Hi-Tech новости 6 Февраля 2013 года
Данная новость была прочитана 6447 раз

CompMechLab® Hi-Tech Review. KISSsoft / KISSsys-расчеты редуктора, распределительного вала и трансмиссии в тяжелой промышленности

Сотрудники CompMechLab® НИУ СПбГПУ представляют результаты применения программных систем KISSsys/KISSsoft в тяжелой промышленности:

  • Моделирование новой концепции трансмиссии для тракторов
     

Трансмиссии с разделенным потоком мощности применяются для беспрерывного изменения скорости движения (рис. 1). Планетарная передача используется для разделения мощности двигателя на гидростатическую и механическую составляющие.В гидростатике аксиально-поршневой насос приводит в движение гидродвигатель с большим углом перекоса. Гидростатическая секция активирует CVT коробку передач.
Обе составляющие потока мощности объединяются на суммирующем валу,соединенном с центральным дифференциалом, затем мощность идет на кинематическую цепь оси.

Трансмиссия трактора

Рисунок 1. Трансмиссия трактора

Главной задачей, которую должен решить KISSsoft, является определение полной эффективности гидростатического передаточного отношения и ресурса с учетом заданных пользователем нагрузок. Также интересным может быть задание спектра нагрузок для использования в тестах, которые приводят к таким же повреждениям, как и нагрузки, которые встречаются в реальной эксплуатации.

Сокращается время, которое требуется затратить на каждый элемент,повторные расчеты выполняются автоматически. Таким образом, исключается вероятность ошибки в них. Инженер имеет больше времени, чтобы сконцентрироваться на своей основной работе – оптимизации коробки передач в соответствии с требованиями по ресурсу, шуму и стоимости.

Кроме того, используя KISSsys можно одновременно просматривать геометрический и аналитический виды коробки передач. 3D-модель доступна в том же интерфейсе, что и прочностные расчеты. Каждый этап проектирования может быть проверен в соответствии с геометрическими ограничениями.

Корпус моделируется с использованием простых форм, таких как параллелепипед,цилиндр, чтобы упорядочить систему в пространстве. Конфликты между корпусом и передачами могут быть проверены в окне 3D-просмотра. При сомнениях проверка конфликтов между передачами и корпусом может быть выполнена программно с применением данных передач и корпуса (размеры и пространственное положение).Для этого в KISSsys присутствуют внутренний язык программирования и пользовательский интерфейс с таблицами, который может применяться похожим образом, как таблицы Excel (рис. 2).

Пользовательский интерфейс

Рисунок 2. Пользовательский интерфейс

Стандартизированный интерфейс KISSsoft (.dxf, .step и .iges) позволяет производить экспорт данных (геометрия валов, передач и подшипников) из KISSsys в CAD-систему.Следовательно, создавать чертежи становится гораздо проще. Кроме того, производственные данные для передач могут быть автоматически распечатаны и добавлены к чертежам.
 

  • Моделирование распределительного вала для дизельного двигателя

Распределительный вал двигателя состоит из множества передач и в дополнение к реальному контролю двигателя также приводит в движение различные вспомогательные устройства: гидравлические насосы, компрессоры, водяные насосы и генераторы. Тип и число дополнительного оборудования может значительно варьироваться в зависимости от цели двигателя.

Следовательно, перед тем как подключить к двигателю новое оборудование,необходимо убедиться в том, что различные части правильно измерены. Привод обычно состоит из 12-20 передач со связанными валами и подшипниками (рис. 1).Раздельные расчеты различных элементов требуют значительных усилий ввиду сложности распределения потока мощности и предрасположены к ошибкам.

Распределительный вал дизельного двигателя LiebherrD9508

Рисунок 1. Распределительный вал дизельного двигателя LiebherrD9508

Компания-производитель в городе Бюль (Швейцария) применяет KISSsys в течение двух лет для проектирования кинематических цепей в дизельных моторах, которые являются основными двигателями в широком диапазоне использования. Потребительские требования для применения их как источника энергии варьируются. С помощью KISSsys определенная клиентом конфигурация может быть быстро оценена на предмет критических компонентов. Риск ошибки значительно снижается и время, требуемое для расчета, минимизируется.Единичный расчет, включающий полную документацию, занимает менее 15 минут!

На рис. 1 представлен распределительный вал с гидравлическими насосами и компрессором. В модели KISSsys(рис. 2) осуществляется управление потоком мощности с коленвала двигателя через цепочку передач на привод дополнительного оборудования и распредвал.Дополнительное оборудование – воздушный компрессор, насос впрыска, водяной насос и гидравлическое устройство.

KISSsys модель распределительного вала дизельного двигателя Liebherr D9508

Рисунок 2. KISSsysмодель распределительного вала дизельного двигателя LiebherrD9508

Через пользовательский интерфейс модели (лист аналогичный листу Excel на рис. 3) определены требования по мощности для вспомогательных устройств. Дальнейшая необходимая входная информация, такая как номинальные обороты двигателя, также определяется непосредственно.

