矸石闸门的改造.pdf

第 3 0 卷第 1 期摆线马达优化设计研究古尊礼，等 V o 1 ． 3 0 N o ． 0 1 m i n i x 一q 一 9 2 约束函数摆线马达的内转子齿廓曲线是短幅外摆线的等距曲线，它的理论齿廓曲线是短幅外摆线，实际齿廓是以理论齿廓曲线为圆心，以外转子齿形圆半径 R 为半径的圆族内包络线， “ 当理论齿廓曲线外凸时，若齿形圆半径大于理论齿廓曲线的最小曲率半径时，实际齿廓出现尖点或产生根切，导致内外转子不能正确啮合，影响传动的平稳性” 。因此，外转子齿形圆半径必须小于内转子理论齿廓曲线外凸时的最小曲率半径』D 。为具有一定的接触强度，应使实际齿廓最小曲率半径 lD 满足』D ≥RC 1 0 式中c 给定常数。约束函数 g 2 戈 2 C 0 ≤0 1 1 』0 0 rrIi ／ q , 口 1 2 在这里， C 0 ． 0 8 z ，为最小曲率半径系数，按下式计算当时当筹时， X／／ 2 7 z2 - 1 1 - K , 2 式中短幅系数。当 z ≤1 8 时，取 K 0 ． 5 0 ． 6 ，在这里取 K 0． 5。 3 M A T L A B优化工具箱 MA T L A B的优化工具箱由一些对普通非线性函数求解最小化或最大化求极值的函数组成，另外还包括一些解决诸如线性规划等标准矩阵问题的函数。所有的优化函数都是用 M A T L A B语言编写的 I n 文件，可以通过在命令窗口里输入 ty p e f u n c t i o n ． n a m e 来查看这些函数。优化工具箱的优化功能很多，例如求无约束非线性最小化；求有约束非线性最小化目标获取问题、最小最大化问题和半无限最小化问题。摆线马达的优化设计属于有约束非线性最小化问题。非线性规划有不等式约束、等式约束和边界约束。MA T L A B的命令函数 f m i n c o n 可以处理有约束的非线性多元变量的优化问题。有约束多元变量优化问题的数学模型为求一组变量，满足在给定的约束条件下，使目标函数厂取得最小值。目标函数一般为非线性函数，约束条件有线性不等式约束、线性等式约束、变量边界约束和非线性约束。 4 优化程序及计算结果以 1 6 ， z 2 7为例，因为 z 2 71 8 ，所以取 K l 0 ． 5 ，则 K lO m i n-- ／ 2 7 z 2- 1 11-3 K 2 0 ．4 87 1 则约束函数可以写为 g 1 Xz 2 2 C一 m i Il z 2 2 0 ． 0 8 z 2 2 0． 4 8 7 17． 5 6x 20． 4 8 7 1≤O 首先利用 M A T L A B的程序编辑器建立目标函数的 i n文件。然后通过 M A T L A B有约束的优化数学函数 f m i n c o n 进行优化计算，算出的最优解为 X [ 】， 2 J T [ 1 ． 2 ， 0 ． 3 3 2 2 ] 5 结语 ‘ 由于 M A T L A B 具有强大的数值计算功能，利用它进行优化设计计算，比用一般的程序设计语言简单很多，容易掌握，而且大大减轻了编程的工作量。参考文献 [ 1 ] 何存兴．液压元件[ M ] ．北京机械工业出版社， 1 9 8 2 ． [ 2 ] 刘惟信．机械优化设计[ M ] ．北京清华大学出版社， 1 9 9 4 ． [ 3 ] 石博强，赵金． M A T L A B 数学计算与工程分析范例教程[ K ] ．北京中国铁道出版社． 2 0 0 5 ．作者简介古尊礼 1 9 6 4 一，河北邢台人，工程师，冀中能源集团金牛能源股份有限公司显德汪矿，机电队队长．收稿日期 2 0 0 8 0 9 ． 2 2 矸石闸门的改造兖州矿业集团公司济宁二号煤矿矸石闸门由电动机减速机驱动，通过链轮和齿条带动闸门，利用电动机正反转完成开启或关闭的动作。由于局部构件设计不完善，造成设备使用和维护不便，为此进行了改造。经过分析，认为产生问题的原因如下行程控制装置不完善；从动轴轴承润滑不到位；传动附件容易磨损。主要改进措施便是将电动装置改为电液动装置。该装置以电动机为动力源，通过双向齿轮泵输出压力油，经过油路集成块的控制，送至油缸，实现闸门的往复运动，从而解决了附件容易磨损的问题。油缸在开关的过程中均有行程开关限位，避免了闸门开启超限的事故；同时，该设备具有自锁功能。当电动机停止运行时，油缸活塞杆锁在一定的位置，处于保压状态。此外，该装置还具有过载自动保护功能。当油缸所受外力超过调定的输出力或者油缸活塞杆到终点时电动机仍然在转动，油路中的压力增高调定的限额，溢流阀迅速溢流，实现过载保护。该装置虽然比原来一次性投资大，但综合效益十分明显。李剑峰供稿一 2 3