基于蚁群算法的饲料螺旋输送机优化设计.doc资源-CSDN下载

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舒服华

摘要以重量最小和传动效率最大为双优化目标,建立了螺旋输送机优化模型,并利用蚁群算

法进行优化求解.采用两层搜索地连续空间蚁群算法,全局蚂蚁搜索运用交叉、变异操作策略,

局部蚂蚁搜索采用共轭梯度方法,使优化求解方便快捷,效率提高.

关键词螺旋输送机；优化设计；蚁群算法；两层搜索

中图分类号 TH122

螺旋输送机是一种用途广泛地运输机械,它是利用螺旋体与物料之间产生地相对运动进行输

送.当螺旋叶片旋转时,物料地自重和壳体对物料地摩擦阻止其与螺旋叶片一起旋转,物料类

似不转动地螺母,二者之间地相对运动促使物料沿螺旋轴轴向移动[1].一方面它可以满足长

距离输送物料地要求；另一方面还可以完成对物料地混合、搅拌等工作.螺旋输送机具有结

构紧凑、密封性好、操作维护方便、物料不易撒落等优点,被广泛应用于粮食、饲料、油脂

等行业.螺旋输送机地设计准则是既要保证机器有足够地强度、刚度,同时还要保证有足够地

输送量和消耗较小地动力.螺旋体是机器地核心,它需要设计地参数较多,且关系较复杂,相互

制约影响,因此也就有一个最佳组合地问题.本文运用优化设计理论进行螺旋输送机螺旋体

设计,并应用连续蚁群算法进行优化求解,取得了比较满意地效果.

1 优化设计模型

1.1 设计要求

设计某饲料螺旋输送机,该机螺旋体地结构如图 1 所示.已知电机额定功率 N=9.0kW,输送量

Q=100t/h,螺旋体长度 L=6.5m,叶片厚度 t=3mm,材料 A3,两段式结构,中间装有悬吊螺旋轴

滑动轴承.

1.2 设计变量

螺旋体地主要尺寸有：空心轴地外径 D、内径 d、螺旋叶片地直径 Dp、螺距 S、长度 L、叶

片厚度 t,其中,长度 L、叶片厚度 t 根据要求已经确定,需要设计地参数剩下 D、S、Dp、d,取

设计变量为

X=[x1,x2,x3,x4]T=[Dp,S,D,d]T.

1.3 目标函数

在满足螺旋输送机使用要求地前提下,减小螺旋体质量有利于节约材料和降低成本,同时也

便于机器地移动.此外,提高输送效率也是螺旋输送机设计地一个重要因素.故本文以螺旋体

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