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变结构自适应机构的结构综合与应用研究

王树国

  变结构自适应机械是通过自身结构的改变来自动适应外部环境、对象等因素的变化的机械装置。 当今大型钢厂使用的折叠式高炉堵渣机是一种典型的变结构自适应机械,它能通过自身结构的调整来自动适应渣口位置的变化。正是由于其具有简单的智能功能,该堵渣机在生产实践中得到了广泛的应用和好评。但由于外部环境的影响及自身结构的原因,现有堵渣机普遍存在提升高度不理想、堵头轨迹直线长度不够、以及自适应功能不够强等问题,致使其不能稳定可靠地工作,严重影响生产。 本文正是基于现有堵渣机存在的主要问题,对该堵渣机进行了全面细致的分析和研究,找出了影响堵渣机性能的主要原因,即堵渣机结构参数不合理。论文首先通过对堵渣机机构的简化,利用平面机构的轨迹综合方法建立了机构的综合方程之后,采用粒子群算法进行求解,得到了优化后的机构结构参数。利用运动学和动力学仿真软件ADAMS建立了堵渣机的虚拟样机模型,通过仿真分析验证,结果表明堵渣机的性能得到了大大的提高:直线段长度增长;折叠高度提高。 论文对堵渣机的自适应功能的改进设计,主要是通过采用多自由度的槽销副配合挠性原件弹簧来实现,达到了利用自由度变化来改变机构的结构,以更好地适应外部因素造成的不能堵住渣口的变化和波动。根据施加的载荷和机构自身的重力,计算了弹簧的综合受力情况,对弹簧进行设计。通过对机构改进前后的综合分析对比后发现机构的性能得到了大大的提升。利用ANSYS建模后对机构进行了受力分析和变形分析,得到了堵渣机的受力图和变形图,验证机构的稳定性和封闭性。 通过结构参数的优化及改进设计,堵渣机的性能大大提高,工作更可靠、更稳定。本文的研究提供了一种新的优化设计思路,提供了一种新的机构设计研究方式和途径,为自适应机构创造设计提供了新的理论基础和研究方法。……   
[关键词]:变结构;粒子群算法;尺度综合;自适应机械
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南华大学2012年
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