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1、浅谈SolidWorks在化工机械设计中的应用本文介绍了基于SolidWorks的化工设备的设计，通过浓密机设计实例描述了 SolidWorks对 化工设备进行三维结构设计过程中的建模、特征绘制的基本方法。1 SolidWorks软件的优越性1.1 SolidWorks 的优越性SolidWorks软件为设计人员提供了基于特征的实体建模功能，通过拉伸、 旋转、扫描、放样、薄壁特征、抽壳、阵列及旋转切除等操作来实现产品的设计。 其优越性主要体现在以下几个方面：(1) 操作简单，易学易用，容易掌握，软件将设计过程通过设计树的模式 记录下来，悬挂在显示屏的左侧。工程设计人员可点击任意一个特征进行修改
2、。(2) 设计时先设计好零件特征或草图，标注出尺寸，通过尺寸的修改进而 得到需要的零件。对于造型相同而尺寸有所不同的产品，只需要做出一个，其余 的只需修改部分参数即可得到，不需要像二维设计时那样再重新绘制，为设计者 节省了时间，从而把更多的精力投入到创造性的设计活动中，提高设计效率和设 计质量。(3) 利用SolidWorks装配模块中的干涉检查功能可快速地检查出干涉的情 况和干涉量的多少，方便设计人员及时发现并更改零件。三维模型可自动生成二 维图、轴测图和剖面图，且二维图可随三维模型的变化而变化。(4) 通过放样、扫描功能为不规则曲线或曲面的特殊造型提供了方便。(5) 具备完整的设计过程记录
3、，可通过设计树对草图或者是三维特征进行 管理，使设计人员在设计完成后仍可方便地对设计过程进行追溯。(6) 提供了初步的应力分析工具COSMOSXpress，利用它可以帮助设计者 判断目前设计的零件能否承受实际工作环境下的载荷。COSMOSXpress利用设 计分析向导为设计者提供了一个易用的、可逐步进行的设计分析方法。根据向导 要求。只需将零件的材料、约束和载荷等信息输入，即可通过软件分析得到零件 的实际应用情况。国际通用的ANSYS是一款集结构、热、流体、电磁场、声场 和耦合场分析于一体的大型通用有限元分析软件，其涵盖了机械、航空航天、能 源、交通运输、土木建筑、水利、电子、生物、医学和教育
4、科研等众多领域。相 对于COSMOSXpress而言ANSYS的有限元分析深度更深.功能更强大应用范围更广。但对于结构较为简单的设备用COSMOSXpress做一般的有限元分析亦 能满足设计要求。2浓密机设计实例下面以浓密机为例进行三维建模。2.1设备结构分析及三维建模方法在进行浓密机三维建模前，需将其拆分为不同的零部件，以确定各零件 相应的建模方法。通过对该设备的结构分析，可将该设备拆分成槽体、顶盖、接 管、支腿、护栏等5个主要部分。其中槽体部分可使用拉伸凸台的方式来完成， 并以旋转切除的方式对槽体进行开孔；接管以旋转凸台的方式完成；人孔盖的圆 板以旋转凸台来完成；把手使用扫描的方式完成；顶
5、盖以旋转凸台的方式完成， 同时在顶盖上通过拉伸切除的方式开孔。主体部分完成建模后，再根据相应的装 配关系进行装配，即可完成浓密机的整体建模。建模流程可设计为：槽体-顶盖 -接管-支腿-护栏-浓密机装配。其中，零件建模的顺序是随意的。2.2建模(1) 新建零件图。打开SolidWorks，选择新建一个零件图。(2) 槽体的建模。在草图环境下，选择前视基准面，以原点为圆的中心点 绘制内外两个圆，标注尺寸，并修改得到需要的尺寸，最后使用拉伸凸台的方式 实现槽体的构建。接着对槽体进行开孔，回到草图环境下，在前视基准上新建一 个长方形草图，标注尺寸并按需要的尺寸进行修改。点击退出草图，来到特征模 式下，
6、选择长方形的长边，以旋转切除的方式进行开孔。同时，可以根据需要通 过建立基准轴、基准面对所开孔进行准确的定位。(3) 接管的建模。在草图环境下，选择前视基准面，绘制一条构造线，然 后在构造线的任意一边，绘制出带法兰的接管切面的图形，标注尺寸，并修改得 到需要的尺寸。以旋转凸台的方式得到带法兰的接管模型接着在特征环境下选择 上视基准面，选择异形孔，在类型一栏中选择需要孔的尺寸，然后在法兰上选择 一点并定位打孔，最后圆周阵列即完成带法兰的接管的模型。浓密机通常有液体 入口、液体出口、排气口、备用口等接管。在设计树中，当个零件草图与特征形成的过程、步骤比较多且复杂时，为了方便管理设计树，可右击要管理
7、的草图 或特征模型，选择“生成新文件夹”，并进行命名。分页(4)顶盖的建模。选择前视基准面，以原点为起始点绘制二分之一个顶 盖的切面草图，标注尺寸并修改得到需要的尺寸，旋转凸台实现顶盖的实体建模。 然后在特征环境下选择需要的壁厚对模型进行实体抽壳。回到草图环境，在上视 基准面绘制圆，标注尺寸，并修改得到需要的尺寸，退出草图，在特征环境下， 以拉伸切除的方式进行开孔。(5)装配。打开SolidWorks，新建个装配体，依次调入上述零件，按相 应的约束关系把各个零件装配好即完成浓密机的整体建模，见图1。(6) 二维工程图的生成。SolidWorks可自动生成前视图、上视图、右视图、 后视图、左视图
8、、等轴测视图，以往用二维软件设计时有前视图、上视图、左视 图3个视图就能完全表述设计者的设计意图。为了更加直观地表述设备，三维模 型在生成二维工程图时除前视图、上视图、左视图外外加生成等轴测图。鉴于回 转体化工设备不同方位的接管允许在主视图表示在0和180上，可旋转剖视图， 自动或手动标注尺寸，如图2。图2槽体尺寸标注在初步设计阶段的设计建模中，通常会省去一些细节的处理，如倒角、 圆角等。由于在厂区总图布置中，除了化工设备，还有其它诸如冶炼设备、收尘 设备、机械设备等三维模型，庞大的字节数会使得系统运行困难甚至造成系统崩 溃，省略细节既可以提高系统性能，同时有利于工程设计人员进行修改。3结束语通过上述浓密机的三维设计，充分体现出SolidWorks作为一款功能比较 强大的专门应用于机械设计的三维设计软件，操作简单，易学易用的特点。基于 目前国内化工行业领域还没有研发出一款专门应用于化工机械设计的三维软件 的现状，SolidWorks是一个尚佳的选择。但美中不足的是，在生成二维工程图时 自动生成的尺寸标注很零乱，需要手工删除，或完全手工标注，即便如此， SolidWorks给机械设计带来的全新的变化为设计者节约了时间和精力，对优化化 工机械设计起到重要作用，有着推广应用的前景。
