噴涂生產線的設計簡單、經濟，能滿足一定的運行要求?？紤]到伺服電機價格昂貴，無疑會增加設備成本，步進電機能夠滿足設計要求。所謂的轉動慣量比是指負載慣量除以電機轉動慣量的比值。在電機選型規(guī)定中，噴涂生產線額定功率750W以下的電機要求小于20倍，1000W以上的電機要求小于10倍。根據設備的操作參數，噴槍的垂直移動速度為437.5mm／s，載荷為噴槍和托架?？紤]到一定的設計裕度，暫定載荷為20kg，行程為2000mm，屬于輕載低速使用。噴涂生產線根據總體設計方案，水平傳動結構負責整個垂直機械結構的移動。水平導軌需要承受其全部重量，包括垂直傳動結構及其荷載、垂直導軌、立柱、框架和底座等，考慮一定的計算裕度，進行了初步估算?？傊亓?50公斤，導軌的傳動速度175毫米/秒，行程875毫米。它屬于低速、輕載和中載的范圍。首先選擇直線光軸導軌。型號為SBR30UU。

噴涂生產線建模完成后，在工具欄中選擇靜態(tài)結構模塊，點擊拖拽到項目界面上的幾何模塊，建立模塊之間的連接關系，確保模型導入成功，然后進入有限元分析界面，開始相關設置。GS用于底座的靜態(tài)分析：

（1）將噴涂生產線材料設置為默認鋼結構；

（2）模具。選擇自動智能嚙合方法，元件尺寸設置為10mm，點擊生成的元件數量為17610個，節(jié)點數量為34370個；

（3）設置噴涂生產線相應的邊界條件，包括自身重力、底座慣性力、底座下支撐板載荷、固定支架平面。受約束基礎下的te；

（4）完成上述工作后，設置解決方案目標總變形和等效應力，基礎較大變形為0.077521mm，一般滿足設計要求。該模型材料性能為結構鋼，牌號為Q235，屈服強度為235兆帕?？紤]計算裕度，安全系數為1.5，則可支持基底的極限應力值。235/1.5=156.7兆帕，而在圖4-4的靜態(tài)分析中，噴涂生產線底座的等效應力為28.158兆帕。

本文所涉及的支撐結構是噴涂設備的重要組成部分之一，主要包括噴涂生產線底座和由底座支撐的立柱。它支持固定設備垂直方向的機械系統(tǒng)，相當于整個設備的“主干骨架”。同時，在保證結構剛度和強度的前提下，希望支撐結構盡可能輕。因此，相應的支護結構力學分析和結構優(yōu)化分析也是關鍵。噴涂生產線將利用ANSYS Workbench的拓撲優(yōu)化功能對主要支撐結構進行優(yōu)化，包括底座和立柱。所謂的機械結構優(yōu)化包括三種類型：形狀優(yōu)化、尺寸參數優(yōu)化和拓撲優(yōu)化。與其他兩種優(yōu)化方法相比，拓撲優(yōu)化方法更加靈活和全面。拓撲優(yōu)化的方法是在一定的負載和約束條件下，對模型材料在一定區(qū)域內的分布進行優(yōu)化調整，找出噴涂生產線較佳的分布方案。噴涂生產線立柱固定在底座上，主要用于定位安裝垂直導軌和同步驅動滑輪的驅動結構。相對于設備的整體結構，垂直導軌的行程占很大比例，相應立柱的高度相對較高。為了保證塔柱運行的可靠性，節(jié)約材料，有必要對塔柱進行力學分析和結構優(yōu)化。