矿用单轨吊机车弹簧优化分析

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1、煤矿机械2017,10(38),55-56DOI:10.13436/j.mkjx.201710()19矿用单轨吊机车弹簧优化分析王军王东昌刘龙枣庄科技职业学院机械数控部导出/参考文献关注分享收藏打印摘要：为针对单轨吊的机车紧急制动器卡牢、恢复不到位、弹簧力不足等问题，通过计算机优化算法对矿用单轨吊弹簧进行优化设计，基于SolidworksSimulation对弹簧进行丫有限元分析，提高矿用单轨吊无源紧急制动装置的使用性能。关键词：紧急制动;运动学;ANSYS;虚拟样机技术;作者简介：王军（1988-）,山东滕州人，2013年山东

2、科技大学硕士学位，现任枣庄科技职业学院机械数控部主任，主要从事矿产辅助运输及设备研宄，电子信箱：1371178298@qq.com.收稿日期：2017-07-13OptimizationandAnalysisofMineMonorailWANGJunWANGDong-changLIULongMachineryNCDepartment，ZaozhuangVocationalCollegeofScienceandTechnology;Abstract：Inforthemonorailhanginglocomotiveemergenc

3、ybrakefastened,recoveryisnotinplace,lackofspringforceproblem,throughthecomputeroptimizationalgorithmtominemonorailhangingspringoptimizationdesign,basedontheSolidworkstospringforthefiniteelementanalysisandimproveminemonorailhangingpassiveemergencybrakingdeviceperforma

4、nce.Keyword：emergencybraking;kinematics;ANSYS;virtualprototypingtechnology;Received：20174)7-130前言弹簧的在长期受压的状况下，其直径较无载荷状况下将增大，在狭小的空间内，容易与其他部件产生干涉，出现卡牢问题。此外，压簧主要起传递力量或者推动物体的作用，如果支撑跑偏，可能导致弹簧像弓形或斜塔形，与其他部件发生干涉。长期受压的弹簧容易出现弹簧力不足的问题，在这种情况不，将不能很好地完成预定目的。弹簧的性能直接影响到制动器的使用性能，为了保证

5、矿用单轨吊紧急制动器的使用性能，必须从选型设计上进行严格把关。1基于MATLAB的弹簧优化设计针对紧急制动器的动力部件一制动弹簧进行选型设计。通过弹簧的刚度、尺寸规格、安装、工作圈数、强度、稳定性等条件得到螺旋圆柱压缩弹簧的质量A标函数，以其工作需要为约束条件的最优化设计的数学模型7Tx2^3][-_dDn.t.gLl(X)^0i/=l，2,3,…，13圆柱螺旋弹簧的大多数约束条件为单项式线性函数，但其数学模型的目标函数与个别约束条件为单项式非线性函数，需要对其进行线性变换，将采用MATLAB软件利用单纯形法对转化的线性规划模

6、型进行求解，将计算的结果进行还原即可以得到优化设计参数。线性变化后，圆柱螺旋弹簧优化设计的数学模型如下：设计变量转换为X=[xi,.t2,X3*T=[ln

7、„肌彡0A9(X)=1nCniin+x,-X2^0/ho(X)=x2—InCim-x,^0//p(X)dn4.23/^'+0.84x,-2.84a,^0rgn(X)和gl3(X)为半无限约束，但长度不是2的向量，因此无法利用上述方法进行线性变换。利用变换后的目标函数以及剩余的约束条件对圆柱螺旋弹簧进行优化设计，得到计算参数后，将gu(X)和gl3(X)作为结果检验的手段进行验证。将计算上述方程联立，应用MATLAB进行编程，编程M源文件如下所示:fun=X1.875/10000+2*x(l)+x(2)+x(xO=[3O，15O

8、,9];A二[-431;4-3-1；-100；l000-l;00l;-2.840.840];b=[3.37;—3.37;—3.401;3.689;—4.782.485；8.368]；[x,fval]=fmincon(fun，xO，A，b)■l‘••囑秦狐钃将以上