Dizajn šarke za teške uvjete s velikim uglom vrtnje na bazi čestica Optimization_hinge

Šarke su bitne komponente u mehaničkim uređajima, omogućavajući kretanje i rotaciju. Iako su se razne vrste šarki široko koristile u industrijama, poput rotacijskih šarki, šarke Hooke, sferne šarke, hidraulični cilindri i parovi za vijčane matice, još uvijek imaju određena ograničenja. Na primjer, pod velikim opterećenjima, tradicionalne šarke trebaju biti gusto kako bi se ispunili zahtjevi za čvrstim krutovima. Uz to, u posebnim slučajevima u kojima je prostor ograničen, a opterećenja su velike, tradicionalne šarke mogu se boriti za ispunjavanje njihove funkcije.

Kao rezultat toga, rastući je interes za istraživanje novih dizajna šarke. Algoritam optimizacije rojnih čestica (PSO), vrsta algoritma s roljom obavještajnog obavještavanja stekao je značajan razvoj i primjenu u inženjerskimljima. Ovaj algoritam koristi ponašanje grupa ptica koji lete za hranu za postizanje optimalnih rješenja u složenim prostorima kroz saradnju i konkurenciju među pojedincima. Algoritmi PSO-a vrlo su efikasni, jednostavni za implementaciju i opsežno se koriste u inženjerskoj praksi. Osnovni proces algoritma PSO uključuje inicijalizaciju, let čestica i određivanje rezultata. Algoritam započinje nasumično generiranje početnog stanovništva čestica koje se kreću unutar izvedive regije. Izračunavanjem fitnes vrijednosti svake čestice, algoritam određuje novi smjer kretanja i brzinu svake čestice. Tokom svakog kruga pokreta čestica, optimalna čestica i povijesna optimalna čestica imaju veći utjecaj na sljedeću krugu pokreta. Nakon više iteracija, algoritam dobiva optimalno rješenje.

Izvođenje konvergencije algoritma PSO-a poboljšano je uvođenjem inercijskih utega, što je predložio Shi i Eberhart. Evolucijska jednadžba čestica uključuje nekoliko komponenti, uključujući inerciju, spoznaju i socijalnu saradnju. Parametri algoritama, poput brzine čestica i broj iteracija, mogu se podesiti na temelju specifičnih zahtjeva. Algoritmi PSO-a postali su široko korišteni algoritam inteligentne optimizacije u inženjerskim aplikacijama i često nadmašuju genetske algoritme. Međutim, algoritmi PSO-a i dalje se suočavaju sa izazovima, poput prevremene konvergencije. Stoga je došlo do značajnih istraživanja posvećenih poboljšanju PSO algoritma i baviti se njenim ograničenjima.

U kontekstu dizajna šarke, zahtjevi projekta uključuju nosivost 3 tone i ugao rotacije od ± 90 stepeni, dimenzijama koji ne prelaze 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Da bi se ispunili ovi zahtjevi, mehanizam za 2RPR odabrano je kao mehanizam šarke. Ovaj mehanizam sastoji se od rotirajućeg para i pokretnog para, koji nude visoku krutost, podešavanje grešaka i mogućnosti kompenzacije. Uz to, mehanizam je simetričan, omogućavajući jednostavnu instalaciju i održavanje.

Tokom procesa dizajna optimizacije, zahtjevi za ugao rotacije i veličine ispunjeni su primjenom geometrijskih ograničenja. Međutim, ključni izazov nalazi se u osiguravanju mehanizma ima odlične mogućnosti prenosa sile. To se obično postiže postavljanjem minimalnog kuta prijenosa za mehanizam.

Da biste analizirali prijenos sile, WAD CE je odabrana kao objekt analize. Pod pretpostavkom opterećenja M između centra između njegovog središta mase i rotacijskog para, ispitana je sila koja se vrši na CE WAD CE. S obzirom na uglove između sila i štapa CE, kao i ugao između štapa i X-os, izvedena je jednadžba ravnoteže sile. Ova jednadžba osigurava mogućnosti prenosa mehanizma.

Na osnovu rezultata analize, pokretni par dizajniran je u skladu s tim. Električni model cilindra, GSX40-1201, preliminarno je odabrano, uzimajući u obzir moždani udar, potisne i aksijalne dimenzije. Drugi faktori, poput veličine komponenata, također se razmatraju u konačnom dizajnu. Klizni ležajevi izrađeni od aluminijske bronze izabrani su za svaki rotirajuće par, s obzirom na njihov visoki nosivost i precizni zahtjevi. Glavne komponente su izrađene od 40Crmnsia od legure od legure, koji nudi visoku zateznu čvrstoću i elastični modul.

Po završetku mehaničkog dizajna uspostavlja se CAD model koji bi vizualizirao konačni dizajn. Algoritam optimizacije čestica je uspješno optimizirao dizajn velike šarke velike rotacije-ugao, osiguravajući da ispunjava sve zahtjeve za dizajn.

Zaključno, algoritam optimizacije čestica optimizacije optimizacije pokazao se efikasnim u optimizaciji dizajna velikog šarke velike rotacije u kutu. Kroz pažljivom konfiguracijom i analizom postignut je optimalan dizajn mehanizma za 2RPR. Mehanički dizajn, uključujući izbor komponenata i materijala, uspješno je završen. Model CAD pruža vizualni prikaz konačnog dizajna. Sveukupno, algoritmi optimizacije čestica optimizacije nošenja nude vrijedan alat za efikasan i efikasan dizajn šarki i doprinose poboljšanju performansi i funkcionalnosti mehaničkih uređaja u različitim industrijama.

Reference:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Istraživanje optimizacije na 3-up / s paralelnim šarkama za bilijar [J]. Tehnologija proizvodnje zrakoplovstva, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Zajednički dizajn novog super-redundantnog robotka. Mehanički dizajn i proizvodnja, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Optimalni dizajn parametara za podešavanje napona za podešavanje napona za elektroničke gasine zasnovane na algoritmu optimizacije RBF i čestica [j]. Mehanički dizajn i proizvodnja, 2011 (1): 72-74.