第28卷第9期煤　矿　机　械　　　　　　　　　　　　　　　　2007年　9月CoalMineMachinery

　　　　　　　　　　　　　　　　Sep.

Vol128No19

2007

　

基于改进遗传算法的带式输送机滚筒优化设计

关维娟,许　峰,陈清华

(安徽理工大学,安徽淮南232001)

摘要:建立了以带式输送机滚筒质量最小为目标的数学模型,并运用实数编码策略、模拟罚

函数法处理约束条件、自适应调整选择和交叉概率等对标准遗传算法进行了改进,利用改进的遗传算法对该问题进行了优化设计。优化设计实例表明,该方法是可行的,并可应用于其他优化设计过程中。

关键词:带式输送机;传动滚筒;改进遗传算法;优化设计中图分类号:TD52811　文献标志码:A　文章编号:100320794(2007)0920003203

OptimumDesignofBeltConveyorRollerBasedonImprovedGenetic

Algorithm

GUANWei-juan,XUFeng,CHENQing-hua

(AnhuiUniversityofScienceandTechnology,Huainan232001,China)

Abstract:Establishaminimumweightbeltconveyorrollerobjectiveusereal-codedstrategyandsimulationpenaltyfunctionprocessingandthecrossoverprobabilitytoimprovestandardgeneticalgforopti2mizingthedesign.Itshowsthatthemethodisoptimizationofthedesignprocess.

Keywords:beltconveyor;im;optimumdesign

0　前言

B1———滚筒宽度,mm;

d1———滚筒轴承支点处轴径,mm。

1.2　约束条件

电站、码头、港,而带式输送机滚筒作为带式输送机的主要传动部件,它能否安全稳定地运行,在整个输送机传动系统中处于举足轻重的地位。国内外学者对滚筒的设计和优化方法进行了大量研究,而遗传算法作为一种实用性很强的全局优化算法,近年来得到了广泛应用,本文研究利用遗传算法对带式输送机滚筒结构进行优化。1　优化数学模型的建立1.1　确定优化变量与目标函数

对传动滚筒进行优化,具体讲就是在满足传动滚筒强度、刚度的条件下,设定质量最小为目标函数,以滚筒两辐板之间的距离l、滚筒轴直径d、筒壳厚度t和辐板厚度h为设计变量,即X=[x1　x2　x3　x4]=[l　d　t　h],因为各段轴的轴径为一组相关变量,所以只把装轴承处的直径设为一个变量。

目标函数f(X)=V→min,即

π2332

minf(X)=(4B1Dx3-4B1x3+x1x2+112x2+ld1-4

d1x1-112d1x2+Dx4-4Dx3x4+4x3x4-2

2

2

2

T

T

按筒壳表面应力的约束函数

()

g1(X)=-1≤02

50x1x3

式中

T1———滚筒输送带紧边拉力;T2———松边拉力。

(2)

　　轴强度的约束函数

g2(X)=

πx3]2[σ

1≤0

(lx)2(TT)2

+-4

2n

(3)

滚筒轴所受的扭矩,Mn=D(T1-T2);式中Mn———

[σ]———材料的许用应力,对于45钢,可取

[σ]=40～66MPa;

l1———两轴承中心距。

　　轴的最大挠度约束函数

()()2

g3(X)=[3l1-4

πEl1x232

(l201-x1)]-1≤式中　E———轴材料的弹性模量。

轴在轮毂处转角的约束函数

()()g4(X)=-1≤0

πEx40100122(4)

2125x2x4-15x2x4-25x4)

2

(1)

式中D———滚筒直径,mm;

(5)