基于MATLAB的立式玻璃磨边机传送辊的优化设计
立式磨粉机磨辊轴结构优化与疲劳特性分析
立式磨粉机磨辊轴结构优化与疲劳特性分析表3 磨辊轴壁厚与频率最大变形关系表频率(Hz)最大变形(m)1阶2阶3阶4阶阶2阶3阶4阶5阶226.18226.24776.24870.930.1370.1370.1110.1280.128218.68218.74765.87870.480.1250.1250.1010.1170.117212.96213.02758.73870.03208.36208.42753.62869.7204.51204.58749.88869.49201.24201.3747.14869.46198.13198.19744.75868.56磨辊轴 2.空气密封圈 3.磨辊外挡板 4.左密封圈 6.磨辊轮毂 7.圆柱滚子轴承 8.双列滚子轴承 右密封圈 10.外挡板 11.磨辊内挡板 12.物料 13.图1 典型磨辊轴结构受力分析工作过程中，磨辊轴与水平面夹角15°中的数据，磨辊总研磨力135t，假设磨辊与物料作用区域受力均匀，则每个轴承约受如下力的作用：（2）（3）其中，σ为主应力，σ1、σ2、σ3、分别代表三个方向的主应力，[σ]为材料的许用应力根据以上计算结图2 磨辊轴等效应力分布图（左）与变形云图（右）2 结构优化分析考虑到传统磨辊轴加工过程中细长孔的加工难度大，本文对磨辊轴结构做了改进，改进后的磨辊轴剖视图如图3所示。
改进后的磨辊轴外几何与传统磨辊保持一致，内部呈空腔形，是由圆钢管与等直径的圆盘焊接而成，在圆图3 粉磨截面图图4 磨辊轴最大应力/变形图模态分析在预应力下对实心轴做模态分析，得到如表2所示的六阶变形状态。
表2 实心磨辊轴六阶变形模态阶数频率(Hz)振型最大变形量(m)一177.16向上摆动0.078二177.99上下摆动0.078三735.44右端膨胀0.075四875.8上下扭动0.083五879.16左右摆动0.083六1113.3轴向收缩0.054同时，不同壁厚空心轴的模态分析与变形量分析结果如表3所示，从数据可以看出，模态频率与壁厚的关系比较小，而振动的最大变形量随壁厚的增加而缓慢减小。
基于IMAC和PC的立式玻璃磨边机控制系统设计
徐宏海，李志强 ，张从鹏
ＸＵ Ｈｏ ｎ ｇ － ｈ ａ ｉ ， ＬＩ Ｚｈ ｉ － ｑ ｉ ａｎ ｇ， ＺＨＡＮＧ Ｃｏｎ ｇ — ｐ ｅｎ ｇ
（ 北方工业大 学 机 电工程 学院，北京 １ ０ ０ １ ４ ４ ）
摘 要 ：分析了立式玻璃磨边机的 工作流程 和控制要求 ，构建 了以Ｉ ＭＡ Ｃ 和Ｐ Ｃ 为核心 、手动与 自动一体 的立 式玻璃磨边 机开放 式控制 系统 ，实现 了玻 璃输入 、检测 、磨 边 、输 出等全过 程的 自动化 生产 ，提高 了玻 璃磨边加 工的 自动化水 平和生 产效 率。系统运 行稳定可 靠 、人机 交互功 能友
设 置 ，之 后 由立 辊 夹 送 装置 将 玻 璃 传 送 至 准 备 位
收稿日期：２ ０ １ ２ －１ １ － ０ ６ 基金项 目：北京市学术创新 团队资 助项 目（ Ｐ ＨＲ ２ ０ １ ０ ０ ７ ］ １ ９ ） 作者简介：徐宏海 （ １ ９ ６ ７ 一），男，浙江 萧山人，教授 ，研究方 向为先进制造 技术 。
玻 璃 磨 边 机 用 于 对玻 璃 的 切 割 边 沿 进 行 倒 角 加 工 ， 是 中空 玻 璃 生 产 线 的 关 键 设 备 之 一 。经 过 倒 角 加 工 可 以有 效 防 止 由于 切 割 过 程 产 生 的细 小
裂 纹 或 其 他 缺 陷 引 起 钢 化 过 程 中的 玻 璃 破 碎 ，避 免 对 后 续工 序 操作 人 员及 设 备造 成 伤 害 。 目前 ， 国 内立 式 玻 璃 磨 边 机 市 场 被 国外 公 司所 垄 断 ， 国 产 磨 边 机 存 在 控 制 系统 不 稳 定 、操 作 不 方 便 等 问 题 。因 此 ，研 发 工 作 稳 定 可 靠 、人 机 交互 友 好 的 玻 璃 磨 边 机 控 制 系统 ，对 提 高 我 国玻 璃 深 加 工 行
基于IMAC和PC的立式玻璃磨边机控制系统设计
基于IMAC和PC的立式玻璃磨边机控制系统设计
徐宏海;李志强;张从鹏
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2013(35)6
【摘要】分析了立式玻璃磨边机的工作流程和控制要求,构建了以IMAC和PC为
核心、手动与自动一体的立式玻璃磨边机开放式控制系统,实现了玻璃输入、检测、磨边、输出等全过程的自动化生产,提高了玻璃磨边加工的自动化水平和生产效率.
