Dizajn teških šarki s velikim kutom rotacije na temelju optimizacije roja čestica_hinge

Šarke su bitne komponente u mehaničkim uređajima, što omogućava kretanje i rotaciju. Iako se u industrijama široko koriste razne vrste šarki, poput rotacijskih šarki, Hooke šarki, sfernih šarki, hidrauličnih cilindara i parova kugličnih vijaka, oni i dalje imaju određena ograničenja. Na primjer, pod velikim opterećenjima, tradicionalne šarke moraju biti debele kako bi se ispunili zahtjevi krutosti. Uz to, u posebnim slučajevima u kojima je prostor ograničen, a opterećenja velika, tradicionalne šarke mogu se boriti za ispunjavanje svoje funkcije.

Kao rezultat toga, sve je sve veći interes za istraživanje novih dizajna šarki. Algoritam optimizacije za optimizaciju čestica (PSO), vrsta algoritma za obavještajnu službu, stekao je značajan razvoj i primjenu u inženjerskim područjima. Ovaj algoritam koristi ponašanje grupa ptica koje lete za hranu kako bi postigli optimalna rješenja u složenim prostorima kroz suradnju i konkurenciju među pojedincima. PSO algoritmi su vrlo učinkoviti, jednostavni za implementaciju i široko se koriste u inženjerskoj praksi. Osnovni postupak PSO algoritma uključuje inicijalizaciju, let čestica i određivanje rezultata. Algoritam započinje nasumičnim generiranjem početne populacije čestica, koje se kreću unutar izvedive regije. Izračunavanjem vrijednosti kondicije svake čestice, algoritam određuje novi smjer pokreta i brzinu svake čestice. Tijekom svakog kruga kretanja čestica, optimalna čestica i povijesna optimalna čestica imaju veći utjecaj na sljedeći krug pokreta. Nakon više iteracija, algoritam dobiva optimalno rješenje.

Izvedba konvergencije algoritma PSO poboljšana je uvođenjem inercijskih utega, što su predložili Shi i Eberhart. Jednadžba evolucije čestica uključuje nekoliko komponenti, uključujući inerciju, spoznaju i socijalnu suradnju. Parametri algoritma, poput brzine čestica i broja iteracija, mogu se prilagoditi na temelju specifičnih zahtjeva. PSO algoritmi postali su široko korišteni algoritam inteligentne optimizacije u inženjerskim aplikacijama i često nadmašuju genetske algoritme. Međutim, algoritmi PSO -a i dalje se suočavaju s izazovima, poput preuranjene konvergencije. Stoga je postojala značajna istraživanja posvećena poboljšanju algoritma PSO -a i rješavanju njegovih ograničenja.

U kontekstu dizajna šarki, zahtjevi projekta uključuju opterećenje od 3 tone i kut rotacije od ± 90 stupnjeva, a dimenzije ne prelaze 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Da bi se ispunili ovi zahtjevi, mehanizam 2RPR odabran je kao zglobni mehanizam. Ovaj se mehanizam sastoji od rotirajućeg para i pokretnog para, koji nudi visoku krutost, prilagođavanje pogrešaka i mogućnosti kompenzacije. Uz to, mehanizam je simetričan, omogućava jednostavnu instalaciju i održavanje.

Tijekom postupka dizajniranja optimizacije, zahtjevi za rotacijom i veličine ispunjavaju se primjenom geometrijskih ograničenja. Međutim, ključni izazov leži u osiguravanju da mehanizam ima izvrsne mogućnosti prijenosa sile. To se obično postiže postavljanjem minimalnog kuta prijenosa za mehanizam.

Za analizu prijenosa sile, štap CE odabran je kao objekt za analizu. Pretpostavljajući masu opterećenja M i udaljenost d između njegovog središta mase i rotacijskog para, ispituje se sila koja se vrši na štapu CE. Uzimajući u obzir kutove između sila i šipke CE, kao i kut između šipke i osi x, dobiva se jednadžba ravnoteže sile. Ova jednadžba osigurava sposobnosti prijenosa sile mehanizma.

Na temelju rezultata analize, pokretni par je dizajniran u skladu s tim. Električni model cilindra, GSX40-1201, preliminarno je odabran, uzimajući u obzir moždani udar, potisak i aksijalne dimenzije. Ostali čimbenici, poput veličine komponente, također se razmatraju u konačnom dizajnu. Klizni ležajevi izrađeni od aluminijske bronce odabrani su za svaki rotirajući par, s obzirom na njihov visoki kapacitet i precizni zahtjevi. Glavne komponente izrađene su od čelika od legure od 35crmnsia, koji nudi visoku vlačnu čvrstoću i modul elastike.

Po završetku mehaničkog dizajna uspostavljen je CAD model za vizualizaciju konačnog dizajna. Algoritam za optimizaciju čestica za optimizaciju čestica uspješno je optimizirao dizajn teških šarki s velikim rotacijom, osiguravajući da ispunjava sve zahtjeve za dizajnom.

Zaključno, algoritam za optimizaciju čestica za optimizaciju čestica pokazao se učinkovitim u optimizaciji dizajna teških šarki s velikim rotacijom. Pažljivom konfiguracijom i analizom postignut je optimalni dizajn mehanizma 2RPR. Mehanički dizajn, uključujući odabir komponenti i materijala, uspješno je završen. CAD model pruža vizualni prikaz konačnog dizajna. Općenito, algoritmi optimizacije rojeva čestica nude vrijedan alat za učinkovit i učinkovit 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-UPS/S paralelno zglob biljarde [J]. Tehnologija zrakoplovne proizvodnje, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Zajednički dizajn novih super-smanjenih robotj. Mehanički dizajn i proizvodnja, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Optimalni dizajn parametara podešavanja napona papučice elektroničkih akceleratora na temelju algoritma optimizacije roja RBF i čestica [J]. Mehanički dizajn i proizvodnja, 2011. (1): 72-74.