Dizajni i varen me detyra të rënda me kënd të madh rrotullimi bazuar në optimizimin e grimcave të grimcave_hinge e di

Varet janë përbërës thelbësorë në pajisjet mekanike, duke lejuar lëvizjen dhe rrotullimin. Ndërsa lloje të ndryshme të varet janë përdorur gjerësisht në industri, të tilla si varet rrotulluese, varet e thonjve, varet sferike, cilindrat hidraulikë dhe çiftet e arrave të vidhave të topit, ato ende kanë kufizime të caktuara. Për shembull, nën ngarkesa të rënda, varet tradicionale duhet të jenë të trasha për të përmbushur kërkesat e ngurtësisë. Për më tepër, në raste të veçanta kur hapësira është e kufizuar dhe ngarkesat janë të mëdha, varet tradicionale mund të luftojnë për të përmbushur funksionin e tyre.

Si rezultat, ka pasur interes në rritje për të hulumtuar modelet e reja të varet. Algoritmi i optimizmit të grimcave (PSO), një lloj algoritmi i inteligjencës swarm, ka fituar zhvillim dhe aplikim të rëndësishëm në fushat inxhinierike. Ky algoritëm përdor sjelljen e grupeve të shpendëve që fluturojnë për ushqim për të arritur zgjidhje optimale në hapësira komplekse përmes bashkëpunimit dhe konkurrencës midis individëve. Algoritmet PSO janë shumë efikase, të lehta për t’u zbatuar dhe përdoren gjerësisht në praktikën inxhinierike. Procesi themelor i një algoritmi PSO përfshin inicializimin, fluturimin e grimcave dhe përcaktimin e rezultatit. Algoritmi fillon duke gjeneruar rastësisht një popullsi fillestare të grimcave, të cilat lëvizin brenda rajonit të mundshëm. Duke llogaritur vlerën e fitnesit të secilës grimcë, algoritmi përcakton drejtimin e ri të lëvizjes dhe shpejtësinë e secilës grimcë. Gjatë secilit raund të lëvizjes së grimcave, grimca optimale dhe grimca optimale historike kanë një ndikim më të madh në raundin tjetër të lëvizjes. Pas përsëritjeve të shumta, algoritmi merr zgjidhjen optimale.

Performanca e konvergjencës së algoritmit PSO është përmirësuar duke prezantuar peshat e inercisë, siç propozohet nga Shi dhe Eberhart. Ekuacioni i evolucionit të grimcave përfshin disa përbërës, përfshirë inercinë, njohjen dhe bashkëpunimin shoqëror. Parametrat e algoritmit, të tilla si shpejtësia e grimcave dhe numri i përsëritjeve, mund të rregullohen bazuar në kërkesa specifike. Algoritmet PSO janë bërë një algoritëm i optimizmit inteligjent i përdorur gjerësisht në aplikimet inxhinierike dhe shpesh tejkalon algoritmet gjenetike. Sidoqoftë, algoritmet PSO ende përballen me sfida, siç është konvergjenca e parakohshme. Prandaj, ka pasur një hulumtim të rëndësishëm kushtuar përmirësimit të algoritmit PSO dhe adresimit të kufizimeve të tij.

Në kontekstin e dizajnit të varen, kërkesat e projektit përfshijnë një kapacitet ngarkese prej 3 tonë dhe një kënd rrotullimi prej 90 gradë , me dimensione që nuk tejkalojnë 2000 mm x 500 mm x 1000 mm. Për të përmbushur këto kërkesa, mekanizmi 2RPR zgjidhet si mekanizëm varet. Ky mekanizëm përbëhet nga një palë rrotulluese dhe një palë lëvizëse, duke ofruar ngurtësi të lartë, rregullim gabimi dhe aftësi kompensimi. Për më tepër, mekanizmi është simetrik, duke mundësuar instalimin dhe mirëmbajtjen e lehtë.

Gjatë procesit të projektimit të optimizmit, kërkesat e këndit të rrotullimit dhe madhësisë janë përmbushur duke aplikuar kufizime gjeometrike. Sidoqoftë, sfida kryesore qëndron në sigurimin e mekanizmit ka aftësi të shkëlqyera të transmetimit të forcës. Kjo zakonisht arrihet duke vendosur një kënd minimal të transmetimit për mekanizmin.

Për të analizuar transmetimin e forcës, shufra CE është zgjedhur si objekt i analizës. Duke supozuar një masë ngarkese m dhe një distancë prej d midis qendrës së saj të masës dhe çiftit të rrotullimit, ekzaminohet forca e ushtruar në shufrën CE. Duke marrë parasysh këndet midis forcave dhe shufrës CE, si dhe këndin midis shufrës dhe boshtit x, rrjedh një ekuacion i ekuilibrit të forcës. Ky ekuacion siguron aftësitë e transmetimit të forcës së mekanizmit.

Bazuar në rezultatet e analizës, çifti lëvizës është krijuar në përputhje me rrethanat. Një model i cilindrit elektrik, GSX40-1201, është zgjedhur paraprakisht, duke marrë parasysh goditjen, shtytjen dhe dimensionet boshtore. Faktorë të tjerë, siç është madhësia e përbërësit, konsiderohen gjithashtu në modelin përfundimtar. Kushinetat rrëshqitëse të bëra prej bronzi alumini zgjidhen për secilën palë rrotulluese, duke marrë parasysh kapacitetin e tyre të lartë të ngarkesës dhe kërkesat e saktësisë. Komponentët kryesorë janë bërë nga çeliku i aliazhit 35Crmnsia, i cili ofron forcë të lartë tërheqëse dhe modul elastik.

Pas përfundimit të modelit mekanik, është krijuar një model CAD për të vizualizuar modelin përfundimtar. Algoritmi i optimizimit të grimcave ka optimizuar me sukses hartimin e varen me detyrë të rëndë me kënd të madh, duke siguruar që i plotëson të gjitha kërkesat e projektimit.

Si përfundim, algoritmi i optimizmit të grimcave të grimcave është dëshmuar efektiv në optimizimin e hartimit të një varet me detyrë të rëndë me kënd të madh. Përmes konfigurimit dhe analizës së kujdesshme, u arrit modeli optimal i mekanizmit 2RPR. Dizajni mekanik, përfshirë zgjedhjen e përbërësve dhe materialeve, u përfundua me sukses. Modeli CAD siguron një paraqitje vizuale të modelit përfundimtar. Në përgjithësi, algoritmet e optimizmit të grimcave ofrojnë një mjet të vlefshëm për hartimin efikas dhe efektiv të varet dhe kontribuojnë në përmirësimin e performancës dhe funksionalitetit të pajisjeve mekanike në industri të ndryshme.

Referenca:

1. Wei Minhe, Han Xianguo, Zhang Jun. Hulumtimi i optimizmit në varen e topit të bilardos 3-UPS/S [J]. Teknologjia e Prodhimit të Hapësirës Ajrore, 2011 (3): 19-23.

2. Chen Lishun, Li Li, Zhang Hongliang. Dizajn i përbashkët i robotj-it të ri super të fortë. Dizajni dhe Prodhimi Mekanik, 2010 (6): 148-150.

3. Yang Shun, Cai Anjiang. Dizajni optimal i parametrave të rregullimit të tensionit të pedalimit të përshpejtuesit elektronik bazuar në RBF dhe algoritmin e optimizmit të Swarm të grimcave [J]. Dizajni dhe Prodhimi Mekanik, 2011 (1): 72-74.