SolidWorks在声频振动钻机管路设计中的应用

任晓飞

(中国煤炭地质总局第二勘探局，河北涿州 072750)

0 引言

声频振动钻机是中国煤炭地质总局第二勘探局研发的新型声频振动环保钻机，主要由行走机构、执行机构、动力机构和液压元件组成，各机构管路之间连接主要依靠液体传输来完成相应的动作。管路作为重要的输送设备它在声频振动钻机中起到至关作用。因此合理的应用Solidworks routing设计管路，不仅要考虑管路的安装、调试及其他构件的干涉及空间布局，其次还要考虑整机的美观和管路的成本，最后对所设计出的管路参数进行实评，并对试验所获取得数值进行分析和对比，从而更加确定各数值在Solidworks routing的合理性。通过它设计的管路，不仅可以提高管路设计者的工作效率，而且还可以提高产品质量，进而减少设计者的错误，有效地缩短了管路设计周期，为管路安装提高了效率。

1 管路设计前的准备工作

SolidWorks routing作为SolidWorks管路设计的一个插件，与SolidWorks无缝对接，因此利用Solidworks routing对声频振动钻机管路设计应从模板构建、三维接头体和管筒的构建、管路装配和管路的干涉检查4个阶段来完成管路设计。

1.1 模板构建

由于SolidWorks routing自带模板为英制步路模板，计量单位为英寸，而我国在管路设计时零件设计尺寸为公制，故自带routing模板满足不了设计者习惯于应用公制单位的设计要求，因此需创立符合国标要求的自定义步路模板，以便满足国标管路设计者需求，进而便于设计者开展管路设计。

1.2 三维接头体和管筒的构建

一个完整的管路设计主要包含不同长度的软管、接头体(软管连接)，SolidWorks routing管路设计库包含丰富的接头体和管筒库文件，但尺寸单位均为英制，不能满足符合国标的管路设计，因此在管路设计时应创建符合国标标准的三维接头体和管筒库文件至关重要。

本文结合钻机在管路设计及布管的工况，参照机械行业管路设计标准，采用中华人民共和国第一机械工业部JB 966-77焊接式端直通管接头标准，绘制相应的接头体零件和管筒零件，并建立完整的装配体库(图1)及装配体规格配置表(表1)及管筒多种配置表，从而满足不同管路设者的需求，进而为管路设计在管路设计时能够快速应用和研发缩短了时间，提高了设计效率。同时对已完成的接头体添加了相应的连接点和线路点，进而完成不同规格管路的设计。

图1 JB 966-77 装配体

表1 系列装配体配制表

1.3 管路装配

利用SolidWorks软件对已绘制的零件进行组装，在建好的声频振动钻机模型上与之相应构建的接头体进行组装来完成不同规格起点与终点的管线连接，形成相应管路，最终所有管路组装成管路图装配在一起，如图2所示。

图2 某声频振动钻机部分管路装配示意图

1.4 管路干涉检查

声频振动钻机管路数量多、规格杂，单靠人工排查很难完成，这时可通过SolidWorks软件自带干涉检查功能对所设计管路进行排查，系统会根据所选零部件进行计算，如有相邻零部件存在干涉，系统会自动高亮显示干涉的地方，如图3所示。

图3 声频振动钻机管路干涉检查

2 应用案例

对已组装完成的声频动力头进行管路设计时，可以快速应用SolidWorks routing建立的管筒构件、接头体构件与动力头上相应元件、阀块连接，通过应用SolidWorks routing管筒工具，得出动力头管路图和数据表。动力头管路图见图4，数据表见表2。

图4 声频振动钻机动力头管路图

表2 动力头管路与实测数据

通过管路不仅可以清楚查看管路走向，而且还可以得出了每束线路上的接头数量、胶管规格、胶管长度，从而更加直观反应每个部位对应的胶管连接，从而避免了漏做、没做的可能，进而更大程度上提高了工作效率。

3 工程化验证

通过SolidWorks Routing对声频振动钻机动力头管路模拟设计，得出数据表和实测对比得出该数据可靠，走向合理，具有实际参考价值，并对所得数据已应用到工程钻机实物当中并得到了可视化验证，见图5。

图5 动力头实物图

4 结语

本文通过三维软件SolidWorks设计的声频振动钻机管路，经工程化验证所得数据具有参考价值，且相对二维声频振动钻机管路设计有以下好处：①三维管路展示比较直观、管路参数、编辑修改比较方便；②创建三维国标接头体库、管筒及管筒设计表，提高了管路设计效率，减少管路设计错误，为以后繁琐的管路设计，缩短了研发周期；③3D管路设计在生成二维管路图时能够统计各管线长度、数量及接头体规格，相对原来现场测量节省了大量的时间。