Sunkiųjų vyrių su dideliu sukimosi kampu, remiantis dalelių spiečio optimizavimu_hinge, dizainas. Žinokite

Vyriai yra pagrindiniai mechaninių prietaisų komponentai, leidžiantys judėti ir suktis. Nors įvairių tipų vyriai buvo plačiai naudojami pramonės šakose, tokiose kaip sukamieji vyriai, hoke vyriai, sferiniai vyriai, hidrauliniai cilindrai ir rutulinių varžtų veržlių poros, jie vis dar turi tam tikrų apribojimų. Pavyzdžiui, esant didelėms apkrovoms, tradiciniai vyriai turi būti storos, kad atitiktų standumo reikalavimus. Be to, specialiais atvejais, kai erdvė yra ribota, o apkrovos yra didelės, tradiciniai vyriai gali stengtis atlikti savo funkciją.

Dėl to vis didesnis susidomėjimas tyrinėti naujus vyrių dizainus. Dalelių spiečio optimizavimo (PSO) algoritmas, spiečio žvalgybos algoritmas, įgijo reikšmingą tobulėjimą ir pritaikymą inžinerijos srityse. Šis algoritmas naudoja paukščių grupių, skraidančių maistui, elgesį, siekiant optimalių sprendimų sudėtingose ​​erdvėse, bendradarbiaudamas ir konkurencijos tarp asmenų. PSO algoritmai yra labai efektyvūs, lengvai įgyvendinami ir plačiai naudojami inžinerijos praktikoje. Pagrindinis PSO algoritmo procesas apima inicijavimą, dalelių skrydį ir rezultatų nustatymą. Algoritmas prasideda atsitiktinai sukuriant pradinę dalelių populiaciją, kuri juda įmanomoje srityje. Apskaičiuodamas kiekvienos dalelės tinkamumo vertę, algoritmas nustato naują kiekvienos dalelės judesio kryptį ir greitį. Kiekvieno dalelių judėjimo raunde optimali dalelė ir istorinė optimalioji dalelė daro didesnę įtaką kitam judesio etapui. Po daugybės iteracijų algoritmas gauna optimalų sprendimą.

PSO algoritmo konvergencijos našumas buvo patobulintas įvedant inercijos svorius, kaip pasiūlė Shi ir Eberhart. Dalelių evoliucijos lygtis apima keletą komponentų, įskaitant inerciją, pažinimą ir socialinį bendradarbiavimą. Algoritmo parametrai, tokie kaip dalelių greitis ir iteracijų skaičius, gali būti pakoreguoti atsižvelgiant į specifinius reikalavimus. PSO algoritmai tapo plačiai naudojamu intelektualaus optimizavimo algoritmu inžinerijos programose ir dažnai pralenkia genetinius algoritmus. Tačiau PSO algoritmai vis dar susiduria su iššūkiais, tokiais kaip priešlaikinė konvergencija. Todėl buvo atlikti reikšmingi tyrimai, skirti tobulinti VIAP algoritmą ir išspręsti jo apribojimus.

Vyrų projektavimo kontekste projekto reikalavimai apima 3 tonų apkrovos talpą ir ± 90 laipsnių sukimosi kampą, o matmenys neviršija 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Siekiant atitikti šiuos reikalavimus, 2RPR mechanizmas pasirinktas kaip vyrio mechanizmas. Šis mechanizmas susideda iš besisukančios poros ir judančios poros, siūlančios didelį tvirtumą, klaidų reguliavimą ir kompensavimo galimybes. Be to, mechanizmas yra simetriškas, leidžiantis lengvai montuoti ir prižiūrėti.

Optimizavimo projektavimo proceso metu sukimosi kampas ir dydžio reikalavimai tenkinami taikant geometrinius apribojimus. Tačiau pagrindinis iššūkis slypi užtikrinant, kad mechanizmas turi puikias jėgos perdavimo galimybes. Paprastai tai pasiekiama nustatant minimalų mechanizmo perdavimo kampą.

Norėdami išanalizuoti jėgos perdavimą, strypas CE pasirinktas kaip analizės objektas. Darant prielaidą, kad apkrovos masė M ir D atstumas tarp jo masės centro ir sukimosi poros, tiriama jėga, veikiama ant strypo CE. Atsižvelgiant į kampus tarp jėgų ir strypo CE, taip pat kampą tarp strypo ir x ašies, gaunama jėgos balanso lygtis. Ši lygtis užtikrina mechanizmo jėgos perdavimo galimybes.

Remiantis analizės rezultatais, judanti pora yra atitinkamai sukurta. Preliminariai pasirinktas elektrinis cilindro modelis GSX40-1201, atsižvelgiant į insultą, trauką ir ašinius matmenis. Galutiniame dizaine taip pat atsižvelgiama į kitus veiksnius, tokius kaip komponentų dydis. Kiekvienai besisukančiai porai pasirenkami stumdomi guoliai, pagaminti iš aliuminio bronzos, atsižvelgiant į jų didelę apkrovos galią ir tikslumo reikalavimus. Pagrindiniai komponentai yra pagaminti iš 35Crmnsia lydinio plieno, kuris siūlo didelį tempimo stiprumą ir elastinį modulį.

Užbaigus mechaninį dizainą, galutiniam dizainui vizualizuoti yra CAD modelis. Dalelių spiečio optimizavimo algoritmas sėkmingai optimizavo didelio rotacijos kampo sunkiųjų vyrių dizainą, užtikrindamas, kad jis atitiktų visus projektavimo reikalavimus.

Apibendrinant galima pasakyti, kad dalelių spiečio optimizavimo algoritmas pasirodė efektyvus optimizuojant didelio rotacijos kampo sunkiųjų vyrių dizainą. Atliekant kruopščią konfigūraciją ir analizę, buvo pasiektas optimalus 2RPR mechanizmo projektavimas. Buvo sėkmingai baigtas mechaninis dizainas, įskaitant komponentų ir medžiagų pasirinkimą. CAD modelis pateikia vaizdinį galutinio dizaino vaizdą. Apskritai, dalelių spiečių optimizavimo algoritmai siūlo vertingą įrankį efektyviam ir efektyviam vyrių projektavimui ir prisidėti siekiant pagerinti mechaninių prietaisų našumą ir funkcionalumą įvairiose pramonės šakose.

Nuorodos:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. 3-ų/s lygiagrečių biliardo rutulinio vyrio optimizavimo tyrimai [J]. Aviacijos ir kosmoso gamybos technologija, 2011 (3): 19–23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Bendras naujų supermercinių robotj dizainas. Mechaninis dizainas ir gamyba, 2010 (6): 148–150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Optimalus elektroninio greitintuvo pedalo įtampos reguliavimo parametrų, pagrįstų RBF ir dalelių spiečio optimizavimo algoritmu, projektavimas [J]. Mechaninis dizainas ir gamyba, 2011 (1): 72–74.