梳理机工作辊结构的优化设计

为提高国内梳理机工作辊在缠绕针布和重力作用工况下的直线度,采用ANSYS软件对现有国产某型号工作辊的机械结构进行研究和分析,并在此基础上对梳理机工作辊进行优化设计。首先建立工作辊拓扑优化和尺寸优化数学模型,推导拓扑优化数学模型中目标函数对设计变量的敏度。然后根据分析研究结果,针对工作辊机械结构提出二步优化方案,基于ANSYS软件采用自编优化程序对工作辊进行拓扑优化和尺寸优化。研究结果表明:优化后的工作辊材料分布达到最优;在满足应力约束的条件下,工作辊最大挠度由原结构的0.33 mm减少到优化后的0.11 mm,减少了67%,优化后工作辊直线度和性能得到提升。