壓力表傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
本研究中基于相關(guān)研究基礎(chǔ)，針對(duì)儀表傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，希望能夠改善測(cè)試的誤差水平，進(jìn)一步為 儀表測(cè)試工藝進(jìn)步提供借鑒和幫助。
壓力儀表的應(yīng)用性較廣泛，主要是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之 中，對(duì)液體以及氣體蒸汽壓力等實(shí)施測(cè)量的工具。壓力儀 表具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，測(cè)試效果準(zhǔn)確以及經(jīng)濟(jì)性較髙 等特點(diǎn)。當(dāng)前階段，機(jī)械、電力以及相關(guān)輕工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng) 域之中往往采用該儀表類型。壓力表結(jié)構(gòu)之中包括幾個(gè) 方面，分別是彈簧管、封頭、曲柄以及扇形齒輪等幾個(gè) 部分。在對(duì)傳統(tǒng)儀表實(shí)施設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，因?yàn)樵谠┒?/span> 位置形成精確極端相對(duì)較為困難。為此，設(shè)計(jì)之中主要借 助的是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)分析，從而忽視對(duì)非線性特征等的 研究。彈性元件末端以及相關(guān)數(shù)據(jù)線性荷載情況設(shè)計(jì)成為 了主要形式。其基本工作原理就是通過(guò)被測(cè)試壓力的介質(zhì) 將會(huì)通過(guò)導(dǎo)壓接口進(jìn)人到彈簧管之中，并因此產(chǎn)生彈性位 移，通過(guò)連接曲柄則能夠?qū)椈晌灰妻D(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?，因?/span> 就能夠顯示測(cè)試壓力情況。希望能夠通過(guò)本研究針對(duì)壓力表傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理
壓力儀表主要采取的是曲柄連桿二桿結(jié)構(gòu)完成對(duì)彈性 元件位移的傳遞。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中，因?yàn)榍瑝K區(qū)域采 取的是非線性特征，因此，傳動(dòng)比也必將根據(jù)轉(zhuǎn)角的改變 而發(fā)生變化。
結(jié)合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，壓力表之中的表盤刻度采取 270°，機(jī)型扇形齒輪以及小齒輪部件之間的直徑比應(yīng)當(dāng)達(dá) 到9:1，因此，傳動(dòng)比也應(yīng)當(dāng)能夠達(dá)到1/9，而且當(dāng)扇形齒 輪在處于滿負(fù)荷情況下，則轉(zhuǎn)角應(yīng)當(dāng)達(dá)到30°。因?yàn)閺椈?管產(chǎn)生位移情況與壓力何在之間表現(xiàn)出非線性特征。為 此，為了提升精度測(cè)試水平，則需要將彈簧管的末端位置 封頭與荷載點(diǎn)各個(gè)位置之間進(jìn)行連接，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)促使曲 柄能夠在所有的荷載步驟之中都能夠轉(zhuǎn)動(dòng)6°的線性等值角 度。
通過(guò)圖1可以發(fā)現(xiàn)，曲柄La以及Lb之間的連桿主要是 彈性元件之中末端位置鉸鏈中心控制與牽動(dòng)的，因此，其 產(chǎn)生的有效位移情況則應(yīng)當(dāng)是鉸鏈中心之中E、Y以及Z方 向上的綜合。
為了能夠更好的表示壓力儀表之中所具有的傳遞功 能，則可以通過(guò)曲柄連桿二桿的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施算法分析， 通過(guò)向量化之后運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行表示，則應(yīng)當(dāng)能夠充分滿足 以下關(guān)系式：
= RE + Lb
這其中，曲柄以及連桿所具有的長(zhǎng)度分別是a，b，曲 柄Lb形成與Z之間的夾角表示為多，此時(shí)連桿Lb以及z之 間形成的夾角將達(dá)到沙。
2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化模型分析
通過(guò)借助向量三角形能夠得到曲柄化相關(guān)問題的答 案，目標(biāo)函數(shù)則屬于是所有載荷控制點(diǎn)當(dāng)中關(guān)于曲柄方面 的轉(zhuǎn)角差平方和，這當(dāng)中的多1表示所有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制點(diǎn) 上的實(shí)際轉(zhuǎn)角數(shù)值，則通過(guò)上圖可以發(fā)現(xiàn)，基于控制曲柄 所連接的彈性元件之中的鉸鏈中心可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè) 計(jì)變量應(yīng)當(dāng)可以被表示為：X=(X, X2 Xj = (a be ) T
通過(guò)上式之中可以知道，a代表的是曲柄長(zhǎng)度數(shù)值，b 表示的是連桿長(zhǎng)度，而e表示的是機(jī)芯以及z軸位置之間 的夾角情況。
通過(guò)針對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型實(shí)施有效分析，可以知 道非線性多變量函數(shù)往往都具有十分復(fù)雜的特征，無(wú)法進(jìn) 行快速有效的解析，因此，可以通過(guò)借助直接尋優(yōu)法替代 之。通過(guò)借助非線性單純方法完成對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu) 化。采取非線性單純法則必須要在圖形定端位置上根據(jù)特 定的原則，采取試探性的采集方式。此類方法相對(duì)簡(jiǎn)單， 針對(duì)變量較少的情況應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能夠在計(jì) 算機(jī)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，改善壓力儀表實(shí)際顯示精度，提升性能水 平，加強(qiáng)傳動(dòng)原理以及相關(guān)模型的優(yōu)化是本研究的主要目 標(biāo)。同時(shí)，借助本研究也進(jìn)一步分析了夾角可能會(huì)對(duì)傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)精度方面的影響水平，并能夠?qū)π纬珊侠淼膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu) 提供有效依據(jù)。
