桥式起重机桥架模块化参数化设计

黄海峰

银川科安特起重机制造有限公司 宁夏 银川 750001

正文：

1 模块化参数化设计思想

模块化主要是以系统观点为出发点的，在模块化设计中，需要对产品的整体构造进行研究，并采用相应的模块建立方式，来对模块体系进行建立，然后再对模块进行组合，使其形成为完整的产品。模块化是一个新型的产品设计方式，通过对模块化设计的应用，能够更好的满足产品多样化需求。在进行参数化设计的时候，需要充分利用三维设计软件，来对产品的功能进行完善，需要将某一产品作为数字样机，然后再根据产品的实际情况，选择合适的参数化设计方式，从而实现产品功能的优化。

2 桥架模块化参数化设计过程

2.1 三维参数化驱动模块

(1)参数化建模。在三维参数化模型设计中，参数化建模是必不可少的一个环节，其直接关系着三维参数化模型的设计效果。为了使参数化设计的优势得到更加充分的发挥，在实际建模的时候，需要先对桥架主梁部分各零件的参数性能进行分析，并对各个零件的分布位置进行确定，然后再以此为依据，来进行参数化建模。桥架主梁参数化建模主要包括两部分，一部分为单一零部件特征建模，另一部分为装配体建模，需要利用SolidWorks软件来进行模型的建立。在模型建立过程中，需要确保模板的设置能够符合各相关设计要求。在开展单一零部件特征建模工作的时候，设计人员应当特别注意以下几点：一，桥架主梁上的零部件大多数都是板件，为了确保后期能够顺利驱动，在模型建立过程中，应对其进行对称拉伸；二，在建模中，需要充分考虑参数化驱动的各种特征变化情况，然后在采用科学、合理的工艺方法，来开展特征模型建立；三，在对特征进行阵列的时候，需要充分考虑阵列变化情况，确保特征阵列具有较高的灵活性。此外，还需要考虑潜在阵列问题，典型模型在建立中通常只存在一个特征，而新型的设计模型在建立过程中，可能会存在多个特征，所以，在对特征进行阵列的时候，应充分考虑潜在阵列，确保特征阵列的合理性，从而使阵列参数能够更好的满足对特征要求。

（2）装配式设计。这一设计方式的设计过程是由概念设计开始的，通过对这种设计方式的采用，可以使零部件的性能得到有效优化，同时，还能有效防止重复设计问题的发生，使设计人员的设计能力得到更加充分的发挥，进一步提高设计效率。从原则角度来讲，基本上所有的零件与子部件在实际设计的时候，都会采用三个基准面以及结构控制草图来进行定位，不能其他零件来进行定位，这样能够有效防止零件更换、丢失等现象的发生，进而保障装配体质量。所以，在实际装配之前，设计人员需要对装配过程进行充分的考虑，并合理布置装配草图。在装配式设计过程中，需要特别注意阵列以及镜向命令等参数都是无法驱动的，因此，在对零件模型进行建立的时候，不能采用这些命令，从而确保模型能够顺利更新。

（3）参数化驱动程序的开发，在对参数化驱动程序进行开发的时候，往往都会应用Visual Basic编程语言以及SolidWorks API函数来对零件参数进行驱动，之后才能开展人机交互操作设计界面的编辑。在对参数化驱动程序进行开发编制的时候，开发人员需要充分融入模块化思想，使参数化驱动程序模块化，将其划分为多个标准模块，从而确保参数化程序设定的合理性。在开发桥梁主梁参数化驱动程序的过程中，需要建立以下几种模块：主要参数驱动模块、零件相互关系模块、修改零件名模块以及参考路路径模块等。

通常情况下，程序界面的显示方式都是二维图显示，用户在程序界面中输入主参数后，才能实现人机会话。桥式起重机桥架设计界面的主要内容包括有：头部参数界面设计、正面参数设计界面以及各种重要部位的参数界面设计等。图1为主梁截面参数设计界面。

图1 主粱参数化设计界面

2.2 数据库管理模块

数据库系统是由文件系统发展而来的，它的主要作用就是对数据进行处理与保存，相较于文件系统，数据库系统具有着以下几种优点：数据独立性强、数据可共享、数据结构化以及可控冗余度高等。桥架的复杂性比较高，是由很多种零部件组成的，所以，在对桥架进行参数化设计的时候，往往都会遇到一些标准化的零部件，这些零部件的参数化设计难度比较大，会给设计效率带来一定的影响。而通过对数据库管理模块的应用，则能够有效提高设计效率，能够使零部件的设计过程变得更加简化。通常来说，进口件与国标件在进行参数化设计的时候，通常都会采用Microsoft Access数据库，并采用Visual Basic来对数据库访问程序进行开发。在设计过程中，设计人员必须要做到以下两点：一，直接性。标准件的各项数值检索完成后可以直接给出，不需要用户进行手工输入；二，智能化，如果标准件中存在着不确定数值，那么则应当给予用户相应的提示，防止用户进行盲目的尝试。

2.3 桥架总装设计

桥架总装设计就是将已经设计完成的桥架结构模块、零部件模块等基本模块组装到一起，形成一个整体的桥架产品。三维参数化驱动模块、工程图优化模块以及数据库管理模块设计结束后，需要充分利用VB程序，来实现三个模块的结合，使其形成一个完成的参数化驱动程序。桥架的其他零部件模块均可以利用这三个模块来实现自身参数化驱动模式的建立，进而确保桥架各构件的设计效率，并保证桥架设计方案的合理性及可行性。图2为设计完成后的桥架模型。

图2 新设计的桥架模型

桥式起重机桥架模块化参数化设计技术的应用，主要是依靠Visual Basic来进行语言的开发，并以模块化为基础，根据桥式起重机桥架的结构特点，采用SolidWorks三维软件来进行结构的参数化设计，使参数化设计的合理性得到有效提高。太原重型机械集团技术中心就进行了相关桥式起重机模块化参数化设计系统的试用，且取到了非常可观的试用效果。通过对模块化参数化设计系统的应用，有效减少了重复设计现象，实现了设计过程的简化，很大程度的提高了桥式起重机桥架的设计质量及设计效率。