轮式装载机工作装置建模及优化分析

发布时间：2020-10-28 09:57

　　 装载机工作装置作为装载机的工作机构,其性能的好坏更是直接影响整机的工作性能,进一步影响整机的工作效率,工作装置的设计水平直接决定着装载机的工作性能和市场竞争力。以前,工作装置的设计基本上还是沿用传统的类比法和作图试凑法,这种方法设计精度低、周期长,不易获得满意的设计方案。尽管在长期的设计中积累了一定的设计经验,但设计工作效率低下。因此,采用先进的设计方法对装载机工作装置进行分析研究变得日益重要。 本文通过深入研究装载机设计知识,进行机构设计。根据装载机参数要求,了解工作装置的运动规律,对工作装置运动过程中的平移性、自动放平性、卸料角进行运动分析;分析工作装置受力情况,对工作装置工作过程中铲斗、连杆、摇臂、动臂的受力情况进行计算分析。 利用CATIA三维建模软件,建立了装载机工作装置主要零部件的参数化模型,并把工作装置中的各个三维实体零件装配成工作装置,检查零件之间是否有干涉以及装配体的运动情况是否合乎设计要求。 利用CATIA中自带的有限元分析模块,直接进行动臂模型的静应力分析,省去模型在不同软件接口之间导入导出时所需的大量的模型修改工作,提高设计工作效率。经过求解计算,得到有限元分析的Von Mises应力云图,找到应力最危险区域,优化该位置的强度和刚度,降低应力集中或疏导应力集中的部位。对修改后的动臂几何模型再次进行有限元分析,得到符合设计要求的结果。 利用已经建立好的装载机工作装置三维模型,导入ADAMS环境中,进行工作装置系统的仿真。参数化模型,设立设计变量,通过施加约束条件,确定目标函数,进行模型的优化分析,得到铲斗平动性的优化曲线,大大降低铲斗摆动角度,改善铲斗平移性指标。 本文采用现代化的设计方法,改善传统的设计方式并大大提高工程设计人员的效率,对企业的产品开发具有指导性作用,能够带来更大的经济效益。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH243.1
【部分图文】：

图 1-1 装载机外形装置国内外研究现状机的工作装置有多种结构形式在不同的工况中得到应的反转六连杆机构、正转六连杆机构、平行八连杆机构K 等结构[7-10]，各种工作机构都具有各自的特点及使用六连杆机构得到最广泛的应用，它具有掘起力大、平小、能自动方平等优点。法来看，工作装置的设计水平直接决定着装载机的工产品设计阶段的费用虽然只占最终产品成本的一小部造和销售成本，这一阶段也是技术创新的主要部分。机的研究也可以分为三个时期：经验设计阶段(研制样公式进行设计)、科学试验和技术分析阶段(用测试技术振动等试验，增加设计依据)和现代设计时期(用先进的技术，提高设计质量和科学性)。目前，许多企业，尤其

果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等式，根据杆数和运动特征可分为正转四杆、正转五八杆等类型。常用的反转六杆轮式装载机工作装置斗油缸、举升油缸组成。如图 2-1 所示。

Ⅰ—插入工况；Ⅱ—铲装工况；Ⅲ—最高位置工况；Ⅳ—高位卸载工况；Ⅴ—低位卸载工况图 2-2 反转六连杆工作机构反转六连杆工作机构如图 2-2 所示。它由转斗机构和动臂举升机构两个部分组成。转斗机构由转斗油缸 CD、摇臂 CBE、连杆 FE、铲斗 GF、动臂 GBA 和机架AD 六个构件组成。实际上，它是由两个反转四杆机构 GFEB 和 BCDA 所串联而成。当举升动臂时，若假定动臂为固定杆，则可把机架 AD 视为输入杆，把铲斗GF 看成输出杆，由于 AD 和 GF 转向相反，所以把此机构称为反转六连杆机构。举升机构主要由动臂举升油缸 HM 和动臂 GBA 构成。反转六连杆工作装置机构的运动学和动力学参数都与铰接点的坐标位置有关，都是坐标变量的函数。主要参数有：铲斗的位置角、卸载角、平移性、自动放平性、卸载高度、卸载距离和倍力系数等。在初步确定了最大卸载高度、最小卸载距离、卸载角、轮胎尺寸和铲斗几何尺寸等整机主要参数后，就可以根据目标参数及设计经验确定各铰接点的坐标值。
【引证文献】

相关硕士学位论文 前3条

1 蒋开辉;轮式装载机铲斗平移性及控制研究[D];吉林大学;2012年

2 荆永利;工程机械并联混合动力能量管理及参数匹配研究[D];吉林大学;2012年

3 李星;轮式装载机工作装置多学科协同优化技术的研究[D];集美大学;2012年

本文编号：2859936