系统运行稳定可靠、人机交互功能友好.
【总页数】3页(P117-119)
【作者】徐宏海;李志强;张从鹏
【作者单位】北方工业大学机电工程学院,北京100144;北方工业大学机电工程学院,北京100144;北方工业大学机电工程学院,北京100144
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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1.基于组态王和PLC的玻璃立式数控钻孔设备控制系统设计 [J], 孙清;魏海波;林喆;张君薇
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基于Matlab磨料轨迹仿真的磨盘地貌优化设计
基于Matlab磨料轨迹仿真的磨盘地貌优化设计袁卫;肖冰;王波;孟江雄;夏斯伟【摘要】In order to design the topography of segmental diamond grinding disc SDGD and improve its grinding quality the traj ectory simulation of abrasive grains is conducted by Matlab Wtih the traj ectory density of abrasive grains as an evaluation criterion the parameters about the motor speed the workpiece feed rate and the number of diamond segments are optimized by simulation using the orthogonal test Moreover simulation test on the setting angle of diamond segments is carried out and the grinding test of SDGD is operated on steel 20 to verify the simulation results The results show that the traj ectory density goes upwith the increase of the motor speed and the number of diamond segments Meanwhile reducing the workpiece feed rate and increasing the setting angle of diamond segments suitably can also increase the traj ectory density In the condition of the optimum parameters with motor speed n=11 000 r min feed workpiece rate vw =10 mm s and number of diamond segme nts N=1 8 α=40°is proved to be the optimum setting angle of diamond segments.%为设计节块式磨盘地貌、提高金刚石磨盘的磨削加工质量,从研究磨削轨迹特征入手,利用Matlab 软件对节块式磨盘磨料的运动轨迹进行仿真。
基于MATLAB破膜机构的优化设计
基于MATLAB的中速磨传动系统优化设计
中速磨 以电耗低 、 噪声小 、 设备紧凑 、 扬尘少 等 优点 ， 近年来在我国建材、 电力 、 化工等行业得 到广
泛应用。本文 以 Ｚ Ｍ ５型 中速磨煤机 为例 ， Ｇ９ 利用 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ软件对传动系统进行优化设计。
［ 一许用接触应力。 ｒ Ｏ］
第一级圆锥齿轮传动 ， 接触疲劳强度条件为 ：
ｒＬ
１
ｌ＋ 。 ２ ）＋０ ９ｘ ２ ． ７ ｌ ＋１ ｘ
ｒＬ
１
×
（ 研
＝ ｕ
）
９
Ｏ
１Ｊ
ｌ
１Ｊ
２
１Ｊ
［］ ７
（ ｌ ２
１Ｊ
第２ 个齿轮 的体积为：
［］ ８
同理 ， 此 得 出 ： 依
＋
Ｔ
＋
２ 利用 ＭＡＴ ＡＢ软件 进行 优 化设 计 Ｌ
＿Ｚ
Ｉ
图 １ 传 动 系 统 简 图
