胡佳音,胡長虹

(長沙礦山研究院有限責(zé)任公司, 湖南 長沙 410012)

0 引 言

GDSS2500固定式碎石機(jī)廣泛應(yīng)用于非爆破二次破碎作業(yè),根據(jù)對現(xiàn)場作業(yè)效率的觀察,設(shè)備的操作性、穩(wěn)定性、可靠性、機(jī)動性等對最終的效率核算有很大的影響,該型碎石機(jī)在進(jìn)行破碎作業(yè)時,盡管適用于6 m縱向范圍,但很多情況下,需要將礦石大塊撥移至中間區(qū)域,否則,破碎機(jī)無法高效地破碎礦石,大量的沖擊破碎預(yù)操作大大影響了綜合作業(yè)效率,導(dǎo)致大量增加能耗.

因此,依據(jù)現(xiàn)場情況,提出了一種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,以擴(kuò)展釬桿頭部的最佳打擊范圍,提升其作業(yè)效率.

1 分 析

GD2500破碎機(jī)如圖1所示,其作業(yè)區(qū)域如圖2所示,圖2中,將液壓錘簡化為△ABC.在6 m作業(yè)區(qū)內(nèi)破碎高度為300~600 mm,構(gòu)成了作業(yè)關(guān)鍵區(qū)域,而EFGH則為關(guān)鍵點(diǎn),由于打擊角A1~A4太大無法穩(wěn)定可靠實(shí)施破碎從而影響效率;圍繞關(guān)鍵區(qū)域和關(guān)鍵4角點(diǎn)設(shè)定目標(biāo),以便在全域上改進(jìn)打擊角度,提升操縱效率.

圖1 GD2500碎石機(jī)

2 基于matlab平臺的優(yōu)化設(shè)計(jì)

搜索準(zhǔn)則:4角點(diǎn)初算,整個作業(yè)區(qū)核算.搜索向量變量x的構(gòu)成(見圖3)如表1所示.

圖2 GD2500碎石機(jī)主要作業(yè)區(qū)域

圖3 向量變量x

考慮到該機(jī)型總體較為成熟穩(wěn)定,因此,以當(dāng)前結(jié)構(gòu)參數(shù)為初值x 0.

目標(biāo):

約束條件為:

(1)油缸不過載(壓力需求＜20 MPa);

(2)作業(yè)區(qū)最高工作點(diǎn)高度＞800 mm;

(3)作業(yè)區(qū)高度200 mm線全覆蓋;

(4)打擊軸壓力≥5000 kg.

油缸不過載的處理采用動態(tài)搜索,對臂架工作區(qū)域運(yùn)動范圍求解大臂油缸和小臂油缸的載荷極值(破碎錘施加5 t軸壓力).

表1 搜索向量變量

在4個關(guān)鍵點(diǎn)上,在滿足全范圍基本約束的前提下,優(yōu)化結(jié)果如圖4所示,并將優(yōu)化前和優(yōu)化后的數(shù)值進(jìn)行對比(見表2),從表2可以看出,優(yōu)化后,4個關(guān)鍵點(diǎn)的角度均減小,大臂連桿長度減少118.5 c m,小臂連桿長度增加435.8 c m,更有利于碎石機(jī)工作.

圖4 臂架優(yōu)化結(jié)果

表2 優(yōu)化結(jié)果

3 結(jié) 論

通過對碎石機(jī)作業(yè)區(qū)域和角點(diǎn)的分析,提出了一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,即圍繞關(guān)鍵區(qū)域和關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)定目標(biāo),通過約束條件保留原設(shè)計(jì)基本性能的同時,改進(jìn)其結(jié)構(gòu)參數(shù),達(dá)到高效作業(yè)的目標(biāo).

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