数控化摆型腭式粉碎机内部体系的研发

　　1整体设计方案

　　本系统研制的目的是要求开发出在输入可变的原始设计参数后，通过该系统能实现整体机构参数的优化设计、各零部件的传统设计计算、设计过程中所需的工程数据库自动查询以及总装图和各零件图的自动绘制。具体的整体设计方案如1所示。

　　该系统在接收到用户输入的原始整体设计参数后，即可通过整体机构参数的优化模块设计出复摆颚式破碎机四杆机构中各杆的优化参数，然后在此整体机构优化参数的支配下，对各零件进行参数设计、参数随机查询以及参数化自动绘图。

　　2原始整体设计参数输入模块

　　该模块的主要功能是用于接收用户要求设计的破碎前后的物料粒度尺寸和要求达到的*小生产率等，确定该破碎机的型号尺寸等并形成数据文件，以便于其它模块调用。

　　3整体机构参数的优化模块

　　该模块的功能是能自动完成复摆颚式破碎机的四连杆机构参数优化。

　　3 1连杆机构参数优化的数学模型

　　3 1 1设计变量的选取

　　如2所示， M点为动颚的排料口处的*下点，N点为动颚的给料口的*上点， L1为偏心距， L2为连杆长度， L3为肘板长度， L4为机架长度。选取L 1，L 2， L 3， L 4，0 5个参数作为设计变量，可使四杆机构**确定。此外，还将LM， LN，M，N4个参数也作为设计变量处理。

　　3 1 2目标函数的确定

　　在该实际问题中，选取以每个有效工作小时内破碎机的产量*大为目标而确定其目标函数：

　　Q= （33 36） S b L n （ B- b） / （ B sin ）其中： Q为每个有效工作小时内破碎机的产量（即生产率）， m3/ h； S为在某一排料口动颚上、中、下3点水平摆动行程的平均值， m； b为排料口宽度， m； L为给料口长度， m； n为偏心轴转速， r/ s； B为给料口宽度， m；为啮角。

　　3 1 3约束条件的选取

　　a四杆机构曲柄存在的条件：

　　曲柄和*长杆长度之和小于另外两杆之和；曲柄*短。b传动角要求： 45 < < 55 .

　　c摆动角要求< 1>： < 10 .

　　d设计变量向量的约束。要求： A i X i B

　　分别为设计变量向量的下限和上限向量。

　　e啮角要求： 17 < < 22 .

　　3 2优化方法的选取以及程序的编写实现对该约束优化问题采取的优化方法为复合形法。在运行该程序时，只要求用户输入一些必要的初始条件后，程序便能自动地完成整个优化设计计算过程，并且将结果一方面存入磁盘文件以便整个软件中其它模块对该优化参数引用，另一方面也显示在屏幕上以便用户观察审核优化结果。

　　3 3 PE 250型复摆颚式破碎机的运行实例

　　给出恰当的初始条件并运行优化程序使机构参数得到优化后，可以看到其生产率Q= 8. 04 m 3/ h，功率为15. 6 kW，特值为2. 3.

　　根据JB/T1388 92标准中规定的复摆颚式破碎机的生产率为7. 5 m 3/ h.可见，当机构的参数得到优化后，其生产率明显提高。

　　4主控程序对AutoCAD的引导

　　由于主控程序是用C语言编写的，参数化绘图程序是用AutoCAD的ADS编写的，而ADS程序经编译之后必须要装入AutoCAD中运行，这样主控程序和AutoCAD之间必须要能实现自动切换。其方法是采用如下的程序语句实现：

　　int mode1= P _ WAIT；char envp< > = { % COMSPEC= C： \ \ COMMAND. COM，% ACAD= C： \ \ R12 \ \ SUPPORT； C： \ \ R12 \ \ FONTS； C： \ \ USER，% ACADDRV= C： \ \ R12 \ \ DRV，% ACADCFG= C： \ \ R12， }；char pathname< > = % C： \ \ R12 \ \ ACAD. EXE；char argv< > = { % ACAD. EXE，% DRW _ NAME= ACAD. DWG，% C： \ \ IMPL _ VEL. SCR，NULL} ；spawnle（ model， % c： \ \ r12 \ \ cdos. exe，NULL） ；strcpy（ argv< 2> ，% c： \ \ USER \ \ fgj. scr） ；spawnvpe（ mode1， pathname， argv， envp） ；

　　这时，再在C：盘的USER子目录下建立一个AutoCAD的命令组文件FGJ. SCR，来装卸已编译的ADS可执行程序即可。

　　5参数化绘图模块

　　本系统采取参数化自动绘图。因为复摆颚式破碎机在工业中应用极为广泛，而它的机型设计也较为成熟，几乎可将变参数型设计直接应用于各零件上。也就是说，对于新的设计对象，其工作原理和结构与原有的基型设计非常类似。其主要差异在于各部分尺寸参数不同。对于这类设计，如果以基型产品为基础，将其可能要变动的尺寸参数作为变量参数，在计算机内建立参数化模型，则每次进行变参数设计时，只须向参数化模型输入少量要稍作圆整的参数，计算机便可在内部建立新设计对象的模型，并生成相应的设计图样。采用参数模型设计，可加快新产品的设计，对于不同规格型号的破碎机，只要输入给料口、排料口及生产率等参数，则可得出不同规格的机型图样。

　　以肘板为例，针对PE 250型，当使用缺省设计计算参数时，各参数取值均为传统设计计算值或经验值，但肘板中有1个参数为四杆机构中摇杆的长度，应取优化值，如L3 = 318. 6 mm.如设计者对参数另有改动，还可在参数输入对话框中修改，之后即可得到所需尺寸的零件图，完成一项新的设计。是在上述缺省设计计算参数下，程序自动生成的肘板零件图。

　　6结语

　　该系统利用C语言和AutoCAD绘图软件进行二次开发成功地实现了复摆颚式破碎机的传统设计计算、机构参数的优化设计以及参数化自动绘制工程图的有机集成，大大提高了产品的设计效率和设计精度。同时，也为开发此类专用CAD应用软件提供了一条切实可行的途径。