基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究基于工作裝置優(yōu)化的裝載機(jī)卸載沖擊研究史英良,侯亮,祝青園,翟繼盾,卜祥建(廈門大學(xué)機(jī)電工程系福建廈門361005)摘要：裝載機(jī)卸載過程中載荷的急劇變化會對車體產(chǎn)生劇烈沖擊,導(dǎo)致舒適性下降,同時會降低部件的壽命,因此對卸載沖擊進(jìn)行研究,擬通過對工作裝置的優(yōu)化設(shè)計來降低該沖擊.首先構(gòu)建了工作裝置各部件的力學(xué)模型,分析了卸載過程中力的傳遞路徑和機(jī)理;通過試驗(yàn)分析了鏟斗油缸的載荷峰值,對卸載沖擊過程進(jìn)行了量化和表征;好的后,基于參數(shù)化建模,采用序列二次規(guī)劃算法(SQP)對工作裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計.仿真結(jié)果表明:優(yōu)化后的沖擊載荷峰值降低了約38%.該研究可為工作裝置疲勞壽命和作業(yè)舒適性的研究提供一定的基礎(chǔ).關(guān)鍵詞：卸載沖擊;工作裝置;ADAMS;序列二次規(guī)劃算法;優(yōu)化輪式裝載機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、港口、碼頭和礦山等工程和城市建設(shè)場所的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,其主要功能是對松散物料進(jìn)行鏟裝及短距離運(yùn)輸作業(yè).裝載機(jī)的工作裝置是用于實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)的帶液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖1所示.裝載機(jī)在作業(yè)時,動臂油缸不動,工作裝置依靠鏟斗油缸的伸縮使鏟斗繞其與動臂的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動,完成物料的裝載和卸載.在卸載過程中。上海工作服定制銷售。溫州氣質(zhì)工作裝銷售廠家
自帶的拓?fù)鋬?yōu)化模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；(5)結(jié)合靜力學(xué)與模態(tài)分析對優(yōu)化后的模型進(jìn)行驗(yàn)證與修改。整個設(shè)計過程中選取的多種典型工況包括：工況一：斗桿油缸全部收縮且動臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機(jī)面重合，即好的大挖掘半徑位置；工況二：動臂油缸全部收縮，動臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖在一條直線上并豎直向下，即好的大挖掘深度位置；工況三：三個工作油缸全部收縮位置；工況四：三個工作油缸均處于好的大作用力臂位置；工況五：動臂油缸全部收縮，斗桿油缸處于好的大作用力臂且動臂與斗桿鉸接點(diǎn)、斗桿與鏟斗鉸接點(diǎn)以及鏟尖在一條直線的位置；工況六：動臂及鏟斗油缸全部伸出，斗桿油缸全部收縮，即好的大卸載高度位置。本發(fā)明還提供了通過上述方法優(yōu)化得到的挖掘機(jī)工作裝置。此次發(fā)明的鮮明特點(diǎn)包括：(1)拓?fù)鋬?yōu)化相較于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式具有設(shè)計靈活、操作簡單的特點(diǎn)。(2)本發(fā)明通過對修改后模型進(jìn)行靜力學(xué)與動力學(xué)聯(lián)合分析驗(yàn)證，可以更加好的的檢測到優(yōu)化后模型的工作性能，更為切合實(shí)際，通過反復(fù)的驗(yàn)證和修改得到更加合理的挖掘機(jī)工作裝置。附圖說明圖1為工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 淮安工作裝聯(lián)系人上海工作服定制樣冊。
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總體均值μ的1-α置信區(qū)間為:圖5卸載工況鏟斗油缸受力變化曲線Unloadingconditionbucketcylinderforcecurve表1鏟斗油缸沖擊載荷峰值Peakofimpactloadonbucketcylinder峰值受力/(7)式中:均值標(biāo)準(zhǔn)差S=是t(n-1)分布的分位數(shù).好的水平是估計總體參數(shù)落在某一區(qū)間內(nèi)可能犯錯誤的概率,用α表示.將(7)式,將好的水平α取為5%,則鏟斗油缸沖擊載荷峰值的均值,沖擊載荷峰值置信度為95%的置信區(qū)間為(142).3工作裝置的優(yōu)化設(shè)計虛擬樣機(jī)模型的建立與驗(yàn)證基于以上的分析,我們考慮采用工作裝置優(yōu)化的方法來尋求降低沖擊載荷的途徑.利用機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)工程軟件ADAMS環(huán)境,創(chuàng)建的虛擬裝載機(jī)工作裝置樣機(jī)的優(yōu)化分析模型,如圖5所示.利用ADAMS/View提供的參數(shù)化建模和優(yōu)化設(shè)計功能,可以將參數(shù)值設(shè)置為可以改變的變量[10],在分析過程中,只需改變樣機(jī)模型中有關(guān)參數(shù)值,軟件自帶的程序就可以自動地更新整個樣機(jī)模型.圖6虛擬樣機(jī)模型Virtualprototypemodel建模過程中需要在圖5中A～I(xiàn)各鉸點(diǎn)處根據(jù)真實(shí)坐標(biāo)值創(chuàng)建POINT點(diǎn),使用ADAMS的建模工具分別創(chuàng)建動臂、搖臂、鏟斗、連桿、動臂油缸和鏟斗油缸,并對三維模型進(jìn)行裝配;然后在各鉸點(diǎn)處創(chuàng)建鉸接副,在動臂油缸、鏟斗油缸的活塞桿與缸筒之間建立圓柱副。溫州氣質(zhì)工作裝銷售廠家
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