１２ 圆锥齿轮； ， ， ，－ 圆柱齿轮 ，－ 计以三级齿轮的体积之和最小为 目标 ：
ｍｎＶ Ｖ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ｉ ＝ ｌ 式中： 个齿轮的总体积 （ ）约束条件 ２
［］ １
一
愿 － 咖 ［ ４ ］
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｔ ｅｍａｈ ｍａ ｃ ｌｍｏ ｅ ｓｅ ｔｂｉｈ ｄ ａ ｄ ｔｅＭＡＴ ＡＢ ｌｎ ｕ ｇ ｌ ｓｐ ｏ ｒｍｍｅ ｏｄ ｔｒ ｎ ｈ ｓｒ ｔ ａ ｈ ｔｅ ｔ ａ ｄ ｌ ｓａ ｌ ｅ ｎ ｉ ｉ ｓ ｈ Ｌ ａ ｇ ａ ｅｆ ｅｉ ｒｇａ ｉ ｄ ｔ ｅｅｍｉｅ ｔｅ
第一个齿轮的体积为 ：
＝ 。
－
２
．
９ ： ）＋ ［ ４ （ 【（ － ・轰 ＋ １ ６ ］
基于matlab的D3258磨机传动部齿轮优化设计
基于matlab的D3258磨机传动部齿轮优化设计【摘要】D3258磨机是西安电力机械厂的主要产品之一，本文通过调用matlab软件中的优化函数，来对D3258磨机传动部的大小齿轮进行优化，以减少齿轮中心距，使结构更加紧凑，从而减轻重量。
【关键词】齿轮优化；设计参数；优化函数0.引言传统设计往往会使齿轮体积偏大，材料消耗多，导致成本增加。
为解决这一问题，应对齿轮传动在保证性能不变的情况下进行优化设计，以减少其体积和重量，提高其的承载能力，延长使用寿命，降低动力消耗。
1.齿轮基本参数该齿轮组中大小齿轮都为闭式渐开线直齿圆柱齿轮，其输入功率N=780kW，输入转速=153r/min，传动比=8.3076，齿轮精度为8级。
小齿轮为实体结构，大齿轮为腹板式结构。
小齿轮材料用35SiMn，热处理硬度为HB=228～269，平均取HB=245。
大齿轮材料用ZG310-570，热处理硬度为HB=207～241，平均取HB=224。
其工作平稳，齿轮单向旋转，成非对称布置。
2.建立目标函数本文是以使齿轮的体积最小为前提进行的，所以对齿轮进行数学建模。
为方便计算和描述，将两齿轮看作以分度圆为直径的圆柱，其的具体形状带参数确定后由经验公式进行计算。
则：V=B1π+Bπ其中：B1—小齿轮宽度（mm）；B2—大齿轮宽度（mm）；mn—齿轮模数（mm）；z—小齿轮齿数；z—大齿轮齿数；上式可整理为：V=π（Bz+Bz）令x1=mn，x2=z1，x3=z2，x4=B，x5=B2建立如下目标函数：f（x）=0.25πx12（x22x4+x32x5）设计变量x=x3.确定约束条件（1）为了避免发生根切，z应不小于17：g1（x）=17-x2≤0；（2）大齿轮最小直径应大于同端盖连接的直径，即：g2（x）=3780-x1x3≤0；（3）为了装备和生产的便利，小齿轮的分度圆范围为：g3（x）=500-x1x2≤0；g4（x）=x1x2-1000≤0（4）为了保证齿轮的承载能力，同时避免载荷沿齿宽分布严重不均齿宽应满足：g5（x）=0.8-x4x1-1x2-1≤0；g6（x）=x4x1-1x2-1-1.4≤0（5）齿宽约束，小齿轮的齿宽，需比大齿轮的齿宽大一些，一般在5～10mm 之间，因此：g7（x）=x4-x5-10≤0；g8（x）=5-x5+x4≤0（6）根据磨机图纸模数的值，要求齿轮模数应大于等于20mm：g9（x）=20-x1≤0（7）齿面接触疲劳强度约束σH=ZEZHZε≤σ经查手册，弹性系数ZE=189.8MPa ，节点区域系数ZH=2.495 ，重合度系数Zε=0.862 ，载荷系数k=1.3，经计算，小齿轮的接触应力σ1=555.7MPa，弯曲应力σF1=521.2MPa。
基于Matlab的带式输送机齿轮传动机构优化设计
通针通透）。
（4）启动泵，低压清洗管道，直至流出清水。
（5）重新安装喷嘴。
3.4设备的布置用耐压胶管将柱塞泵站与磨料罐下部的磨料截止阀摇把“左”位一侧的管接头相连，喷头与磨料罐下部的磨料截止阀摇把“右”位一侧的管接头相连，形成工作系统。
该设备距柱塞泵站3～5m为宜。
管路过长，沿程压力损失较大，会导致工作压力降低。
4设备的维护4.1柱塞泵站（1）按泵站使用说明书进行维护。
（2）使用期间，应定期检查泵站安全阀、调压阀，确保动作可靠，压力调定值稳定。
4.2磨料射流发生系统（1）如发现压力升不到位或突然下降，应及时检查喷嘴是否已磨损过大。
（2）每年更换一次连接喷头的耐压软管。
（3）若设备长期不用时，应将磨料罐内的磨料及水放空。
5功能及用途（1）该装置可用于金属、非金属或复合材料的切割。