За счет использования функциональных кнопок расчеты могут быть выполнены для целой системы или для отдельной передачи, которая может быть проверена и изменена при необходимости (используют интерфейс KISSsoft). Формирование отчета осуществляется нажатием одной кнопки, документирование системных данных и прочностных расчетов производится согласно стандарту ISO для всех зубчатых колес.

Пользовательский интерфейс для расчетов

Рисунок 3. Пользовательский интерфейс для расчетов для распределительного вала дизельного двигателя и вспомогательного оборудования;красным выделены необходимые входные данные, черным – выходные значения. Голубой фон ячейки означает функциональную кнопку.

Рассмотренные примеры доказывает повышение эффективности в проектировании цепочек передач и оценке новых требований к существующим цепочкам передач.Значительное число и широкий диапазон проектов доказали потенциал KISSsys.Число пользователей KISSsoft и поле применения растет постоянно, так что теперь современная концепция рабочего программного обеспечения на системном уровне(вместо работы на уровне элементов машин) более привычная для инженеров.

Время, необходимое для первой количественной и качественной оценки концепции, значительно сокращается, особенно если рассматривать раздельные вычисления для похожих конструкций. Это, в конечном счете, приводит к большему числу рассмотренных вариантов, что обеспечивает более сбалансированный конечный результат конструкции.
 

  • Проектирование и проверка крупногабаритных крановых редукторов

KISSsoft и KISSsys использовались в разработке крупногабаритных крановых редукторов. Обмен данными между заказчиком и разработчиком осуществлялся достаточно просто благодаря тому, что все соответствующие данные содержатся в одном файле KISSsys.Каждое конструктивное изменение могло быть быстро реализовано и отправлено для анализа. Вместо множества страниц с результатами расчетов происходила пересылка расчетного файла, содержащего все последние изменения в данных.

Кроме того, процесс проектирования был ускорен разницей во времени. Во второй половине рабочего дня китайские коллеги могли отправить модель KISSsys, содержащую все необходимую информацию, в Швейцарию для анализа и модификации, а на следующее утро уже получить результат.

Расчетный метод

Преимущества:

  1. Сокращение времени на разработку благодаря одновременной работе двух партнеров. Это было достигнуто использованием общей программной платформы и содержанием всей значимой информации по проекту в одном файле KISSsys, который можно легко отправить посредством e-mail.
  2. Управление данными, их хранение и обмен упрощены.Управление всем проектированием и расчетами в одном файле KISSsys помогает инженерам сократить их рабочую нагрузку. Ошибка в расчетах при обмене данными исключена, поскольку все расчеты связаны друг с другом в KISSsys.Обмен данными автоматизирован.
  3. Формирование документации для аналитических расчетов и CAD-данных автоматизировано, в том числе и для всего редуктора в целом. Кроме того, CAD-интерфейсы позволяют быстро формировать производственные данные из KISSsoft.
  4. Производственные аспекты были рассмотрены на этапе параметризации редуктора. Встроенный в KISSsoft калькулятор геометрии передачи постоянно проверяет, могут ли передачи с заданными размерами быть обработаны на станке, и случится ли ошибка в зацеплении в конечной,подготовленной для производства геометрии.
     

Применение

В крупногабаритных кранах один редуктор используется одновременно для контроля подъема и передвижения. Два выходных вала редуктора могут контролироваться независимо посредством использования двух входных валов (с двумя независимыми входными скоростями) и дифференцированной планетарной компоновки. Один входной вал приводит в движение оба эпицикла, в то время как другой входной вал приводит в движение оба солнца. Накладывая эти две скорости,получаем две разных скорости на сателлитах (выходное звено) в результате.

Модель KISSsys

В KISSsys рассчитывается поток мощности и результирующие нагрузки на элементы системы(валы, подшипники, зубчатые колеса), эти данные доступны для дальнейшего анализа каждого элемента в отдельности в KISSsoft. Функции, доступные в KISSsoft для определения размеров передач, валов и других механических элементов, стали более мощными и гибкими в использовании (рис. 1).При изменении данных для одного элемента поток мощности и ресурс элементов пересчитываются автоматически. Может быть задан спектр нагрузок, несколько вариантов редуктора могут быть рассмотрены в одной модели, возможно задание дифференциалов и многоскоростных коробок передач.

KISSsys модель кранового редуктора

Рисунок 1. KISSsysмодель кранового редуктора. Древовидная структура слева, пользовательский интерфейс и 3D графика в центре и кинематическая схема справа

Сокращается время, которое требуется затратить на каждый элемент,повторные расчеты выполняются автоматически. Таким образом, исключается вероятность ошибки в них.


