-цифровой модели смесителя в модуле системы NX Motion Simulation [148,151].
При помощи PLM- системы (системы управления жизненным циклом изделия) Teamcenter [133] была создана вариативная структура[22] планетарного смесителя, позволившая провести кинематический анализ различных исполнений рабочего органа смесителя в едином наборе данных.Используя вариантное проектирование можно получить несколько вариантов планетарного смесителя с помощью конфигурирования состава его электронноцифровой модели [158]. В соответствии с разработанными конструкциями крепежных дисков были сконфигурированы варианты исполнения планетарного смесителя для проведения расчета. По окончанию выполнения расчета механизма он совершит движение, соответствующее 5-ти секундам работы реального устройства с идентичными параметрами. Так как в параметры анимации была
включена трассировка (рис. 4.1), то в процессе решения маркеры копировались в пространстве на каждом его шаге.
Рисунок 4.1 Параметры анимации решенного механизма
Таким образом, используя трассировку кинематического анализа были произведены расчеты наиболее распространенных конфигураций перемешивающих органов для сравнения их результатов и выявления наиболее эффективной.
Рисунок 4.2. Отпечаток маркеров перемешивающих стержней, расположенных в крестообразном вырезе диска
Для визуальной оценки трассировки стержней были использованы модели дисков с крестообразным, гиперболичным и спиралевидным вырезами (рисунки 4.2 - 4.4).
Рисунок 4.3.
Отпечаток маркеров перемешивающих стержней, расположенных в гиперболичном вырезе диска
Рисунок 4.4. Отпечаток маркеров перемешивающих стержней, расположенных в спиралевидном вырезе диска
Как видно из представленных рисунков, расположение перемешивающих стержней по крестообразной и гиперболичной траектории на диске имеет существенные недостатки: образование застойной зоны в объеме перемешиваемых
материалов, расположенной в середине емкости, а также неравномерность механического воздействия на смесь в связи со снижением количества проходов через нее перемешивающих стержней по мере удаления от центра емкости.
Таким образом, из всех рассмотренных вариантов наиболее эффективным является расположение перемешивающих стержней по спиралевидной кривой. Полученное изображение позволяет сделать вывод о том, что выбранное расположение и перемещение перемешивающих стержней позволяет обеспечить перемешивание компонентов смеси по всему объему емкости планетарного смесителя с минимальным наличием застойных зон.
Такая характеристика позволяет предположить получение смесей с высоким коэффициентом неоднородности, что является одним из основных критериев качества[99].
Решение модели механизма в приложении NX «Симуляция кинематики» позволяет получить широкий спектр информации о нем в качестве выходных данных [20,41,79]. Например, для перемешивающих стержней планетарного смесителя были получены показатели изменения скорости стержней.
Эти данные были получены как в виде графиков непосредственно в самом приложении (рис. 4.5-4,6)
Рисунок 4.5. График изменения скорости 9-го стержня смесителя в ходе анимации
Рисунок 4.6. График изменения скорости 11-го стержня смесителя в ходе анимации
Графики, полученные входе анализа показывают, что в ходе работы смесителя перемешивающие стержни перемещаются с разными скоростями, но с постоянной закономерность. Такой характер движения подтверждает, что планетарный механизм работает стабильно без сбоев поддерживая постоянную скорость каждого рабочего органа. Подобный кинематический анализ может использоваться при проектировании смесителя с любыми геометрическими параметрами, для оценки корректности проектирования подвижной части (отсутствие зазоров, заклинивание механизма).
4.2.