如玻璃、瓷砖、钢板等。
（2）该装置兼有除锈、脱漆及表面清洗功能。
6结语这种便携式磨料射流装置采用了前混合式磨料射流技术，切割时所需的工作压力较低，因此密封容易解决，可采用普通的高压橡胶软管输送高压水射流，易损的密封件也容易购买，降低了生产和维护成本。
此外，对磨料的要求不高，可以使用湿式磨料。
该装置的体积小、重量小、易损件少，便于搬运和移动，所以特别适合在井下、野外等场所进行作业，具有广阔的应用前景。
参考文献:［1］薛胜雄.高压水射流技术及应用［M］.北京：机械工业出版社，1998.［2］沈忠厚.水射流理论与技术［M］.东营:石油大学出版社，1998.［3］崔谟慎，孙家骏.高压水射流技术［M］.北京:煤炭工业出版,1993.［4］孙家骏.水射流切割技术［M］.徐州:中国矿业大学出版社,1992.［5］吴宗泽.机械设计师［M］.北京：机械工业出版社，2002.［6］徐灏.机械设计手册，第4册.［K］.北京:机械工业出版社,1995.作者简介：叶晓奔（1985-），安徽淮南人，2008年毕业于安徽理工大学机械工程学院，现在安徽理工大学攻读硕士学位，研究方向为流体机械及工程（高压水射流技术），电子信箱：anrecre@.收稿日期：2009－06－18煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.30No.11 N ov.2009第30卷第11期2009年11月基于Matlab的带式输送机齿轮传动机构优化设计江进国，樊姗，高旭，王丹（中国地质大学机械与电子信息学院,武汉430074）摘要：利用Matlab遗传算法工具箱对带式输送机上的单级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动机构进行优化设计，从而说明遗传算法的优越性。
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Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｗｉ ｈ ｎｍｕ ｒ ｔｔ ｎ ｌｉ ｅｔ ｆｖ ｒ ｃ ｌｇａ ｓｅ ｇ ｒｎ ｉｇ ｍａ ｈ ｎ ｒ ｎ ｆ ｒｒ ｌ ｒａ ｈ ｏ ｌ ｈ ｔｅ ｔ ｔ ｅ ｍｉ ｉ ｍ ｏａｉ ａ ｎ ｒｉ ｏ ｅ ｉａ ｌｓ ｄ ｅ ｇ ｉ ｄ ｎ ｃ ｉ ｅ ｔａ ａｈ — ｈ ｏ ａ ｔ ｅ
中图分类号 ：Ｈ１２ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ７ ４ １ （０ ２ ０ — ０９ ０ １０ — ４ ４ ２ １ ）５ ０ ８ — ３
Ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｓｇ ｏ ｒ ｎｓｅ ｏ ｌ ｒ ｏ ｅ ｔｃ ｌｇ ａ ｓ ｅ ｅ ｇ ｉ ｎ ａ ｈｉ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ＡＴＬＡＢ ｔｍ ｚ ｔｏ ｄｅ ｉｎ ｆｔ ａ ｆ ｒ ｒ ｌｅ ｆｖ ｒ ｉａ ｌ ｓ ｄｇ ｒｎｄｉ ｇ ｍ ｃ ｎ ａ ｅ ｎ Ｍ Ｚｈ ｎ ａ －１ ｅ ｇ Ｘｉ ｏ ｉ
・
机 械 研究 与应 用 ・ ０ 年 期（ 第１ 期 ２ ２ 第５ 总 ２ ） １ １
设计与制造
基 于 ＭＡＴ Ａ 的立 式 玻 璃 磨 边 机 传 送 辊 的优 化 设 计 Ｌ Ｂ
郑 晓 丽
（ 方 工 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，北 京 北 １０４ ０ １４）
摘
要： 以立 式 玻 璃 磨 边机 传 送 辊 的 转 动 惯 量 最 小 为 目标 ， 合 考 虑 传 动 辊 的 结 构 、 度 、 度 和 硬 度 等 约 束 条 件 ， 综 速 强 建
立优化设计数 学模 型。利用 ＭＡ Ｌ Ｂ优化 工具箱 ， ＴＡ 对传 送辊 进行优 化设计 ， 化结 果表 明， 优 传送辊 的转 动惯
量减 少了 ５ ．４ ， 量减 少 了５ ．９ ， ９ １％ 质 ９ ５ ％ 这样 有利于提 高传动 系统 响应 的快速性 ， 同时节 约制造成 本。
关键 词 ： 立式 玻 璃 磨 边机 ； 化 设 计 ； 送 辊 ； 动 惯 量 优 传 转
图 １ 玻 璃的传送机构
１ 电动 机 ． ６从动辊 ． ２带轮 １ ３ 带轮 ２ ４ 主动辊 ． ． ． ７ 丝杠 ． ８ 同 步 带 轮 １ ９ 气缸 ． ． ５ 玻 璃 ． １． Ｏ 同步 带 轮 ２
