Dyluniad colfach dyletswydd trwm gydag ongl cylchdroi fawr yn seiliedig ar haid gronynnau optimization_hinge gwybod

Mae colfachau yn gydrannau hanfodol mewn dyfeisiau mecanyddol, gan ganiatáu ar gyfer symud a chylchdroi. Er bod gwahanol fathau o golfachau wedi'u defnyddio'n helaeth mewn diwydiannau, megis colfachau cylchdro, colfachau bach, colfachau sfferig, silindrau hydrolig, a pharau cnau sgriw pêl, mae ganddynt gyfyngiadau penodol o hyd. Er enghraifft, o dan lwythi trwm, mae angen i golfachau traddodiadol fod yn drwchus er mwyn cwrdd â gofynion anhyblygedd. Yn ogystal, mewn achosion arbennig lle mae gofod yn gyfyngedig a llwythi yn fawr, gall colfachau traddodiadol ei chael hi'n anodd cyflawni eu swyddogaeth.

O ganlyniad, bu diddordeb cynyddol mewn ymchwilio i ddyluniadau colfach newydd. Mae algorithm optimeiddio haid gronynnau (PSO), math o algorithm cudd -wybodaeth haid, wedi cael datblygiad a chymhwysiad sylweddol mewn meysydd peirianneg. Mae'r algorithm hwn yn defnyddio ymddygiad grwpiau adar sy'n hedfan am fwyd i gyflawni'r atebion gorau posibl mewn gofodau cymhleth trwy gydweithredu a chystadleuaeth ymhlith unigolion. Mae algorithmau PSO yn effeithlon iawn, yn hawdd eu gweithredu, ac yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn ymarfer peirianneg. Mae proses sylfaenol algorithm PSO yn cynnwys ymgychwyn, hedfan gronynnau, a phenderfynu ar ganlyniadau. Mae'r algorithm yn cychwyn trwy gynhyrchu poblogaeth gychwynnol o ronynnau ar hap, sy'n symud o fewn y rhanbarth dichonadwy. Trwy gyfrifo gwerth ffitrwydd pob gronyn, mae'r algorithm yn pennu cyfeiriad symud a chyflymder newydd pob gronyn. Yn ystod pob rownd o symudiad gronynnau, mae'r gronyn gorau posibl a'r gronyn gorau posibl yn cael mwy o ddylanwad ar y rownd nesaf o gynnig. Ar ôl iteriadau lluosog, mae'r algorithm yn cael yr ateb gorau posibl.

Mae perfformiad cydgyfeirio algorithm PSO wedi'i wella trwy gyflwyno pwysau syrthni, fel y cynigiwyd gan Shi ac Eberhart. Mae'r hafaliad esblygiad gronynnau yn cynnwys sawl cydran, gan gynnwys syrthni, gwybyddiaeth a chydweithrediad cymdeithasol. Gellir addasu paramedrau'r algorithm, megis cyflymder gronynnau a nifer yr iteriadau, yn seiliedig ar ofynion penodol. Mae algorithmau PSO wedi dod yn algorithm optimeiddio deallus a ddefnyddir yn helaeth mewn cymwysiadau peirianneg ac yn aml yn perfformio'n well na algorithmau genetig. Fodd bynnag, mae algorithmau PSO yn dal i wynebu heriau, megis cydgyfeiriant cynamserol. Felly, bu ymchwil sylweddol yn ymroddedig i wella'r algorithm PSO a mynd i'r afael â'i gyfyngiadau.

Yng nghyd -destun dylunio colfach, mae gofynion y prosiect yn cynnwys capasiti llwyth o 3 tunnell ac ongl gylchdroi o ± 90 gradd, gyda dimensiynau heb fod yn fwy na 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Er mwyn cwrdd â'r gofynion hyn, dewisir y mecanwaith 2RPR fel y mecanwaith colfach. Mae'r mecanwaith hwn yn cynnwys pâr cylchdroi a phâr symudol, sy'n cynnig anhyblygedd uchel, addasu gwallau, a galluoedd iawndal. Yn ogystal, mae'r mecanwaith yn gymesur, gan alluogi gosod a chynnal a chadw hawdd.

