文档介绍：1
《饲料工业》· 圆园园6 年第圆7 卷第 15 期工艺设备
舒服华
摘要以重量最小和传动效率最大为双优化目标,建立了螺旋输送机优化模型,并利用蚁群算
法进行优化求解。采用两层搜索的连续空间蚁群算法,全局蚂蚁搜索运用交叉、变异操作策略,局部蚂
蚁搜索采用共轭梯度方法,使优化求解方便快捷,效率提高。
关键词螺旋输送机;优化设计;蚁群算法;两层搜索
中图分类号
TH122
螺旋输送机是一种用途广泛的运输机械它是利力螺旋体是机器的核心它需要设计的参数较多且
袁遥袁袁
用螺旋体与物料之间产生的相对运动进行输送当螺关系较复杂相互制约影响因此也就有一个最佳组
遥袁袁
旋叶片旋转时物料的自重和壳体对物料的摩擦阻止合的问题本文运用优化设计理论进行螺旋输送机螺
袁遥
其与螺旋叶片一起旋转物料类似不转动的螺母二旋体设计并应用连续蚁群算法进行优化求解取得
袁袁袁袁
者之间的相对运动促使物料沿螺旋轴轴向移动[1] 一了比较满意的效果
遥遥
方面它可以满足长距离输送物料的要求另一方面还优化设计模型
曰 1
可以完成对物料的混合搅拌等工作螺旋输送机具设计要求
尧遥
有结构紧凑密封性好操作维护方便物料不易撒落设计某饲料螺旋输送机该机螺旋体的结构如图
尧尧尧袁 1
等优点被广泛应用于粮食饲料油脂等行业螺旋所示已知电机额定功率输送量
袁尧尧遥遥==100t/h袁
输送机的设计准则是既要保证机器有足够的强度刚螺旋体长度叶片厚度材料两段
尧==3mm袁 A3袁
度同时还要保证有足够的输送量和消耗较小的动式结构中间装有悬吊螺旋轴滑动轴承
袁袁遥
图螺旋体结构
1
设计变量体质量有利于节约材料和降低成本同时也便于机器
袁
螺旋体的主要尺寸有空心轴的外径内径的移动此外提高输送效率也是螺旋输送机设计的
院尧尧遥袁
螺旋叶片的直径螺距长度叶片厚度其中一个重要因素故本文以螺旋体的质量最小和输送效
尧尧尧袁袁遥
长度叶片厚度根据要求已经确定需要设计的参率最大为双优化目标质量最小为目标函数输送效
尧袁遥袁
数剩下取设计变量为率最大放在约束条件中体现即
尧尧尧袁袁
=[ 1袁 2袁 3袁 4] =[ 袁袁袁] 遥渊冤= 渊 1+ 2冤渊1冤
目标函数 2 2
式中空心轴的体积 3 渊- 冤
在满足螺旋输送机使用要求的前提下减小螺旋院 1要要要渊m 冤袁 1= 曰
袁 4
螺旋叶片的体积 3
2 要要要渊m冤袁 2 =
2 2 2 2 2 2
渊- 冤渊姨+ +姨+ 冤
舒服华,武汉理工大学机电工程学院,博士, ,湖北曰
430070 4
省武汉市武昌区纺织村号。螺旋体材料的密度 3 3
373 要要要渊kg/m 冤袁= 遥
收稿日期: 约束条件
2006-05-08
2
工艺设备舒服华基于蚁群算法的饲料螺旋输送机优化设计
:
刚度限制条件材料的极限应力即
淤袁
螺旋输送机的最大挠度不应超过许用值即
袁渊冤院臆[ ] 渊7冤
式中轴材料的极限剪应力 2 6
渊冤: 臆[ ] 渊2冤院[ ]要要要渊N/m 冤袁[ ]=80伊10 曰
式中螺旋输送机的最大挠度轴材料所受的最大剪应力 2
院要要要渊m冤曰要要要渊N/m 冤遥
最大许用挠度
[ ]要要要(m)袁[ ]= =
据两段式螺旋输送机的力学模型子= 渊8冤
袁
4 式中空心轴所受的扭矩 6
= 袁院要要要渊N m冤袁= 曰
16
式中系数取抗扭截面系数 3 3 4
院要要要袁琢= 冤袁= [1-渊冤]遥
弹性模量 2 11 16
要要要渊N/m 冤袁=2伊10 曰输送效率限制条件
4 4 虞
惯性矩 4 螺旋输送机最大的缺点就是输送效率比较低为
要要要渊m 冤袁= 渊- 冤曰
64 袁
载荷为螺旋体的质量了减小功率消耗应对螺旋输送机的最小输送效率进
要要要渊N/m冤袁= / 渊冤遥袁
功率限制条件行限制即
于袁
螺旋输送机在负载启动条件下的功率不应超过 5渊冤院逸[ ]
电机的额定功率即式中螺旋输送机允许的最小输送效率取
袁院[ ]要要要袁
渊冤院臆渊3冤[ ]=
式中电机额定功率螺旋输送机的输送效率
院要要要渊kW冤曰要要要遥
螺旋输送机在负载启动条件下的功率
要要要 2
2
渊kW冤遥 tan
乙 2
=