解決方案I I藝/工紫/柵具/診斷/檢測(cè)/維修/改造送紙機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)劉惠(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽(yáng)712000摘要:針對(duì)一種送紙機(jī)構(gòu),利用矢量方程解析法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行 了運(yùn)動(dòng)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,建立了推紙板最大線速度與輥簡(jiǎn)線速度之差為最小值的機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,利用Matab對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化數(shù)學(xué)計(jì)算有效地提高了送紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)送速度和生產(chǎn)率。關(guān)鍵詞:送紙機(jī)構(gòu);平面連桿;優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):TH112文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A，文章編號(hào): 1002- -333(2009 )04- -0123-02An Optimum Design of Paper Delivery SystemLIU Hui(Shaanxi Polytechnic Institute Xianyang 712000, China)Abstract: One kind of paper delivery system is analysed and optimized; the kinematic analysis of this mechanism isstudied by complexor equation analysis. Based on this, the minimum diference value between the maximum speed ofthe paper carrying board and the roller linear speed is established as the optimization design mathematical model, andoptimization mathematical calculation is done in Matlab environment. The result indicated that the operation speed iselevated effectively after the optimization.Key words: paper delivery Bystem; planar linkage; optimum design1引言桿,EF與滑塊固連,F點(diǎn)為了提高生產(chǎn)效率,某企業(yè)改進(jìn)了送紙機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),的軌跡及速度為分析對(duì)并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。象。上輥筒，紙送紙機(jī)構(gòu)工六桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)關(guān)D度方向作原理如圖1所系如圖2所示,a.ar.as、示,為一個(gè)平面六a4分別為桿AC、BD、一桿3下提筒每問(wèn)桿機(jī)構(gòu),桿1回轉(zhuǎn)DE、EF的長(zhǎng)度,么為A、帶動(dòng)桿2擺動(dòng),桿B之間高度,L為機(jī)構(gòu)總[桿23隨桿2平動(dòng)和轉(zhuǎn)高度,0.02.03分別為桿圖1送紙機(jī)構(gòu)工作原理動(dòng)，通過(guò)桿4帶動(dòng)AC、BD、DE與水平方向圖2送紙機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圄推紙板運(yùn)動(dòng),推紙的央角。以B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),AB為y軸建立坐標(biāo)系。板往復(fù)一次,推出紙堆最下層紙張,在紙張速度與輥簡(jiǎn)線在機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)閉鏈BCA B和BDEFOB,列出閉鏈速度相同時(shí)紙張進(jìn)入輥筒,以進(jìn)行加工。方程組:生產(chǎn)中要求提高效率,原有機(jī)構(gòu)運(yùn)送速度已無(wú)法滿在閉鏈BCAB中:足要求,必須對(duì)機(jī)構(gòu)各桿件尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以提高運(yùn)r2Cos0- ancos02=0(1)送速度。r2sin0- apsin0;-L,=0 I2機(jī)構(gòu)分析在閉鏈BDEFOB中:2.1 軌跡分析11acos0+aycos03- -rg=0(2)送紙機(jī)構(gòu)可簡(jiǎn)化為圖2所示的平面六桿機(jī)構(gòu)asinO+asin0y+ar-L=0 IABCDEF,其中曲柄AC為主動(dòng)件,BD為搖桿,DE為連式(1)、(2)中已知量有01L .L\a1var、a3.a,待求未知利人庫(kù)了。量,這樣往往能很快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在,少走彎路。與熱處理3結(jié)語(yǔ)加工有關(guān)的原始記錄,其保存期要大于一年,以便質(zhì)量分不能僅靠目測(cè)來(lái)進(jìn)行熱處理酸洗鉆頭工序的外觀檢析時(shí)采中國(guó)煤化工(編輯啟迪驗(yàn),應(yīng)有符合工藝要求的方法來(lái)保證,更重要的是要有持續(xù)有效的監(jiān)管措施,使正確的方法能夠正確的實(shí)施。在作者簡(jiǎn)介MYHC N M H G事產(chǎn)品質(zhì)量管理、技術(shù)解決酸洗鉆頭表面處理質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，若同期加工的噴砂和生產(chǎn)工作。鉆頭外觀合格,則應(yīng)首先排查熱處理清洗酸洗的加工質(zhì)收稿日期:2008-12-20機(jī)械工程師2009 年第4期| 123解決方案I藝/工裝/概具1診豳/榆測(cè)/維筋/改造量為I2v13.02.03o優(yōu)化設(shè)計(jì)的任務(wù)是在可行區(qū)域內(nèi)找到一個(gè)點(diǎn)，使目解方程組得:標(biāo)函數(shù)值最小。