Yn ystod y broses ddylunio optimeiddio, mae'r ongl cylchdro a'r gofynion maint yn cael eu bodloni trwy gymhwyso cyfyngiadau geometrig. Fodd bynnag, yr her allweddol yw sicrhau bod gan y mecanwaith alluoedd trosglwyddo grym rhagorol. Cyflawnir hyn yn nodweddiadol trwy osod isafswm ongl drosglwyddo ar gyfer y mecanwaith.

Er mwyn dadansoddi trosglwyddiad yr heddlu, dewisir y wialen CE fel gwrthrych y dadansoddiad. Gan dybio màs llwyth o m a phellter o D rhwng canol ei fàs a'r pâr cylchdroi, archwilir yr heddlu a roddir ar y wialen CE. Trwy ystyried yr onglau rhwng y grymoedd a'r wialen CE, yn ogystal â'r ongl rhwng y wialen a'r echelin-x, mae hafaliad cydbwysedd grym yn deillio. Mae'r hafaliad hwn yn sicrhau galluoedd trosglwyddo grym y mecanwaith.

Yn seiliedig ar ganlyniadau'r dadansoddiad, mae'r pâr symudol wedi'i ddylunio yn unol â hynny. Dewisir model silindr trydan, GSX40-1201, yn rhagarweiniol, gan ystyried dimensiynau strôc, byrdwn a echelinol. Mae ffactorau eraill, megis maint cydran, hefyd yn cael eu hystyried yn y dyluniad terfynol. Dewisir berynnau llithro wedi'u gwneud o efydd alwminiwm ar gyfer pob pâr cylchdroi, gan ystyried eu gallu i lwyth uchel a'u gofynion manwl gywirdeb. Mae'r prif gydrannau wedi'u gwneud o ddur aloi 35crmnsia, sy'n cynnig cryfder tynnol uchel a modwlws elastig.

Ar ôl cwblhau'r dyluniad mecanyddol, sefydlir model CAD i ddelweddu'r dyluniad terfynol. Mae'r algorithm optimeiddio haid gronynnau wedi optimeiddio dyluniad y colfach ar ddyletswydd trwm ongl cylchdroi mawr yn llwyddiannus, gan sicrhau ei fod yn cwrdd â'r holl ofynion dylunio.

I gloi, mae'r algorithm optimeiddio haid gronynnau wedi profi'n effeithiol wrth optimeiddio dyluniad colfach dyletswydd trwm ongl cylchdroi fawr. Trwy gyfluniad a dadansoddiad gofalus, cyflawnwyd dyluniad gorau posibl y mecanwaith 2RPR. Cwblhawyd y dyluniad mecanyddol, gan gynnwys dewis cydrannau a deunyddiau. Mae'r model CAD yn darparu cynrychiolaeth weledol o'r dyluniad terfynol. At ei gilydd, mae algorithmau optimeiddio haid gronynnau yn cynnig offeryn gwerthfawr ar gyfer dylunio colfachau yn effeithlon ac yn effeithiol ac yn cyfrannu at wella perfformiad ac ymarferoldeb dyfeisiau mecanyddol mewn amrywiol ddiwydiannau.

Cyfeiriadau:

1. Wei Minhe, Han Xiango, Zhang Jun. Ymchwil optimeiddio ar golfach pêl biliards gyfochrog 3-ups/s [J]. Technoleg Gweithgynhyrchu Awyrofod, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Dyluniad ar y cyd o robotj uwch-ddiangen newydd. Dylunio a Gweithgynhyrchu Mecanyddol, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Y dyluniad gorau posibl o baramedrau addasu foltedd pedal cyflymydd electronig yn seiliedig ar RBF ac algorithm optimeiddio haid gronynnau [J]. Dylunio a Gweithgynhyrchu Mecanyddol, 2011 (1): 72-74.