Дизајн на тешка шарка со голем агол на ротација заснован на оптимизација на рој на честички.

Шарките се основни компоненти во механичките уреди, овозможувајќи движење и ротација. Додека разни видови на шарки се користат во индустриите, како што се ротирачки шарки, шарки на Хук, сферични шарки, хидраулични цилиндри и парови на ореви од завртки, тие сè уште имаат одредени ограничувања. На пример, под тешки товари, традиционалните шарки треба да бидат густи за да се исполнат барањата за ригидност. Покрај тоа, во специјални случаи кога просторот е ограничен, а товарите се големи, традиционалните шарки може да се борат да ја исполнат својата функција.

Како резултат, се зголемува интересот за истражување на нови дизајни на шарки. Алгоритам за оптимизација на рој на честички (ПСО), еден вид алгоритам за разузнавање на ројот, се здоби со значителен развој и примена во инженерските полиња. Овој алгоритам го користи однесувањето на групите за птици кои летаат за храна за да постигнат оптимални решенија во сложените простори преку соработка и конкуренција меѓу поединците. ПСО алгоритмите се многу ефикасни, лесни за спроведување и опширно се користат во инженерската пракса. Основниот процес на PSO алгоритмот вклучува иницијализација, лет на честички и утврдување на резултати. Алгоритмот започнува со случајно генерирање на почетна популација на честички, кои се движат во рамките на изводливиот регион. Со пресметување на фитнес вредноста на секоја честичка, алгоритмот ја одредува новата насока на движење и брзината на секоја честичка. За време на секоја рунда на движење на честички, оптималната честичка и историските оптимални честички имаат поголемо влијание врз следната рунда на движење. По повеќекратни повторувања, алгоритмот го добива оптималното решение.

Изведбата на конвергенција на алгоритмот ПСО е подобрена со воведување на тегови на инерција, како што е предложено од Ши и Еберхарт. Равенката за еволуција на честички вклучува неколку компоненти, вклучувајќи инерција, сознание и социјална соработка. Параметрите на алгоритмот, како што се брзината на честички и бројот на повторувања, можат да се прилагодат врз основа на специфични барања. ПСО алгоритмите станаа широко користен алгоритам за интелигентна оптимизација во инженерските апликации и честопати ги надминуваат генетските алгоритми. Сепак, алгоритмите на ПСО сè уште се соочуваат со предизвици, како што е предвремена конвергенција. Затоа, има значајни истражувања посветени на подобрување на алгоритмот на ПСО и решавање на неговите ограничувања.

Во контекст на дизајнот на шарки, барањата на проектот вклучуваат капацитет на оптоварување од 3 тони и агол на ротација од 90 степени, со димензии кои не надминуваат 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. За да се исполнат овие барања, механизмот 2RPR е избран како механизам за шарки. Овој механизам се состои од ротирачки пар и подвижен пар, кој нуди голема ригидност, прилагодување на грешки и можности за компензација. Покрај тоа, механизмот е симетричен, овозможувајќи лесна инсталација и одржување.

За време на процесот на дизајнирање на оптимизација, аголот на ротација и барањата за големина се исполнети со примена на геометриски ограничувања. Сепак, клучниот предизвик лежи во обезбедувањето на механизмот има одлични можности за пренесување на силата. Ова обично се постигнува со поставување минимален агол на пренос за механизмот.

За да се анализира преносот на силата, шипката CE е избрана како предмет за анализа. Под претпоставка за маса на оптоварување на m и растојание од Д помеѓу неговиот центар на маса и ротациониот пар, се испитува силата извршена на шипката. Со разгледување на аглите помеѓу силите и шипката, како и аголот помеѓу шипката и х-оската, се изведува равенка на рамнотежа на силата. Оваа равенка ги обезбедува можностите за пренесување на силата на механизмот.

Врз основа на резултатите од анализата, подвижниот пар е дизајниран соодветно. Електричен модел на цилиндар, GSX40-1201, е прелиминарно избран, земајќи ги предвид мозочниот удар, нафрлање и аксијалните димензии. Други фактори, како што е големината на компонентата, исто така се разгледуваат во финалниот дизајн. Лизгачките лежишта изработени од алуминиумска бронза се избираат за секој ротирачки пар, со оглед на нивниот висок капацитет за оптоварување и барања за прецизност. Главните компоненти се изработени од челик од легура од 35crmnsia, кој нуди голема јачина на затегнување и еластичен модул.

По завршувањето на механичкиот дизајн, воспоставен е CAD модел за да се визуелизира конечниот дизајн. Алгоритмот за оптимизација на рој на честички успешно го оптимизираше дизајнот на шарките со голема ротација на агол, осигурувајќи се дека ги исполнува сите барања за дизајн.

Како заклучок, алгоритмот за оптимизација на рој на честички се покажа како ефикасен во оптимизирање на дизајнирањето на шарка со големи ротации. Преку внимателна конфигурација и анализа, беше постигнат оптимален дизајн на механизмот 2RPR. Механичкиот дизајн, вклучително и изборот на компоненти и материјали, беше успешно завршен. Моделот CAD обезбедува визуелна претстава на финалниот дизајн. Севкупно, алгоритмите за оптимизација на рој на честички нудат вредна алатка за ефикасно и ефикасно дизајнирање на шарки и придонесуваат за подобрување на перформансите и функционалноста на механичките уреди во различни индустрии.

Референци:

1. Веи Мин, Хан Ксијангуо, angанг јуни. Истражување за оптимизација на 3-УП/С ПАРАЛЕЛНА БИЛАРД БОЛАРНА ХИНГЕ [Ј]. Технологија за производство на воздушна вселена, 2011 (3): 19-23.

2. Чен Лишун, Ли Ли, angанг Хонглианг. Заеднички дизајн на нов супер-рединдантен роботи. Механички дизајн и производство, 2010 (6): 148-150.

3. Јанг Шун, Каи Анџианг. Оптимален дизајн на параметрите за прилагодување на напон на електронски акцелератор на педалот врз основа на алгоритмот за оптимизација на рој на честички [J]. Механички дизајн и производство, 2011 (1): 72-74.