珠海高风亮节路灯车升降车价格优惠出租 139 2829 2824 单臂架登高车补偿滑轮组铰点位置的优化？？？ 珠海登高车租赁, 珠海登高车出租, 登高车出租 单臂架登高车变幅是靠动臂在变幅平面内绕其铰轴摆动来实现的.动臂俯仰时会引起所吊重物的升降运动, 因此在设计单臂架登高车时往往采取措施使所吊重物在变幅过程中尽量沿接近水平线轨迹移动,以降低变幅机构驱动功率.方法之一是在起升卷筒与取物装置之间增加补偿滑轮组.这种补偿法的关键在于找到补偿滑轮组铰点的合适位置,使得取物装置在整个变幅区间内上下波动的幅度尽可能地小.常规设计用作图方法来确定铰点位置,但作图所能提供的方案非常有限,再加上误差比较大,而补偿滑轮组铰点位置对取物装置升降高度差影响又比较敏感,要通过作图获得理想方案并非易事.本文应用优化设计方法来确定补偿滑轮组的最佳铰点位置.
要正确地建立数学模型,首先必须对设计问题加以分析研究,找出各主要因素之间的内在联系.滑轮组变幅 .它是利用塔架顶部滑轮组与臂架端部滑轮组之间的距离变化所引起的起升绳伸缩,补偿取物装置随着臂架俯仰而产生的升降.重物在变幅过程中走水平的设计要求是:在变幅过程中取物装置实际移动轨迹的最大高度差不超过幅度的3%,由其产生的不平衡力矩不超过最大载重力矩的10%.从能量的角度来看,这两个要求是一致的,因此在优化中可只考虑取物装置尽量走水平.这样,设计问题就可以简单地描述为:确定补偿滑轮组铰点的合适位置,使取物装置在变幅过程中尽量沿水平线移动,或重心升降高度差最小.根据登高车作业的需要和结构的总体布置,决定了臂架长度、最大和最小幅度之后,影响取物装置变幅轨迹的参数就是补偿滑轮组的位置.因此取滑轮组铰点位置为设计变量.现以臂架下铰轴为原点,在变幅平面内建立直角坐标系.设两滑轮组铰点的位置坐标分别为 -,a点至d点起升绳总长度s=.可以看出,一旦x; y 确定之后,s就只是变幅倾角沪的函数.在整个变幅区间内s不可能为常数,它将随着中的变化而改变.要使取物装置走水平,也就是要使s随甲的变化尽量小,从而确定目标函数。
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从已建立的数学模型看,目标函数是起升绳在变幅过程中伸缩量的最大差值,只有在比较了整个变幅区间后才能得到,很难列出数学公式,更不宜求导.这样就限制了很大一类收敛较快的优化方法的使用.考虑到本问题设计变量只有4个,规模较小,所以选用正多面体法来解.该法属于直接搜索法,适用于目标函数比较复杂又不方便计算梯度的场合,但它需要有一个可行的初始点.正多面体法的基本思想是:首先在可行域内选择一点x0作为初始点,以适当长度t为初始边长,在n维空间中形成一个以x0为形心的正多面体,然后将此多面体在n维空间中按一定规则变化(包括平移、翻转和收缩),同时满足: ①保持形心在可行域内; ②变化后形心处的目标函数值必须小于等于移动或翻转前形心处的目标函数值.直至正多面体的边长缩小到预先给定值时,终止搜索.正多面体法的最显著特点是:始终保持正多面体,并且形心始终在可行域内,每次变换,都使形心处的目标函数值严格下降.3优化设计算例江苏射阳煤炭过驳平台上的抓斗卸船机因结构布置所限,经论证确定采用单臂架俯仰变幅形式.由于臂架自重不能平衡,所以减小所吊重物在变幅过程中引起的不平衡力矩,对降低变幅机构驱动功率就具有特别重要的意义.因此采用优化方法来确定补偿滑轮组的铰点位置.在正确建立数学模型和选用合适的优化方法后,即可编制程序. 将根据卸船作业要求确定的臂架长度l=26.26m,最大幅度r~=抖m,最小幅度rsm代人程序,由计算机自行循环计算,最后得到的结果为:xl=一1.1m,yl=8.8m,x: .65m,y:=7.3m,此时f二o.19.m 为了保证给实际工程设计提供可靠的依据,对优化结果的合理性进行了常规设计验证.画出该方案下取物装置的变幅轨迹及其引起的不平衡力矩图,可以看到变幅轨迹虽然不是严格水平,但其上下波动的高度差仅为最大幅度的1%左右,最大不平衡力矩小于起重力矩的5%,远优于设计要求.
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