垂直提升带式输送机主轴优化设计

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垂直提升带式输送机主轴优化设计垂直提升带式输送机主轴优化设计
戴建立
(煤炭科学研究总院上海分院，上海200030)
摘要： 采用序列二次规划法，对垂直提升带式输送机主轴进行优化设计，达到减小尺寸和降低
转动惯量的目的。
关键词：传动主轴；优化设计
中图分类号：TH222 文献标识码：B 文章编号：1001-0874(2008)02-0068-02
Optimum Design of Driving Shaft on Vertical Belt Conveyor
DAI肠n.1i
(China Coal Research Institute Shanghai Dd.，Shanghai 200030，China)
Abstract：The paper performs the optimum design of driving shaft on vertical belt conveyor by series quadratic
programming method to decrease the moment of inertia and sizes.
Keywords：driving shaft；optimum design
垂直提升带式输送机传动主轴设计以往是参考
电机轴，按经验判断进行设计和校验，因此较保守。
本文结合河北崔家寨煤矿引进的美国LAKESHORE
矿业有限公司和德国SVEDALA公司联合制造的
POCKETLIYr带式输送机11，对其进行优化设计。
l优化设计方法
本文采用序列二次规划法(又称约束变尺度
法)。其基本思想是：对-般非线性规划问题，在迭
代点构造二次规划，将约束优化问题转化为无约束
优化问题；求解搜索方向所用的尺度矩阵通过校正
矩阵修正，故称为变尺度法。其优点是可靠性高、适
应能力强，函数及梯度求值次数少等，比较适合于解
决工程优化设计问题。
针对约束变尺度法在弯曲约束边界上搜索的整
体收敛率低，以及对某些问题会出现死循环不易收
敛等缺陷。余竣周济等旧1采用新的搜索监控技
术，使整体收敛性得到加强；针对Powell算法中尺
采用能自动调整步长的算法，有效地提高了差分计
算梯度的精度。根据以上修正算法形成的CVM01
程序，提高了算法的收敛速度、可靠性和适应性。
2模型的建立
(1)原始数据
设计参数：垂直提升高度230m，运量1143t/h，
带速3m/s，电机功率2 X500kW，滚筒直径2m，主轴
转速28.6r/m，传动滚筒圆周力230274N，主轴扭矩
为：
坼9549×N几，9549×哿333881(N.m)
主轴两端装滚筒并由轴承支撑，轴端受弯矩。
(2)设计变量
传动主轴为等截面轴，轴的直径d，和两传动滚
筒间的距离为需要决定的设计参数，则有：
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