因此可作如下數(shù)學(xué)描述:r=Va+Z+2Lqasin0r 0-=arccoe gcosb.尋找X=(x,x,x)"r2(3)使得f(x)→minr=axcos0+ascosO3 0-=arcsin-oasin0ra4并滿足44≤x≤66;36≤xp≤504;520≤x≤780以上就是優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。2.2速度分析式(1)、(2)對(duì)時(shí)間t求一階導(dǎo)數(shù),可得平面六桿機(jī)構(gòu)3.2利用Malab進(jìn)行機(jī)構(gòu)優(yōu)化分析用Matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)速度方程:化。首先找出在O取何值時(shí)F點(diǎn)取得最大速度,對(duì)式(1)~ixcos0- -rsin0=0r+asin00=0(4)式(6)用Matlab編程進(jìn)行isin0x+r2cos0.0r -aycos0.0=0計(jì)算.可知在0-=4.7124弧度即270.1376時(shí),F點(diǎn)取.C 出個(gè)數(shù)-agsin0=0r asin0=05-ij=0 |(5)得最大速度，將F點(diǎn)取得調(diào)用豐盾教axcos0202+ascos0j02=0最大值時(shí)的0n帶入優(yōu)化方0為輸入量,解方程組得:程進(jìn)行計(jì)算?！刚{(diào)用門(mén)標(biāo)麗數(shù)請(qǐng)用內(nèi)來(lái)成數(shù)程序框圖如圖3。.i=- aosin(0~-O2)程序運(yùn)行的結(jié)果為:0=9 0ycos(0,-02)x= 6.9997輸出結(jié)果497.4580 650.0000i;=- abDsin0r a0)sin0nsf=2.4045e- 007圈3優(yōu)化計(jì)算程序 框圉g;= a0.cosOz(6)將優(yōu)化得到的一組x值,即an.a2.23的長(zhǎng)度帶入依據(jù)azCOsO2方程(1)至(6)式編制的程序內(nèi),可得日與F點(diǎn)速度關(guān)系3機(jī)構(gòu)優(yōu)化通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，現(xiàn)有機(jī)構(gòu)參數(shù)在轉(zhuǎn)速為如圖4所示,此時(shí)F點(diǎn)最大速度達(dá)到2.865m/s。而輥簡(jiǎn)線速度為:oR=4xpix228=2.864m/s2rad/s 時(shí),F點(diǎn)獲得的最高速度為1.873m/soF 方欲提高運(yùn)4結(jié)論送速度,將輥筒直徑由300mm增大為456mm,此時(shí)輥簡(jiǎn)如圖4所示，送紙機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,F點(diǎn)速度曲線最線速度也隨之增大。則需要調(diào)整機(jī)構(gòu)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)參數(shù),使F高點(diǎn)即最大速度有很大提高,與輥筒速度進(jìn)行比較,兩者點(diǎn)最大速度與輥筒線速度相等。所以,該機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)速度差為0.001m/s,誤差處于速度允差值0.005m/s之內(nèi)，是尋求適合的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使紙張?jiān)贔點(diǎn)達(dá)到最大速度時(shí)送紙機(jī)構(gòu)的運(yùn)送速度可滿足生產(chǎn)要求。進(jìn)入輥筒,且F點(diǎn)最大速度必須等于輥簡(jiǎn)線速度2。3.1數(shù)學(xué)模型的建立200025003.1.1設(shè)計(jì)變量 與設(shè)計(jì)空間D]150; 10送紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)包括L、L、a、ax、aj、a,廠方要求1000保持機(jī)構(gòu)總高度L和A、B之間高度L不變,而as的長(zhǎng)度-1000對(duì)優(yōu)化沒(méi)有影響,所以設(shè)計(jì)變量為桿1、桿2和桿3的長(zhǎng)10012345671234萬(wàn)567度,即ava2.as,即:X=(a,a,as)"=(x,2,x)thetal19度thetal/%度3.1.2約束條件及可行區(qū) 與非可行區(qū)圖4優(yōu)化前后P點(diǎn)速度曲線因送紙機(jī)構(gòu)整體尺寸不做過(guò)大調(diào)整，各桿件長(zhǎng)度如果過(guò)長(zhǎng)會(huì)使機(jī)構(gòu)尺寸過(guò)大,因此對(duì)各桿件有長(zhǎng)度約束,將本文以機(jī)構(gòu)分析為基礎(chǔ),利用Matlab語(yǔ)言對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)待優(yōu)化參數(shù)的初始長(zhǎng)度分別乘以0.8和1.2，作為尺寸優(yōu)送速度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),效果顯著,大大提高了生產(chǎn)效率?；纳舷藓拖孪?。[參考文獻(xiàn)]44≤xr≤66; 336≤x≤504; 520≤x;≤780[1] 曹惟慶,徐曾蔭.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]北京:機(jī)械工.業(yè)出版社.2005.3.1.3 目標(biāo)函數(shù)[2]王文娟.基于 Matlab優(yōu)化工具箱的平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(]輕本文討論的是單目標(biāo)多變量?jī)?yōu)化問(wèn)題。如果滑塊最工機(jī)械，2006(4):82-85.高速度高于輥簡(jiǎn)線速度,紙張送進(jìn)輥簡(jiǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生推擠。為3]李洪忠.平面多桿機(jī)構(gòu)的尺度優(yōu)化綜合[J].中國(guó)科技信息，2005(編輯黃獲)避免干涉,滑塊最高速度必須等于輥簡(jiǎn)線速度。設(shè)以滑塊中國(guó)煤化工最高速度與輥簡(jiǎn)線速度之差最小為優(yōu)化目標(biāo):(7)作著:TYHC N M H G事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的教min f(x)=V塊ar wR宇與研究。3.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型收稿日期:2008-12-26134分?jǐn)?shù)糖工程師2000 年第4期