****大学本科生毕业设计 第3章 锌锭模芯动力脱模装置的结构设计 距离短；新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。
常用光电开关的分类方法：按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型。三种检测方式对比如下[26]：
表3-1 光电开关检测方式对比
检测方式 检测体 优点
十米）；检测精度高；能难 检测小物体
缺点
对照型（透过型） 不透明体
可进行长距离的检测（几光轴调校困难；配线困
镜片反射型
透明体 片型）
光轴调校容易；振动等产要注意检测物体的反易；检测距离为几米 可检测透明体 检测距离为几十厘米
动作距离因检测物体表面状态而异；要注意检测体以外的反射光
漫反射型
不透明体（使用偏光镜生的光轴偏移少；配线容射率；需要反射板 透明体 不透明体
实际使用中，锌锭宽度为600mm，实际所需检测距离不超过500mm。而且在装置使用过程
中支架存在变形，会影响检测装置光轴。采用漫反射型较为合理。
选用光电开关参数如下： 型号：G30-3A70NA
生产厂家：南通杰诺电气设备有限公司
电源电压：直流，1030V
检测距离：700mm(可调) 响应时间：2ms以下
工作环境照度：白炽灯光受光面照度3000Lx以下；太阳光受光面照度10000Lx以下 工作环境温度: -25固定方式：M30外螺纹 产品外观图如图3-13
图3-13 G30-3A70NA型光电开关外观图
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****大学本科生毕业设计 第3章 锌锭模芯动力脱模装置的结构设计 3.7 模芯的动力脱模装置整体装配
动力脱模装置由六部分构成：滑动导轨、锌锭定位装置、承接模芯装置、锌锭运动动力装置、冲击缸固定装置、位置检测装置。六部分装配如图3-14所示：
图3-14 动力脱模装置三维模型
该装置操作过程为：用吊车将锌锭放置到定位装置上，人工启动伸缩缸，伸缩缸将会拉动锌锭在导轨上滑动，当第一根模芯到达冲击缸下方时，光电开关检测到模芯，发出电信号，伸缩缸停止运动。人工启动冲击缸，完成冲击动作，完成后冲击缸自动返回。人工再次启动伸缩缸，锌锭继续在导轨上滑动，当第二根模芯到达冲击缸下方时，光电开关检测到当第二根模芯到达冲击缸下方时，发出电信号，伸缩缸停止运动，人工启动冲击缸，完成冲击动作。至此，两根模芯完成脱模。人工启动伸缩缸反向运动开关，锌锭回到初始位置，将锌锭、模芯吊走，动作完成。
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****大学本科生毕业设计 第3章 锌锭模芯动力脱模装置的结构设计
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****大学本科生毕业设计 第4章 关键零部件的有限元分析与校核
第4章 关键零部件的有限元分析与校核
4.1 ANSYS简介
有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题，然后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每个单元假定一个合适的（较简单的)近似解，然后推导求解这个域满足的总的条件(如结构的平衡条件)，从而得到问题的解。因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。由于大多数实际问题难以得到准确解，，而有限元分析不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。。国际上著名的通用有限元软件有几十种，常用的有ANSYS、NASTRAN、SAP, ADINA和ALGOR等[27,28,29]。
ANSYS公司是世界著名的CAE技术公司，它由匹兹堡大学教授、世界著名的力学分析专家John Swanson博士创建于1970年，30多年来始终以有限元数值模拟领导者的身份为广大工程析与工程验证用户服务。ANSYS软件是一个功能强大而灵活的大型通用有限元软件，能够进行包括结构、热、流体、声场、电磁场等多学科的研究，广泛应用于核工业、铁道、航空航天、石油化工、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、家用电器等工业和科学研究领域，是世界上拥有用户最多、最成功的有限元软件之一[27,28,29]。
ANSYS提供的分析类型主要有以下几种。
1、结构静力学分析 2、结构动力学分析 3、结构屈曲分析 4、热力学分析 5、电磁场分析 6、流体动力学分析 7、声场分析
4.2 冲击缸支架的有限元校核
ANSYS软件内部没有规定单位制，在利用Ansys进行分析时输入输出的所有数据可以使用任意的单位系统，但所使用的单位系统必须是统一的才能得到正确结果。在本章分析中采用Ansys默认单位，即长度单位为mm,弹性模量单位为
，密度单位为
。按这种单
位制进行有限元分析，得到的变形尺寸单位为mm，应力单位为MPa[27]。
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****大学本科生毕业设计 第4章 关键零部件的有限元分析与校核 4.2.1 边界条件
受力条件：液压冲击缸在冲击模芯时，会对模芯有80KN的冲击力，同时冲击缸活塞杆也会受到80KN的反作用力。冲击缸是通过通过四个螺栓固定在支架上的，如图4-1所示。液压缸受到的80KN向上的冲击力会通过与支架接触的四个垫圈施加在支架上。
图4-1冲击缸与支架的连接
对于支架与每一个垫圈接触处，受到20KN的向上的力，均布在垫圈与冲击缸接触面积上。固定冲击缸选用的螺栓为M12，则对应的垫圈外圈直径为24mm，内圈直径为13.5mm。从而可求得施加在支架上的压强为64.67MPa。
位移条件：支架通过螺栓与底座连接，可设支架与底座接触的底面位移为零。
单元、单位和其他设定：:有限元单元采用20节点的Solid186, 4级精度自由网格划分，长度单位采用毫米，弹性模量4.2.2建立有限元模型
4.2.2.1.导入支架模型
(1)在Pro/E中构建支架模型，为了便于ANSYS分析过程中捕捉四个垫圈与支架的接触面，建模时将四个垫圈作为支架一部分如图4-2（a）。将模型保存为IGS格式，在导出IGS的会话框中选择“实体”“小平面”，点击确定，如图4-2（b）。
, 泊松比0.3，密度
。
(a) 建模过程 （b）导出IGES
图4-2 支架建模与IGS格式模型的导出
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