串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)的“三化”綜合設(shè)計(jì)及其實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、散狀物料輸送機(jī)械是起重運(yùn)輸機(jī)械中廣泛應(yīng)用的一種形式。串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)是一種新型的散料輸送設(shè)備，它能滿足對環(huán)境要求很高的輸送任務(wù)，而且所占空間小，效率高，運(yùn)輸成本低；它解決了粉體機(jī)械輸送中重質(zhì)粉料遠(yuǎn)距離輸送的難題?！?+實(shí)驗(yàn)研究”綜合設(shè)計(jì)法是集“動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能化、可視化+實(shí)驗(yàn)研究”的優(yōu)點(diǎn)，以提高產(chǎn)品總體質(zhì)量為目標(biāo)的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。因此利用“3+實(shí)驗(yàn)研究”綜合設(shè)計(jì)方法，以串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)為研究對象進(jìn)行研究具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)

2、值。 “動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)與可視化設(shè)計(jì)”的三化綜合設(shè)計(jì)法，是以提高產(chǎn)品總體質(zhì)量為目標(biāo)，以非線性理論為基礎(chǔ)，以廣義優(yōu)化為手段，匯集動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)和可視化設(shè)計(jì)為一體的設(shè)計(jì)法。提出了對于新開發(fā)的產(chǎn)品、有相似產(chǎn)品可借鑒的時(shí)候，應(yīng)采取“3+實(shí)驗(yàn)研究”綜合設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)比較合適。本文利用“動(dòng)態(tài)優(yōu)化、智能化、可視化+實(shí)驗(yàn)研究”的“3+實(shí)驗(yàn)研究”綜合設(shè)計(jì)方法對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行理論及實(shí)驗(yàn)研究，提出了串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)

3、工作理論框架；根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果加工成試驗(yàn)樣機(jī)，通過樣機(jī)試驗(yàn)來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，為串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)的繼續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)輸送系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)。對傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了初步優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)的合適范圍為5-8。 利用先進(jìn)的三維建模及有限元分析軟件對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)的關(guān)鍵零件進(jìn)行了有限元分析。 利用離散化的方法建立了串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力

4、學(xué)模型；確定了串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)小阻尼振動(dòng)系統(tǒng)，將傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性阻尼系統(tǒng)簡化為線性阻尼系統(tǒng)，并被實(shí)驗(yàn)證明在一定的誤差范圍是可行的；串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)有載荷運(yùn)行時(shí)是一個(gè)變阻尼、變輸入力的非線性隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)，且物料的運(yùn)行阻力在單元的不同振動(dòng)方向上取值不同，很難用現(xiàn)有的解析方法進(jìn)行求解，本文提出了一種分步加載的漸進(jìn)方法進(jìn)行求解。 利用“3+實(shí)驗(yàn)研究”綜合設(shè)計(jì)方法，對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)

5、。由于串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)有載荷運(yùn)行時(shí)是一個(gè)變阻尼、變輸入力的非線性隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)，為了保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)在恒功率下運(yùn)行，需對受料電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)控制。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能，對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)工作控制過程進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練樣本，利用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID智能控制理論對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)工作過程進(jìn)行控制，利用MATLAB軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真方針結(jié)果證明采取此種控制方法是可行的。 利用“3+實(shí)驗(yàn)研究

6、”綜合設(shè)計(jì)方法，對串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)加工出了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)；設(shè)計(jì)出了驅(qū)動(dòng)輪軸扭矩測量裝置，實(shí)現(xiàn)了在輸送系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中扭矩在線測量。設(shè)計(jì)出了串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，從測試的信號分析可以看出，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是合理可行的。對測試信號進(jìn)行分析計(jì)算，驗(yàn)證了串聯(lián)盤式管道連續(xù)輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論是正確的。從振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，為了防止共振的發(fā)生，在計(jì)算驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)頻時(shí)，應(yīng)考慮驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)的影響。 利用“3+