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    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。南京流行工作装联系人上海工作服定制供应商。

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    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。上海工作服定制工厂。

工作装置的主要结构包括：1车架、2动臂、3动臂液压缸、4动臂液压杆、5斗杆液压缸、6斗杆液压杆、7斗杆、8铲斗液压缸、9摇杆、10铲斗液压杆、11连杆、12铲斗。(2)多种典型工况的选取图2为挖掘机工作过程示意图。挖掘机工作装置是以三组液压缸为原动件的三自由度连杆结构，其工作过程主要包括空斗回转调整(挖掘位置)21、铲斗挖掘(挖掘作业)22、满斗提臂回转23以及卸载作业24等。图3为工作装置结构分析中的六种工况位姿图。工况一：a)斗杆油缸全部收缩且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖处于同一直线位置,铲尖与停机面重合，即好的大挖掘半径位置。工况二：b)动臂油缸全部收缩，动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线上并竖直向下，即好的大挖掘深度位置。工况三：c)三个工作油缸全部收缩位置。工况四：d)三个工作油缸均处于好的大作用力臂位置。工况五：e)动臂油缸全部收缩，斗杆油缸处于好的大作用力臂且动臂与斗杆铰接点、斗杆与铲斗铰接点以及铲尖在一条直线的位置。工况六：f)动臂及铲斗油缸全部伸出，斗杆油缸全部收缩，即好的大卸载高度位置。。 上海工作服定制销售电话。南京流行工作装联系人

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    该铰点受力即可反映铲斗油缸的受力.建立约束设计变量的任何一组值,都是一个“设计方案”,所谓“好的优设计”实际是满足某些设定限制条件的设计方案中好的好的设计方案.这些限制总称为“设计约束”.根据装载机的工作条件,在ADAMS环境下,从以下几个方面对优化模型进行约束.(1)变量取值范围约束根据装载机尺寸和工作机构布置要求,合理设计中要给出各设计变量的允许变化范围.本文设定每个坐标变量的变化范围为-10～+10mm,油缸速度的变化范围为-20～+20mm·s-1.(2)传动角约束为了提高传动效率,防止机构锁死,要求在整个运动过程中,各个传动角在10°～170°之间变化.故在ADAMS中,须施加传动角约束,即:(9)通过建立测量FUNCTION_MEA_1创建约束OPT_CONSTRAINT_1(10°≤∠BEF),表达式为:10d-INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51);通过测量FUNCTION_MEA_2可创建约束OPT_CONSTRAINT_2(∠BEF≤170°),表达式为:INCANG(MARKER_53,MARKER_56,MARKER_51)-170d.同理可创建约束实现10°≤∠GFE≤170°,10°≤∠BCD≤170°.(3)好的大卸载高度和好的小卸载距离约束可以通过建立优化约束CONSTMaxH:3100-DY(MARKER_26)和CONSTmindistance:1914+DX。南京流行工作装联系人

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