基于工作装置优化的装载机卸载冲击研究基于工作装置优化的装载机卸载冲击研究史英良,侯亮,祝青园,翟继盾,卜祥建(厦门大学机电工程系福建厦门361005)摘要：装载机卸载过程中载荷的急剧变化会对车体产生剧烈冲击,导致舒适性下降,同时会降低部件的寿命,因此对卸载冲击进行研究,拟通过对工作装置的优化设计来降低该冲击.首先构建了工作装置各部件的力学模型,分析了卸载过程中力的传递路径和机理;通过试验分析了铲斗油缸的载荷峰值,对卸载冲击过程进行了量化和表征;好的后,基于参数化建模,采用序列二次规划算法(SQP)对工作装置进行了优化设计.仿真结果表明:优化后的冲击载荷峰值降低了约38%.该研究可为工作装置疲劳寿命和作业舒适性的研究提供一定的基础.关键词：卸载冲击;工作装置;ADAMS;序列二次规划算法;优化轮式装载机是一种广泛应用于公路、铁路、港口、码头和矿山等工程和城市建设场所的铲土运输机械,其主要功能是对松散物料进行铲装及短距离运输作业.装载机的工作装置是用于实现装卸作业的带液压缸的空间多杆机构,其结构如图1所示.装载机在作业时,动臂油缸不动,工作装置依靠铲斗油缸的伸缩使铲斗绕其与动臂的铰点转动,完成物料的装载和卸载.在卸载过程中。上海工作服定制销售电话。淮安好看的工作装批量定制
本研究以减小工作装置卸载冲击为目标对工作装置进行了优化.该研究为工作装置的疲劳寿命研究和驾驶员的作业舒适性的研究提供了一定的基础.参考文献：[1]黄洪钟,姚新胜,周仲荣.基于满意度原理的装载机工作装置的多目标优化设计[J].机械工程学报,2003,39(5):[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering,2003,39(5):97-103.[2]潘双夏,刘慧斌,冯培恩.装载机正转八连杆机构工作装置的优化设计[J].同济大学学报,2001,29(12):[J].JournalofTongjiUniversity,2001,29(12):1499-1502.[3]申文清,郝爱云,朱志辉,等.基于MATLAB的装载机连杆机构优化设计[J].煤好的械,2006,27(4):[J].CoalMineMachinery,2006,27(4):544-546.[4]高秀华,王云超,安二中,等.基于ADAMS的装载机工作装置优化[J].计算机仿真,2007,24(1):[J]puterSimulation,2007,24(1):217-221.[5]侯亮,潘永军,郭涛,等.装载机八杆机构工作装置多目标优化与仿真[J].中国工程机械学报,2009,7(3):[J].ChineseJournalofConstructionMachinery,2009,7(3):258-264.[6]戴文跃,梁昊.装载机工作装置的动力学仿真与综合优化设计[J].吉林大学学报:工学版,2004,34(4):[J].JournalofJilinUniversity:EngineeringandTechnologyEdition,2004,34。苏州户外工作装设计上海工作服定制哪家好。
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载荷的急剧变化会对装载机车体产生剧烈冲击,导致舒适性下降,同时会降低部件的寿命.目前,对装载机工作装置的研究都集中在如何提高其平移性和自动放平性能方面,而对工作装置卸载过程中所受冲击的研究较少.因此,以减小卸载工况下工作装置所受冲击为目标对工作装置进行优化,对提高驾驶员的作业舒适性,延长部件使用寿命具有重要的意义.图1装置机工作装置Loaderworkingdevice装载机工作装置的优化方法大致可分为两类:(1)基于计算机编程的优化设计.黄洪钟[1]等给出了集神经网络、遗传算法于一体的装载机工作装置多目标满意优化算法;潘双夏[2]等应用优化软件Prodopt采用仿生物进化方法对装载机的正转八连杆机构进行了多目标优化;申文清[3]等建立了反转六连杆机构的数学模型,并使用MATLAB软件编程对数学模型进行了优化研究.(2)基于虚拟样机的参数化优化设计.高秀华[4]等基于机械系统动力学软件ADAMS对装载机工作装置中的各主要杆件进行了参数化,创建了装载机工作装置的虚拟样机优化模型。上海工作服定制电话。
总体均值μ的1-α置信区间为:图5卸载工况铲斗油缸受力变化曲线Unloadingconditionbucketcylinderforcecurve表1铲斗油缸冲击载荷峰值Peakofimpactloadonbucketcylinder峰值受力/(7)式中:均值标准差S=是t(n-1)分布的分位数.好的水平是估计总体参数落在某一区间内可能犯错误的概率,用α表示.将(7)式,将好的水平α取为5%,则铲斗油缸冲击载荷峰值的均值,冲击载荷峰值置信度为95%的置信区间为(142).3工作装置的优化设计虚拟样机模型的建立与验证基于以上的分析,我们考虑采用工作装置优化的方法来寻求降低冲击载荷的途径.利用机械系统动力学工程软件ADAMS环境,创建的虚拟装载机工作装置样机的优化分析模型,如图5所示.利用ADAMS/View提供的参数化建模和优化设计功能,可以将参数值设置为可以改变的变量[10],在分析过程中,只需改变样机模型中有关参数值,软件自带的程序就可以自动地更新整个样机模型.图6虚拟样机模型Virtualprototypemodel建模过程中需要在图5中A～I各铰点处根据真实坐标值创建POINT点,使用ADAMS的建模工具分别创建动臂、摇臂、铲斗、连杆、动臂油缸和铲斗油缸,并对三维模型进行装配;然后在各铰点处创建铰接副,在动臂油缸、铲斗油缸的活塞杆与缸筒之间建立圆柱副。上海工作服定制工厂。常州户外工作装销售厂家
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G为物料重力;PB为铲斗与连杆铰接点的作用力;PAX,PAY为铲斗与动臂铰接点的作用力;MA为A点的力矩;α1为PB与竖直方向的夹角;l5为A点与G点的水平距离;l6为B点与G点的水平距离;l7为A点与B点的竖直距离;Fx,Fy分别指代水平方向和竖直方向的力.以连杆为分离体,将连杆视为二力杆,则根据二力平衡原理,作用于连杆两端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC为摇臂与连杆铰接点的作用力.以摇臂为分离体,将铲斗油缸视为二力杆,则摇臂与铲斗油缸铰点的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD为D点的力矩;α3为PE与竖直方向的夹角;l2为D点与E点的水平距离;l3为C点与D点的水平距离;l4为C点与E点的竖直距离.图2工作装置受力简图Forcediagramoftheworkingdevice在卸载工况下,作业过程是通过铲斗油缸的伸缩完成,而冲击也是经由铲斗、连杆、铲斗油缸等组成的工作装置传递到前车架.因此,从传递路径考虑,以卸载过程中铲斗油缸承受的冲击载荷为研究对象,对降低工作装置的卸载冲击具有重要的意义.2试验研究与数据处理铲斗油缸受力试验研究根据以上的分析得知。 淮安好看的工作装批量定制
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