解決方案I I藝/工紫/柵具/診斷/檢測/維修/改造送紙機構的優(yōu)化設計劉惠(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西咸陽712000摘要:針對一種送紙機構,利用矢量方程解析法對機構進行 了運動分析與優(yōu)化設計。在此基礎上,建立了推紙板最大線速度與輥簡線速度之差為最小值的機構優(yōu)化設計數(shù)學模型,利用Matab對機構進行了優(yōu)化數(shù)學計算有效地提高了送紙機構的運送速度和生產率。關鍵詞:送紙機構;平面連桿;優(yōu)化設計中圖分類號:TH112文獻標識碼:A，文章編號: 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點為了提高生產效率,某企業(yè)改進了送紙機構的結構,的軌跡及速度為分析對并進行了優(yōu)化設計。象。上輥筒，紙送紙機構工六桿機構的結構關D度方向作原理如圖1所系如圖2所示,a.ar.as、示,為一個平面六a4分別為桿AC、BD、一桿3下提筒每問桿機構,桿1回轉DE、EF的長度,么為A、帶動桿2擺動,桿B之間高度,L為機構總[桿23隨桿2平動和轉高度,0.02.03分別為桿圖1送紙機構工作原理動，通過桿4帶動AC、BD、DE與水平方向圖2送紙機構簡圄推紙板運動,推紙的央角。以B點為坐標原點,AB為y軸建立坐標系。板往復一次,推出紙堆最下層紙張,在紙張速度與輥簡線在機構中有兩個閉鏈BCA B和BDEFOB,列出閉鏈速度相同時紙張進入輥筒,以進行加工。方程組:生產中要求提高效率,原有機構運送速度已無法滿在閉鏈BCAB中:足要求,必須對機構各桿件尺寸進行優(yōu)化設計,以提高運r2Cos0- ancos02=0(1)送速度。r2sin0- apsin0;-L,=0 I2機構分析在閉鏈BDEFOB中:2.1 軌跡分析11acos0+aycos03- -rg=0(2)送紙機構可簡化為圖2所示的平面六桿機構asinO+asin0y+ar-L=0 IABCDEF,其中曲柄AC為主動件,BD為搖桿,DE為連式(1)、(2)中已知量有01L .L\a1var、a3.a,待求未知利人庫了。量,這樣往往能很快發(fā)現(xiàn)問題所在,少走彎路。與熱處理3結語加工有關的原始記錄,其保存期要大于一年,以便質量分不能僅靠目測來進行熱處理酸洗鉆頭工序的外觀檢析時采中國煤化工(編輯啟迪驗,應有符合工藝要求的方法來保證,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施。在作者簡介MYHC N M H G事產品質量管理、技術解決酸洗鉆頭表面處理質量問題時，若同期加工的噴砂和生產工作。鉆頭外觀合格,則應首先排查熱處理清洗酸洗的加工質收稿日期:2008-12-20機械工程師2009 年第4期| 123解決方案I藝/工裝/概具1診豳/榆測/維筋/改造量為I2v13.02.03o優(yōu)化設計的任務是在可行區(qū)域內找到一個點，使目解方程組得:標函數(shù)值最小。因此可作如下數(shù)學描述: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)化設計的數(shù)學模型。2.2速度分析式(1)、(2)對時間t求一階導數(shù),可得平面六桿機構3.2利用Malab進行機構優(yōu)化分析用Matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)進行參數(shù)優(yōu)速度方程:化。首先找出在O取何值時F點取得最大速度,對式(1)~ixcos0- -rsin0=0r+asin00=0(4)式(6)用Matlab編程進行isin0x+r2cos0.0r -aycos0.0=0計算.可知在0-=4.7124弧度即270.1376時,F點取.C 出個數(shù)-agsin0=0r asin0=05-ij=0 |(5)得最大速度，將F點取得調用豐盾教axcos0202+ascos0j02=0最大值時的0n帶入優(yōu)化方0為輸入量,解方程組得:程進行計算?！刚{用門標麗數(shù)請用內來成數(shù)程序框圖如圖3。.i=- aosin(0~-O2)程序運行的結果為:0=9 0ycos(0,-02)x= 6.9997輸出結果497.4580 650.0000i;=- abDsin0r a0)sin0nsf=2.4045e- 007圈3優(yōu)化計算程序 框圉g;= a0.cosOz(6)將優(yōu)化得到的一組x值,即an.a2.23的長度帶入依據(jù)azCOsO2方程(1)至(6)式編制的程序內,可得日與F點速度關系3機構優(yōu)化通過對機構的運動分析，現(xiàn)有機構參數(shù)在轉速為如圖4所示,此時F點最大速度達到2.865m/s。而輥簡線速度為:oR=4xpix228=2.864m/s2rad/s 時,F點獲得的最高速度為1.873m/soF 方欲提高運4結論送速度,將輥筒直徑由300mm增大為456mm,此時輥簡如圖4所示，送紙機構優(yōu)化設計后,F點速度曲線最線速度也隨之增大。則需要調整機構現(xiàn)有結構參數(shù),使F高點即最大速度有很大提高,與輥筒速度進行比較,兩者點最大速度與輥筒線速度相等。所以,該機構的優(yōu)化設計速度差為0.001m/s,誤差處于速度允差值0.005m/s之內，是尋求適合的結構參數(shù)，使紙張在F點達到最大速度時送紙機構的運送速度可滿足生產要求。進入輥筒,且F點最大速度必須等于輥簡線速度2。3.1數(shù)學模型的建立200025003.1.1設計變量 與設計空間D]150; 10送紙機構的設計參數(shù)包括L、L、a、ax、aj、a,廠方要求1000保持機構總高度L和A、B之間高度L不變,而as的長度-1000對優(yōu)化沒有影響,所以設計變量為桿1、桿2和桿3的長10012345671234萬567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點速度曲線因送紙機構整體尺寸不做過大調整，各桿件長度如果過長會使機構尺寸過大,因此對各桿件有長度約束,將本文以機構分析為基礎,利用Matlab語言對機構的運待優(yōu)化參數(shù)的初始長度分別乘以0.8和1.2，作為尺寸優(yōu)送速度進行了優(yōu)化設計,效果顯著,大大提高了生產效率?；纳舷藓拖孪?。[參考文獻]44≤xr≤66; 336≤x≤504; 520≤x;≤780[1] 曹惟慶,徐曾蔭.機構設計[M]北京:機械工.業(yè)出版社.2005.3.1.3 目標函數(shù)[2]王文娟.基于 Matlab優(yōu)化工具箱的平面連桿機構的設計(]輕本文討論的是單目標多變量優(yōu)化問題。如果滑塊最工機械，2006(4):82-85.高速度高于輥簡線速度,紙張送進輥簡時會產生推擠。為3]李洪忠.平面多桿機構的尺度優(yōu)化綜合[J].中國科技信息，2005(編輯黃獲)避免干涉,滑塊最高速度必須等于輥簡線速度。設以滑塊中國煤化工最高速度與輥簡線速度之差最小為優(yōu)化目標:(7)作著:TYHC N M H G事機械設計與制造的教min f(x)=V塊ar wR宇與研究。3.1.4優(yōu)化設計的數(shù)學模型收稿日期:2008-12-26134分數(shù)糖工程師2000 年第4期