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基于最小特性值的破碎机机构参数优化设计
  • ISSN号:1001-7445
  • 期刊名称:广西大学学报(自然科学版)
  • 时间:2011.4.4
  • 页码:222-227
  • 分类:TD403[矿业工程—矿山机电] TH122[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]广西大学机械工程学院,广西南宁530004, [2]上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西柳州545007
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51065002); 广西南宁市科技项目(200901024A)
  • 相关项目:基于非线性振动的多失效模式水轮发电机组混合可靠性研究
中文摘要:

破碎机机构尺寸参数的设计是决定产品性能的关键。本文选择了量大面广的PE600×900鄂式破碎机为研究对象,通过建立以动颚行程特性值最小为目标函数的优化数学模型,利用MATLAB优化工具箱中的序列二次规划(SQP)算法,采用直接调用fm incon函数的方式,实现有约束条件下的破碎机机构尺寸参数优化问题的求解。优化结果显示,破碎机排料口处行程特性值为2.47,减小21.84%。其中,垂直行程由56.80 mm减少到55.24 mm,水平行程由17.99 mm增大到22.36 mm。机构的运动特性得到改善。计算结果表明,产品的生产能力由原来的49.59 m3/h提高到55.04 m3/h,提高了18.11%,且传动角仍然满足45°≤γ≤55°的要求。此外,优化后的偏心距为18.5 mm,略有减小,既不影响破碎物料必要的水平行程,使物料得以充分破碎,又降低了工作时作用在曲柄销轴上的阻力矩,减少功率的消耗。本文利用MATLAB优化工具箱进行优化设计,不仅采用了求解机械优化设计中有约束非线性优化问题最有效的序列二次规划法,提高了计算精度和效率;同时针对其编程工作量小的特点,在优化设计中增加了设计变量,这使设计与同类研究相比能够得到更加精确的机构参数的优化尺寸。

英文摘要:

The design of the crusher mechanism parameters is the key to determine product quality.This paper chooses the PE600×900 jaw crusher which is used extensively and produced in large quantity as the research object.By establishing an optimization mathematical model with the minimum traveling eigenvalue of moving jaw as the objective function,making use of the sequential quadratic programming(SQP) algorithm of MATLAB optimal toolbox and adopting the way directly calling fmincon function,an optimal solution of the crusher mechanism parameters under constraint condition was obtained.The result of optimization shows that the output traveling eigenvalue of crusher is 2.47,21.84% lower than the original.While the vertical travel is reduced from 56.80 mm to 55.24 mm,the horizontal travel is increased from 17.99 mm to 22.36 mm.Kinematic characteristics of the mechanism are significantly improved.The calculated results show that the production capacity is raised from 49.59 m3/h to 55.04 m3/h,an increase of 18.11%,and the transmission angle meets the requirements ranging from 45° to 55°.Although the optimal crank offset is reduced slightly to 18.5 mm,the necessary horizontal travel breaking material is not affected,the material can be fully broken,and both of the resistance torque on the crank and the power consumption of crusher is reduced.By using MATLAB optimization toolbox and the sequential quadratic programming in optional design,nonlinear optimization problem can be resolved the computational efficiency and accuracy can be increased.Since the programming workload of SQP is smaller,the number of variables in optimization design can be increased to achieve more accurate optimization sizes of mechanism parameters.

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期刊信息
  • 《广西大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:广西大学
  • 主办单位:广西大学
  • 主编:陈保善
  • 地址:广西南宁市大学路100号广西大学西校区
  • 邮编:530005
  • 邮箱:gxuzrb@gxu.edu.cn
  • 电话:0771-3235713 3232390
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-7445
  • 国内统一刊号:ISSN:45-1071/N
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国高校自然科学优秀学报,广西优秀科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),德国数学文摘,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9092