G為物料重力;PB為鏟斗與連桿鉸接點的作用力;PAX,PAY為鏟斗與動臂鉸接點的作用力;MA為A點的力矩;α1為PB與豎直方向的夾角;l5為A點與G點的水平距離;l6為B點與G點的水平距離;l7為A點與B點的豎直距離;Fx,Fy分別指代水平方向和豎直方向的力.以連桿為分離體,將連桿視為二力桿,則根據(jù)二力平衡原理,作用于連桿兩端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC為搖臂與連桿鉸接點的作用力.以搖臂為分離體,將鏟斗油缸視為二力桿,則搖臂與鏟斗油缸鉸點的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD為D點的力矩;α3為PE與豎直方向的夾角;l2為D點與E點的水平距離;l3為C點與D點的水平距離;l4為C點與E點的豎直距離.圖2工作裝置受力簡圖Forcediagramoftheworkingdevice在卸載工況下,作業(yè)過程是通過鏟斗油缸的伸縮完成,而沖擊也是經(jīng)由鏟斗、連桿、鏟斗油缸等組成的工作裝置傳遞到前車架.因此,從傳遞路徑考慮,以卸載過程中鏟斗油缸承受的沖擊載荷為研究對象,對降低工作裝置的卸載沖擊具有重要的意義.2試驗研究與數(shù)據(jù)處理鏟斗油缸受力試驗研究根據(jù)以上的分析得知。 上海工作服定制價格咨詢。寧波戶外工作裝電話
載荷的急劇變化會對裝載機車體產(chǎn)生劇烈沖擊,導(dǎo)致舒適性下降,同時會降低部件的壽命.目前,對裝載機工作裝置的研究都集中在如何提高其平移性和自動放平性能方面,而對工作裝置卸載過程中所受沖擊的研究較少.因此,以減小卸載工況下工作裝置所受沖擊為目標對工作裝置進行優(yōu)化,對提高駕駛員的作業(yè)舒適性,延長部件使用壽命具有重要的意義.圖1裝置機工作裝置Loaderworkingdevice裝載機工作裝置的優(yōu)化方法大致可分為兩類:(1)基于計算機編程的優(yōu)化設(shè)計.黃洪鐘[1]等給出了集神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法于一體的裝載機工作裝置多目標滿意優(yōu)化算法;潘雙夏[2]等應(yīng)用優(yōu)化軟件Prodopt采用仿生物進化方法對裝載機的正轉(zhuǎn)八連桿機構(gòu)進行了多目標優(yōu)化;申文清[3]等建立了反轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,并使用MATLAB軟件編程對數(shù)學(xué)模型進行了優(yōu)化研究.(2)基于虛擬樣機的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計.高秀華[4]等基于機械系統(tǒng)動力學(xué)軟件ADAMS對裝載機工作裝置中的各主要桿件進行了參數(shù)化,創(chuàng)建了裝載機工作裝置的虛擬樣機優(yōu)化模型。溫州戶外工作裝服務(wù)電話上海工作服定制哪家好。
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工作裝置的主要結(jié)構(gòu)包括:1車架、2動臂、3動臂液壓缸、4動臂液壓桿、5斗桿液壓缸、6斗桿液壓桿、7斗桿、8鏟斗液壓缸、9搖桿、10鏟斗液壓桿、11連桿、12鏟斗。(2)多種典型工況的選取圖2為挖掘機工作過程示意圖。挖掘機工作裝置是以三組液壓缸為原動件的三自由度連桿結(jié)構(gòu),其工作過程主要包括空斗回轉(zhuǎn)調(diào)整(挖掘位置)21、鏟斗挖掘(挖掘作業(yè))22、滿斗提臂回轉(zhuǎn)23以及卸載作業(yè)24等。圖3為工作裝置結(jié)構(gòu)分析中的六種工況位姿圖。工況一:a)斗桿油缸全部收縮且動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機面重合,即好的大挖掘半徑位置。工況二:b)動臂油缸全部收縮,動臂與斗桿鉸接點、斗桿與鏟斗鉸接點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:c)三個工作油缸全部收縮位置。工況四:d)三個工作油缸均處于好的大作用力臂位置。工況五:e)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、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖在一條直線的位置。工況六:f)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。。 上海工作服定制上門服務(wù)。
利用IF函數(shù)和STEP函數(shù)表達式,根據(jù)設(shè)計要求確定動臂油缸和鏟斗油缸的運動規(guī)律并施加載荷,使活塞桿實現(xiàn)伸縮,以模擬卸載工況.經(jīng)過仿真分析得到鏟斗油缸沖擊載荷為151140N,位于.工作裝置的優(yōu)化研究參數(shù)化設(shè)計點工作裝置的鉸點中B,C,D,E,F,G6個鉸點對連桿鏟斗的受力影響較大,考慮到優(yōu)化的目標為鏟斗油缸的受力變化,利用ADAMS的參數(shù)化功能將這6個關(guān)鍵點的橫縱坐標依次參數(shù)化.同時考慮到鏟斗油缸的運動速度對其受力影響較大,故將鏟斗油缸的運動速度也進行參數(shù)化,共生成13個設(shè)計變量.好的后根據(jù)裝載機設(shè)計要求確定每個設(shè)計變量的取值范圍.確定目標函數(shù)設(shè)計規(guī)劃中的很多問題都是多目標優(yōu)化問題.多目標優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)描述由目標函數(shù)、決策變量、約束條件組成.一般多目標優(yōu)化數(shù)學(xué)描述如下:(8)式中:x為優(yōu)化變量;f(x)為目標函數(shù)的總體加權(quán)值;fi(x)為第i個目標函數(shù);gi(x)為第i個約束函數(shù);u和l分別為優(yōu)化變量取值范圍的好的大值和好的小值;En意為u和l數(shù)值取自實數(shù)空間.本文采用主要目標法,主要目標法是選擇一個目標作為主要目標,將其他目標轉(zhuǎn)化成約束條件.利用ADAMS的測量功能,將鏟斗油缸與搖臂鉸點處沖擊載荷的值設(shè)為優(yōu)化目標,通過對工作裝置的受力分析可知。上海工作服定制供應(yīng)商。無錫氣質(zhì)工作裝聯(lián)系人
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自帶的拓撲優(yōu)化模塊進行優(yōu)化設(shè)計;(5)結(jié)合靜力學(xué)與模態(tài)分析對優(yōu)化后的模型進行驗證與修改。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、斗桿與鏟斗鉸接點以及鏟尖處于同一直線位置,鏟尖與停機面重合,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、斗桿與鏟斗鉸接點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、斗桿與鏟斗鉸接點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)化得到的挖掘機工作裝置。此次發(fā)明的鮮明特點包括:(1)拓撲優(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。(2)本發(fā)明通過對修改后模型進行靜力學(xué)與動力學(xué)聯(lián)合分析驗證,可以更加好的的檢測到優(yōu)化后模型的工作性能,更為切合實際,通過反復(fù)的驗證和修改得到更加合理的挖掘機工作裝置。附圖說明圖1為工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 寧波戶外工作裝電話
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