橡胶减振垫送检装置的多目标规划优化设计研究.pdf

设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
2011年第1期
橡胶減振垫送检装置的多目标规划
优化设计研究
石怀荣',芮延年2,张辉
(1蚌埠学院机械丁程学院,蚌埠233000;2苏州大学机械工程学院,苏州215021)
摘要:基于机构工作目标和机构运动学特性,采用多目标规刘优化设计的方法,研制满足检测减振墊性能的送检机械装
置。以满足机构工作特性及机构性能指标为设计优化基础,建立送检机构运动特性、结构参数以及机构工作性能的多目
标优化计算模型。研究分析各目标函数间的相互关联性,建立减振挚送检装置的多目标规划优化设计模型,确定机构优
化设计目标函数,以便为自主研发新型、高效减振垫性能检测机械装置提供支持。
关键词:减振墊;机构关联性;多目标优化设计
中图分类号:TH122文献标志码:A文章编号:1671-3133(201101-0123-05
The optimum design with multiple target of the inspection device
with rebber shock-absorbing cushion
SHI Huai-rong', RUI Yan-nian2, ZHANG Hui
(I Bengbu College, Bengbu 233000, Anhui, CK
2 Soochow University, Suzhou 215021, Jiangsu, China
Abstract: According as the optimum design with multiple arget and the organizational working goal and characteristic of organiza-
tional movement, so that develo the inspection decive to check functions of rebber shock-absorbing cushion. The optimum design
based on satisfied the working characteristic and performane of machine, then made the computational model by the optimum de-
sign with mult ple wt motion e n a on am r a win u of ension e model of the op-
timum design with multipe age of the inspection ee with eber shock-absorbing cushion which set up by the relevance re
search of each object futon, naly ablish e pmm de with arget. Thus the theoretical principle was been set up to
self-developed the inspection device wth ebber shock-absorbing cushion by functional, effectively and continuable
Key words: rebber shock-absorbing cushion; machine relevance; optimum design with multiple target
0引言
如图1所示。但由于其技术性能指标的检测还没有相
又车作为一种搬运机械,是实现物流机械化作
业,减轻工人搬运劳动强度,提高作业效率的主要工
具。减振是当前叉车设计中最需要关注的问题。又
车的振动主要来源于发动机、车体零/部件、工作装置
和液压系统等工作时产生的振动。这些振动一旦超
过某一限值,就会危害机械的工作及操作人员的身心
健康。又车减振垫作为又车中降低振动的一个主要
构件,在机械减振中起到重要的作用。笔者所在课题
组与企业合作研制出适用于合力又车的橡胶减振垫
图1橡胶减振墊
苏州市先进制造技术重点实验室基金资助项目
万方数据
2011年第1期
现代制造τ程( Modern Manufacturing Engineering
应的装置,所以不能满足叉车用户的需求。近年来随
3)工作装置无死点、无自锁,动臂从最低位置到
着经济的发展,机械化作业规模的不断增大,叉车的最大高度的举升过程中,保证减振垫的运动乎稳无冲
需求量也越来越多,减振垫的需求量日益增加,因此击载荷。
用于减振垫性能检测的机械装置在减振垫的生产中
4)机构总体布置要求工作装置的极限工作空间
就显得十分重要。为提高又车的性能,笔者所在课题最大举升高度及最大平移距离应满足减振垫检测性
组采用多目标规划理论和 MATHCAD软件编程计算,对能要求。同时机构在满足功能要求的前提下、工作结
砹振垫性能检测机械装置的功能、机构组合和机构参构应简单、自重要轻、受力应合理和强度满足要求等。
数进行多目标规划研究,为自主研发新型、高效减振为实现设计目标,检测裝置必须集良好的结构参数和
垫性能检测机械装置提供支持。
工作性能参数(举升速度、进动角和油缸行程等)于
1振垫送检机构的工作原理
体。送检机构和施力机构良好地配合以提高整个机
构的检测精度,降低能耗。
减振垫性能检测装置由三部分组成,一是加力机
构,二是送检机构,三是数据采集处理系统。本文主
减振垫送检机构设计模型的建立
要讨论送检机构的优化设计。送检机构采用机械机
减振垫送检机构的设计在其使用机构确定后即
构中常用的反转六杆机构,送检装置如图2所示。
是按τ作目标对其结构参数进行设计。因此送检机
构的结构参数就成为影响整体机裓装置性能的关键,
送检机构的结构参数主要有机构杆件的长度和杆件
间铰接点的相对位置坐标。杄件长度参数包括动臂
い、拉杆L2和摇臂ム等。性能工作参数包括:动臂油
缸与转位油缸的行程以及机构完成减振墊检测的最
大举升高度hm、最大平移距离Lm、最小平移距离
Lmn及转角B。送检机构的结构设计主要是根据减振
垫检测目标的要求,保证机构动作的准确到位,减振
垫在随机构运动的过程中不会受到振动、冲击及附加
载荷的作用。依据传统经验设计出的机构尺寸效果
不佳,无法实现减振垫在举升运动过程中的平行移
动,而且机构运动速度变化过于刷烈。本课题组基于
图2送检装置简图
多目标的设计原理,对检测装置进行深人地研究和综
机构主要由动臂1、拉杆2、摇臂っ及使被测减合分析,得到送检机构优化参数。
振垫举升的动臂油缸BH和使减振垫翻转一定角度的2.1机构中构件性能关联性研究
转位油缸C组成。机构需要对减振垫按检测项目要
减振垫在检测过程中的举升高度及精度很大程
求完成举升、平移并翻转一定的角度后复位。其最大度上取决于机构动臀山的长度和铰接点A的位置,而
举升高度h。、最大平移距离Lm、工件翻转角度B及且机构的总体布局及转位油缸∥的行程长度对举升
自动放平过程中很多参数指标相互抑制牵连,工作装高度及精度也有一定的影响。根据图2所取坐标系,
置的优化设计需要使用多约束和多目标函数统一