Suure pöörlemisnurgaga raskeveokite disain osakeste sülemi optimeerimise_hinge põhjal

Hinged on mehaaniliste seadmete olulised komponendid, võimaldades liikumist ja pöörlemist. Kui tööstusharudes on laialdaselt kasutatud erinevat tüüpi hingekesi, näiteks pöörlevad hinged, hookest hinged, sfäärilised hinged, hüdraulilised silindrid ja kuulkruvi pähklipaarid, on neil endiselt teatud piirangud. Näiteks peavad traditsioonilised hinged raskete koormuste korral olema jäikuse nõuete täitmiseks paksud. Lisaks võivad erijuhtudel, kui ruum on piiratud ja koormused on suured, traditsioonilised hinged võivad oma funktsiooni täitmise nimel vaeva näha.

Selle tulemusel on uute liigendkujunduste uurimise vastu kasvanud huvi. Osakeste sülemi optimeerimise (PSO) algoritm, mis on sülemluure algoritm, on omandanud olulist arengut ja rakendamist inseneri valdkondades. See algoritm kasutab toiduga lendavate linnugruppide käitumist, et saavutada keerukates ruumides optimaalseid lahendusi koostöö ja üksikisikute vahelise konkurentsi kaudu. PSO algoritmid on väga tõhusad, hõlpsasti rakendatavad ja kasutatavad inseneripraktikas laialdaselt. PSO algoritmi põhiprotsess hõlmab initsialiseerimist, osakeste lendu ja tulemuse määramist. Algoritm algab juhuslikult esialgse osakeste populatsiooni genereerimisega, mis liiguvad teostatavas piirkonnas. Arvutades iga osakese sobivusväärtuse, määrab algoritm iga osakese uue liikumise suuna ja kiiruse. Osakeste liikumise igal voorul mõjutavad optimaalsel osakesel ja ajaloolisel optimaalsel osakesel järgmisele liikumisvoorule suuremat mõju. Pärast mitut iteratsiooni saab algoritm optimaalse lahenduse.

PSO algoritmi lähenemise jõudlust on parandatud inertsraskuste tutvustamisega, nagu pakuvad Shi ja Eberhart. Osakeste evolutsioonivõrrand hõlmab mitmeid komponente, sealhulgas inerts, tunnetus ja sotsiaalne koostöö. Algoritmi parameetreid, näiteks osakeste kiirust ja iteratsioonide arvu, saab reguleerida konkreetsete nõuete põhjal. PSO algoritmid on muutunud laialdaselt kasutatavaks intelligentseks optimeerimise algoritmiks insenerirakendustes ja edestavad sageli geneetilisi algoritme. PSO algoritmid seisavad siiski silmitsi väljakutsetega, näiteks enneaegse lähenemisega. Seetõttu on PSO algoritmi parandamiseks ja selle piirangute lahendamiseks pühendatud olulisi uuringuid.

Hingekujunduse kontekstis hõlmavad projekti nõuded 3 -tonnise koormuse mahtu ja pöörlemisnurka ± 90 kraadi, mõõtmed ei ületa 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Nende nõuete täitmiseks valitakse liigendmehhanismiks 2RPR mehhanism. See mehhanism koosneb pöörlevast ja liikuvast paarist, pakkudes suurt jäikust, vigade reguleerimist ja kompensatsiooni võimalusi. Lisaks on mehhanism sümmeetriline, võimaldades hõlpsat paigaldamist ja hooldust.

Optimeerimise kavandamise käigus täidetakse pöörlemisnurga ja suuruse nõuded geomeetriliste piirangute rakendamisel. Peamine väljakutse seisneb aga mehhanismil suurepäraste jõuülekandevõimaluste tagamisel. Tavaliselt saavutatakse see mehhanismi minimaalse ülekandenurga seadmisel.

Jõuülekande analüüsimiseks valitakse analüüsiobjektiks varda CE. Eeldades, et M ja D kaugus selle massi keskpunkti ja pöörlemispaari vahel, uuritakse varda CE -le avaldatud jõudu. Arvestades jõudude ja varda CE vahelist nurka, samuti varda ja x-telje vahelist nurka, tuletatakse jõu tasakaalu võrrand. See võrrand tagab mehhanismi jõu edastamise võimalused.

Analüüsi tulemuste põhjal on liikuv paar vastavalt kavandatud. Esialgu valitakse elektrisilindri mudel GSX40-1201, võttes arvesse lööki, tõukejõudu ja aksiaalseid mõõtmeid. Lõplikus kujunduses võetakse arvesse ka muid tegureid, näiteks komponendi suurus. Iga pöörleva paari jaoks valitakse alumiiniumist pronksist libisevad laagrid, arvestades nende kõrge koormuse kandevõime ja täpsusvajadusi. Põhikomponendid on valmistatud 35Crmnsia sulamist terasest, mis pakub kõrge tõmbetugevuse ja elastse mooduli.

Pärast mehaanilise disaini lõpuleviimist on lõpliku kujunduse visualiseerimiseks loodud CAD -mudel. Osakeste sülemi optimeerimise algoritm on edukalt optimeerinud suure pöördenurgaga nurgakoort, tagades, et see vastab kõigile disaininõuetele.

Kokkuvõtteks võib öelda, et osakeste sülemi optimeerimise algoritm on osutunud tõhusaks suure pöördenurga-nurgaga raskeveokite liigendi kujundamise optimeerimisel. Hoolika konfiguratsiooni ja analüüsi kaudu saavutati 2RPR mehhanismi optimaalne kujundamine. Mehaaniline disain, sealhulgas komponentide ja materjalide valik, viidi edukalt lõpule. CAD -mudel pakub lõpliku kujunduse visuaalset esitust. Üldiselt pakuvad osakeste sülemi optimeerimise algoritmid väärtuslikku vahendit hingede tõhusaks ja tõhusaks kujundamiseks ning aitavad kaasa mehaaniliste seadmete jõudluse ja funktsionaalsuse parandamisele erinevates tööstusharudes.

Viited:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Optimeerimisuuringud 3-up/s paralleelse piljardi kuuli liigendi kohta [J]. Kosmosetootmistehnoloogia, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Uue ülivõimsa robotj-i ühine disain. Mehaaniline disain ja tootmine, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. RBF -i ja osakeste sülemi optimeerimise algoritmil põhinevate elektroonilise kiirendi pedaali pinge parameetrite optimaalne disain [J]. Mehaaniline disain ja tootmine, 2011 (1): 72-74.