Другие новости на сайте FEA.ru по теме:

2012.12.14. CompMechLab®-исследование. Проектирование и расчёт редуктора (за один день) и скоростной передачи (за один час) в программной системе KISSsoft/KISSsys
 
2012.11.01. CompMechLab®-исследование. Проектирование и расчет редуктора с помощью программной среды KISSsoft/KISSsys за один день 

2012.06.08. Швейцарская компания KISSsoft AG объявила о выходе нового релиза программной системы KISSsoft - версии 03/2012, предназначенной для эффективного проектирования и расчетов механических передач
2012.03.01. CompMechLab® открывает специализированный сайт - www.KISSsoft.CompMechLab.ru, посвященный программным системам KISSsoft/KISSsys, предназначенным для автоматизированного расчета и анализа механических передач (зубчатых, червячных и т. д.), валов, подшипников и пружин
 

 

Новости www.KISSsoft.CompMechLab.ru:
2011.01.31. Российская высокотехнологичная инжиниринговая компания ООО "Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab ® Ltd.) и швейцарская компания KISSsoft AG подписали Соглашение о дистрибьюции программного обеспечения KISSsoft/KISSsys в России, странах СНГ

KISSsoft AG – разработчик программных систем KISSsoft и KISSsys для автоматизированного проектирования, расчета, анализа и оптимизации механических передач (зубчатых, червячных и т. д.), редукторов, валов, пружин, подшипников и т.д. "Это наши первые шаги на российском рынке, но мы видим огромный потенциал и перспективы развития российской промышленности. Мы уже начали перевод программных продуктов на русский язык и адаптацию под российские стандарты. Мы рады подписанию соглашения с компанией CompMechLab® Ltd. и видим в них надежного и профессионального партнера для внедрения и поддержки систем KISSsoft и KISSsys на рынках России, стран СНГ и Балтии", – комментирует генеральный директор KISSsoft AG, доктор Штефан Бирман.

Логотип CompMechLab Ltd. Логотип KISSsoft AG

Российская высокотехнологичная инжиниринговая компания ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab® Ltd.) – spin-off компания, созданная в 1987 году на базе кафедры "Механика и процессы управления" Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (СПбГПУ), и оказывающая многопрофильные услуги в области компьютерного инжиниринга для промышленных предприятий машиностроения, автомобилестроения, авиастроения, нефтегазовой отрасли, атомной энергетики и металлургии, и швейцарская компания KISSsoft AG– разработчик программных систем для автоматизированного расчета и анализа механических передач (зубчатых, червячных и т. д.), валов, подшипников и т. д. – KISSsoft и KISSsys – подписали Соглашение о дистрибьюции на территории России, странах СНГ (кроме Белоруссии) и странах Балтии продуктов компании KISSsoft AG.

KISSsoft
Результаты применения KISSsoft для проектирования зубчатых соединения различных типов

 

Краткая справка о программных системах KISSsoft и KISSsys
KISSsoft – это программная система, предназначенная для высокоточного проектирования и расчёта деталей машин. Программа позволяет проектировать передачи, которые являются главным элементом любой трансмиссии. Вдобавок данный модуль позволяет проектировать валы, подшипники, соединительные элементы, пружины, так же как и цепи/приводные ремни. К стандартным модулям KISSsoft можно добавить дополнительные модули, предназначенные для решения таких задач, как расчет допусков и взаимодействия между системами с различной жесткостью.

Программная система KISSsys предназначена для построения полной работоспособной системы деталей машины. KISSsys позволяет производить расчёт потока мощности и управляет связями между различными величинами и компонентами. Система тесно связана с KISSsoft: в частности, для прочностных расчетов отдельных деталей используются расчетные сабмодули из KISSsoft. Результаты полученных вычислений доступны в виде таблиц и графиков, что обеспечивает наглядный и эффективный анализ как прочностных характеристик спроектированной системы, так и срока службы отдельных деталей.

Контактная информация
ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab® Ltd.)

- официальный дистрибьютор KISSsoft / KISSsys в России; Азербайджане, Армении, Казахстане, Молдавии, Узбекистане и Украине; Латвии, Литве и Эстонии.
Контактное лицо: Антон Алексашкин, директор департамента "Дистрибьюция программных систем компьютерного инжиниринга" CompMechLab® Ltd.
194021, ул. Шателена, д. 26А, бизнес-центр "Ренессанс"
Тел./Факс: +7 (812) 334-71-83, Моб.: +7 (921) 881-41-30

Ссылка по теме на сайте www.CIMdata.com:
2012.01.31 Russian High-Tech Engineering Company CompMechLab® Ltd. and Swiss Company KISSsoft AG Signed Software Distribution Agreement
Ссылка по теме на сайте www.MCADCafe.com:
2012.02.07 Russian high-tech engineering company CompMechLab® Ltd. and Swiss company KISSsoft AG signed software distribution agreement