Lieljaudas eņģes ar lielu rotācijas leņķi, pamatojoties uz daļiņu spietu optimizāciju_hinge zināt

Eņģes ir būtiskas sastāvdaļas mehāniskajās ierīcēs, ļaujot kustēties un rotēt. Kaut arī dažāda veida eņģes ir plaši izmantotas nozarēs, piemēram, rotācijas eņģes, eņģes, sfēriskas eņģes, hidrauliskie cilindri un lodīšu skrūvju uzgriežņu pāriem, tām joprojām ir daži ierobežojumi. Piemēram, zem lielām kravām tradicionālajām eņģēm jābūt biezām, lai izpildītu stingrības prasības. Turklāt īpašos gadījumos, kad telpa ir ierobežota un kravas ir lielas, tradicionālās eņģes var cīnīties, lai izpildītu savu funkciju.

Tā rezultātā arvien pieaug interese izpētīt jaunus eņģu dizainus. Daļiņu spietu optimizācijas (PSO) algoritms, swarm izlūkošanas algoritma veids, ir ieguvis ievērojamu attīstību un pielietojumu inženiertehniskajās jomās. Šis algoritms izmanto putnu grupu izturēšanos, kas lido ar pārtiku, lai panāktu optimālus risinājumus sarežģītās telpās, sadarbojoties un konkurējot starp indivīdiem. PSO algoritmi ir ļoti efektīvi, viegli īstenojami un plaši izmantojami inženierzinātņu praksē. PSO algoritma pamatprocess ietver inicializāciju, daļiņu lidojumu un rezultātu noteikšanu. Algoritms sākas ar to, ka nejauši ģenerē sākotnējo daļiņu populāciju, kas pārvietojas iespējamā reģionā. Aprēķinot katras daļiņas piemērotības vērtību, algoritms nosaka katras daļiņas jauno kustības virzienu un ātrumu. Katras daļiņu kustības kārtas laikā optimālajai daļiņai un vēsturiskajai optimālajai daļiņai ir lielāka ietekme uz nākamo kustības kārtu. Pēc vairākām iterācijām algoritms iegūst optimālu risinājumu.

PSO algoritma konverģences veiktspēja ir uzlabojusies, ieviešot inerces svaru, kā ierosinājuši Ši un Eberharts. Daļiņu evolūcijas vienādojums ietver vairākas sastāvdaļas, ieskaitot inerci, izziņu un sociālo sadarbību. Algoritma parametrus, piemēram, daļiņu ātrumu un iterāciju skaitu, var pielāgot, pamatojoties uz īpašām prasībām. PSO algoritmi ir kļuvuši par plaši izmantotu inteliģentu optimizācijas algoritmu inženiertehniskajos lietojumos un bieži pārspēj ģenētiskos algoritmus. Tomēr PSO algoritmi joprojām saskaras ar izaicinājumiem, piemēram, priekšlaicīgu konverģenci. Tāpēc ir bijuši nozīmīgi pētījumi, kas veltīti PSO algoritma uzlabošanai un tā ierobežojumu novēršanai.

Eņģu dizaina kontekstā projekta prasības ietver slodzes jaudu 3 tonnas un rotācijas leņķi ± 90 grādos, izmēri nepārsniedzot 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Lai izpildītu šīs prasības, 2RPR mehānisms tiek izvēlēts kā eņģu mehānisms. Šis mehānisms sastāv no rotējoša pāra un kustīga pāra, kas piedāvā augstu stingrību, kļūdu pielāgošanu un kompensācijas iespējas. Turklāt mehānisms ir simetrisks, kas ļauj ērti uzstādīt un apkopot.

Optimizācijas projektēšanas procesa laikā rotācijas leņķis un lieluma prasības tiek izpildītas, izmantojot ģeometriskus ierobežojumus. Tomēr galvenais izaicinājums ir, lai nodrošinātu, ka mehānismam ir lieliskas spēka pārraides iespējas. Parasti to panāk, iestatot minimālo mehānisma pārraides leņķi.

Lai analizētu spēka pārraidi, stieņu CE tiek izvēlēts kā analīzes objekts. Pieņemot, ka slodzes masa ir M un D attālums starp tā masas centru un rotācijas pāri, tiek pārbaudīts stieņa CE radītais spēks. Ņemot vērā leņķus starp spēkiem un stieni, kā arī leņķi starp stieni un x asi, tiek iegūts spēka līdzsvara vienādojums. Šis vienādojums nodrošina mehānisma spēka pārraides iespējas.

Balstoties uz analīzes rezultātiem, kustīgais pāris ir attiecīgi izstrādāts. Iepriekš tiek izvēlēts elektriskais cilindra modelis GSX40-1201, ņemot vērā insulta, vilces un aksiālo izmēru. Galīgajā dizainā tiek ņemti vērā arī citi faktori, piemēram, komponentu lielums. Katram rotējošajam pārim tiek izvēlēti bīdāmi gultņi, kas izgatavoti no alumīnija bronzas, ņemot vērā to augsto slodzes spēju un precizitātes prasības. Galvenās sastāvdaļas ir izgatavotas no 35crmnsia sakausējuma tērauda, ​​kas piedāvā augstu stiepes izturību un elastības moduli.

Pēc mehāniskā dizaina pabeigšanas tiek izveidots CAD modelis, lai vizualizētu galīgo dizainu. Daļiņu spietu optimizācijas algoritms ir veiksmīgi optimizējis lielās žņaugu lieljaudas eņģes dizainu, nodrošinot, ka tā atbilst visām projektēšanas prasībām.

Noslēgumā jāsaka, ka daļiņu spietu optimizācijas algoritms ir izrādījies efektīvs, lai optimizētu lielas žņaugu lieljaudas eņģes projektēšanu. Ar rūpīgu konfigurāciju un analīzi tika panākts 2RPR mehānisma optimālais dizains. Mehāniskais dizains, ieskaitot komponentu un materiālu izvēli, tika veiksmīgi pabeigts. CAD modelis nodrošina galīgā dizaina vizuālu attēlojumu. Kopumā daļiņu spietu optimizācijas algoritmi piedāvā vērtīgu rīku efektīvai un efektīvai eņģu izstrādei un veicina mehānisko ierīču veiktspējas un funkcionalitātes uzlabošanu dažādās nozarēs.

Atsauces:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Optimizācijas pētījumi par 3-UP/s paralēlu biljarda bumbiņu eņģi [J]. Aviācijas un kosmosa ražošanas tehnoloģija, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Jaunu super samazinošu robotj kopīgs dizains. Mehāniskais dizains un ražošana, 2010 (6): 148–150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Optimāls elektroniskā akseleratora pedāļa sprieguma regulēšanas parametru dizains, pamatojoties uz RBF un daļiņu spietu optimizācijas algoritmu [J]. Mehāniskais dizains un ražošana, 2011 (1): 72–74.