图 ２ 传 送 辊 的结 构
由丝 杠施 加 于从动 辊 的轴 向力 ， 可按 下式计 算 ：
ｏ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｙ ｔ ｍ ｎｄ ｓ ｖ ｓ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎｇ ｃ ｓ． ｆｔａ ｍ ｓ ｉｎ ｓ ｓｅ ａ ａ ｅ ｎ ｆ ｃ ｕ ｉ ｏ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ａ ｌ ｓ ｄ ｅ ｇ ｉ ｄｎ ｃ ｉ ｅ；ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ｖ ｒｉ ｌ ａ ｓ ｅ ｇ ｒ ｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｃ ｇ ｎ ｐ ｉ ａ ｉ ｅ ｉｎ；ｔ ｎ ｆｒｒ ｌ ｒ ｍｉ ｏ ｒ ｓｅ ｏｌ ；ｍｏ ｎ ｆｉ ｅ ｉ ａ ｅ ｍｅ ｔｏ ｒ ａ ｎｔ
１ 引 言
立式 玻璃磨 边 机 是 中空玻 璃 生 产 线 上 的主 要 设 备 ， 于把 切 割成 型 的玻 璃 的 四边磨 制成 所需 要 的边 用
型 。玻 璃 传送 机构 是其 核心 部件 之一 ， 工作 原理 如 其
图 １ 示。 所
的起动 响应 特性 ， 该传 送机 构 的核心 部分— — 传送 而 辊 的转 动 惯量对 系 统 的快 速 响应 特性 有重 要 的影 响。
（ ｏｌ ｅｏ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｅｔ ｎ ｎ ｉ ｅｉ Ｎ ｒ ｈｎ ｎｖｒｔ ｔ ｈ ｏｏｙ Ｂ ｉｎ １０ ４ ，Ｃ ｉ ） Ｃ ｌｇ ｅ ｆｍｅ ｎｃ ｄｅ ｃ ｏｉ ｅｇｎ ｒ ｇ， ｏｔ Ｃ ｉ ｕ ｉ ｓｙｏ ｅ ｎｌ ， ｅｉ ｈ ａａ ｌ ｒ ｃ ｅ ｎ ｈ ａ ｅｉ ｆ ｃ ｇ ｊ ｇ ０ １４ ｈｎ ａ
ｈ ｒ ｎ ｓ ．Ｔ ｅ ｏ ｔ ｚ ｔ ｎｄ ｓｇ ｆｔ ｎ ｍｉｓｏ ｏｌｒｉ ｅ ｅｏ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ＭＡ ＬＡ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｔ ｏｂ ｘ ｈ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｓ ｈ ｐ ｉ ａｉ ｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｓ ｓｉ ｎ ｒ ｌ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｂ ｓｎ Ｔ Ｂ ｏ ｔ ｍｉ ｏ ｒ ｅ ｍｉａｉ ｏ ｌ ｏ ．Ｔ ｅｏ ｔ ｏ ｍｉａｉ ｏ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｔ ｅ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｏｌｒｍｏ ｎ ｆ ｎ ｒｉ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｌ ｔ ｈ ｃ ｒ ａ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｙ ａ ｃ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｒ ｓ ｓ ｉｎ ｒｌ ｍｅ ｔｏ ｅ ａ ｉ ｅ ｕ ｅ ｏ ，ｗ ｉｈ ｇ ｅ ｔ ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｃｅ ｔ ｓ ａ ｅ ｉ ｔ ｙ ｉ ｉ
２ 传 送 辊 的 受 力 分 析
主动 辊 和从 动 辊 的 结构 相 同 ， 构 如 图 ２所 示 。 结
由 图 ２可知 ， 传送 辊 的结 构是 一个外 面 粘贴 一层 聚 氨 酯橡胶 的空心 钢管 ， 了便 于 优 化 计 算 ， 文 将 忽 略 为 下 传 送辊 两 端 的实体 部分 ， 把传 送 辊 的结 构 简化 为长 ＝ ００ ｍ 的附有 聚氨酯 橡胶 的空心钢 管 。 ３０ ｍ