观察孔刮板输送机垫架观察孔尺寸对其强度的影响

刮板输送机是煤矿井下综采工作的重要设备，刮板输送机机头架和传动装置间安装有联接垫架，为了便于对联接垫架内联轴器的安装、观察与维修，联接垫架上需要开有观察孔，较大的观察孔可提高对垫架内设备的检修与维护的便捷性，但观察孔过大会影响整体联接垫架的强度。针对这一问题，以SGZ800/800型刮板输送机联接垫架为例，采用有限元分析方法对垫架的观察孔进行参数化建模，对观察孔的长、宽尺寸对垫架的极限变形与应力的影响进行分析，从而为联接垫架观察孔尺寸的选择与优化提供参考。

观察孔有限元模型

采用ANSYS自带的三维建模软件DesignModel，根据SGZ800/800型刮板输送机联接架的实际参数，对联接垫架进行三维建模，所述模型忽略掉一些不重要的细节，如倒角和螺栓孔，主要特征包括机头架端与传动装置端，联接平键槽和定位止口等特征。其中观察孔沿z向的尺寸为h₂，沿x向的尺寸为v₁，分别以此尺寸进行参数化设置。

观察孔边界条件

利用有限元软件ANSYS对联接垫架进行有限元分析，采用二者间的接口，将Design Model中建立的模型直接进入ANSYS分析模块，网格采用Meshing进行高精度网格自动划分，划分网格后采用以下的边界条件：给联接垫架机头架端施加固定约束Fixed Support传动装置端施加转矩M，联接垫架受力分析，得到联接垫架分别沿x、z 向的转矩分别为25000N·m、50000N·m，得到边界条件施加结果。

观察孔观察孔尺寸对极限应力与变形的影响

观察孔沿z向的尺寸h₂、x向的尺寸v₁对联接垫架整体极限变形与极限应力的影响可以看到，沿z向的尺寸h₂ 对整体强度的影响远大于沿x向的尺寸v₁，观察孔对整体联接垫架变形的影响大于对应力的影响及观察孔主要影响联接垫架的变形。

观察孔尺寸对极限应力的影响可以看出，联接垫架的应力随着观察孔尺寸h₂的增大而增大，但增加幅度较小；联接垫架的应力随着观察孔尺寸v₁的增大而增大，增加幅度较大，在h₂、v₁尺寸范围为200～400mm、100～200mm内，联接垫架的极限应力最大为70MPa。

观察孔尺寸对极限变形的影响可以看出，联接垫架的变形随着观察孔尺寸h₂的增大而迅速增大，联接垫架的变形随着观察孔尺寸v₁的增大而增大，但增加幅度较小，在h₂、v₁尺寸范围为200～400mm、100～200mm，联接垫架的极限变形最大为0.26mm。

测具通过利用UG软件，设计了全新的三维导向叶片观察孔位置度测具，新的位置度测具不仅可以用于测量导向叶片观察孔位置度，而且解决了被测孔的公差比较大的问题，由于该孔位置度没有最大实体标志，必须将孔径进行分组检测，该测具解决了孔径分组问题，同时解决了两同轴孔进行同时检测的问题。该测具结构简单，测量快速准确，且能直接读出位置度偏差的实际值。

观察孔孔位置度测量

为了有效的解决导向叶片上的观察孔位置度的测量问题，设计是基于新的设计理念，设计了全新的孔位置度测具。该位置度测具包括：用于叶片上、下缘板排气边端面定位的三个定位销；用于外圆弧定位的两个圆柱销；角向定位块，以及基座内安装衬套，杠杆和转轴连接形成一体在衬套内旋转，以便对孔的位置度进行测量的测量装置。

观察孔三维设计方法的应用

传统的测具一直采用AUTOCAD的平面设计方法，这种方法不直观，不利于解决观察和检测测具的运动性、合理性等问题，利用UG三维设计方法，改善了传统设计方法中存在的缺陷，从设计伊始就给于最直观的视觉效果，并能够确定测具设计的合理性和良好的应用性。

观察孔先进的数显测量方式的应用

传统的插销分组测量方法，人为因素影响比较大，测量精度与工人的操作熟练程度以及工人的认真度都有直接的联系，测具采用了先进的数显测量方式，测具更多的依靠定位方法以及数显显示来对孔的位置度进行直接读取，人为因素影响较小，测具使用简单，降低了工人的操作要求，也降低了工人的劳动强度，值得推广应用。

观察孔多自由度运动手段的灵活应用

传统的测具在测量中需要工人先对叶片上缘板的两同轴孔孔径分别进行测量，然后再根据孔径尺寸选择对应尺寸的插销进行孔位置度的检测，操作比较繁琐，新的位置度测具则采用了多自由度运动机构的方法，利用转轴带动杠杆在衬套内直线推进，来实现两同轴孔轴向方向位置度的检测，利用转轴带动杠杆在衬套内旋转，来实现两同轴孔周向位置度的检测，完成叶片孔位置度的精确测量，减少了工人的操作步骤，提高了测量效率和测量精度。 2100433B

观察点分为四类：(1)地质点。控制地质界线和地质要素的位置，观察和描述地层、岩石、构造、矿产、地貌和第四系沉积物。(2)构造点。测定标志层或辅助标志层的位置、高程和产状，辅助标志层与标志层之问的地层厚度，同时描述该点的地质、构造特征。(3)观察描述油气苗的特征点。(4)水文地质点。观察描述泉、井、河、湖等地质特点并测量与水文有关的数据。

观察仪器，用于侦察敌情、地形、指示目标、观察炸点、校正射击的光学器具。其种类一般分为单眼镜式和双眼镜式，潜望式和非潜望式。包括各式望远镜、潜望镜、炮队镜、指挥镜，侦察经纬仪和红外、微光观察仪。观察仪器的视场通常较大。 2100433B

观察坐标系，为在不同的距离和角度上观察物体而建立的便于研究物体的坐标系。

观察坐标系又称目坐标系( Eye Coordinates)，简称EC，该坐标系是一个可定义在用户坐标系中任何方向、任何地方的三维直角辅助坐标系。在观察坐标系中通常要定义一个垂直于该坐标系Z轴的平面，称观察平面。该坐标系主要用于指定裁剪空间，确定三维几何形体哪一部分需要在屏幕上输出；此外，通过观察平面可以把世界坐标系中三维几何形体需输岀部分的坐标值转换为规格化坐标系中的坐标值。

在显示三维物体的过程中，不仅要定义一个观察平面和一个投影方向(对于平行投影)或一个投影中心(中心投影)，还要对物体进行三维剪取，只留下观察者感兴趣的部分，并将这部分立体的视图在输出设备上显示出来，这就需要在世界坐标系中指定一个观察空间，将这个观察空间以外的物体去掉，只对观察空间内部的物体作投影变换并最终显示出来。

将三维物体放进世界坐标系后，只是在内存空间里表示其空间信息，为能观察到这些物体，我们还需要设置虚拟摄像机的信息。正如在现实世界中一样，在世界上存在的物体中，我们只能看到眼前的物体。在游戏中，三维场景中也摆放了各种各样的三维物体，而虚拟摄像机就扮演了人眼这个角色，它可以让位于其视域体内的物体显示在游戏画面中，在世界坐标系中安置好虚拟摄像机后，通过取景变换，世界坐标系中的三维物体就位于观察坐标系中了。