摘 要
　　以裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置為模型，建立了鏟斗、動(dòng)臂、搖臂及拉桿等工作裝置構(gòu)件模型，并利用該模型通過(guò)加載多個(gè)約束后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作裝置的優(yōu)化，使工作裝置各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到要求。
　　
　　關(guān)鍵詞
　　裝載機(jī) 工作裝置 優(yōu)化

　　1 工作裝置結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)
　　機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是目前國(guó)際上使用最廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬CAE軟件，在ADAMS環(huán)境下，通過(guò)建立裝載機(jī)工作裝置模型，可以進(jìn)行該系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置(圖1)主要由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂、拉桿及控制其舉升的動(dòng)臂油缸和控制鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)斗油缸及載體車(chē)架組成。其通過(guò)控制動(dòng)臂油缸及轉(zhuǎn)斗油缸完成動(dòng)作。現(xiàn)以我公司產(chǎn)品18裝載機(jī)為例介紹工作裝置運(yùn)動(dòng)仿真及優(yōu)化過(guò)程。

圖1 裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置

　　2 工作裝置模型的建立
　　在SOLIDEDGE中建立18裝載機(jī)工作裝置三維模型，并以Parasolid格式文件輸出。然后通過(guò)ADAMS軟件提供的幾何實(shí)體模型讀入接口，將所建零件三維實(shí)體模型讀入到ADAMS中，并附加各零件的屬性。和ADAMS中9個(gè)Point點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)建立工作裝置模型(圖2)整個(gè)模型由8個(gè)可動(dòng)部件、9個(gè)Revolute Joint、2個(gè)Translational Joint、2個(gè)Translational Joint Motion及1個(gè)加載在主刀板上的力組成。其中各部件的名稱及其說(shuō)明見(jiàn)表1，工作裝置各鉸點(diǎn)初始位置的坐標(biāo)見(jiàn)表2。

圖2 LG918工作裝置ADAMS模型

　　3 運(yùn)動(dòng)過(guò)程的仿真及數(shù)據(jù)的輸出
　　工作裝置的運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程如下：首先，鏟斗在轉(zhuǎn)斗缸的作用下收斗44o(可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)確定)，然后轉(zhuǎn)斗缸閉鎖，舉升動(dòng)臂，當(dāng)舉升到最高位置時(shí)動(dòng)臂缸閉鎖，鏟斗卸料45o，最后收縮動(dòng)臂缸回到初始位置完成循環(huán)。根據(jù)以上四個(gè)過(guò)程建立Sensor。編寫(xiě)Simulation，通過(guò)控制轉(zhuǎn)斗、動(dòng)臂兩油 缸的運(yùn)動(dòng)及激活不同的傳感器使工作裝置完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真。輸出在整個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程中鏟斗與拉桿的夾角拉桿與搖臂的夾角鏟斗的轉(zhuǎn)角FUNCTION_MEA_1、轉(zhuǎn)斗缸傳力比COMP_MEA_1及其它的變量的參數(shù)曲線。通過(guò)這些曲線我們能清晰的看出這套工作裝置在任意位置的各項(xiàng)性能。




　　4 優(yōu)化過(guò)程
　　根據(jù)裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和我們對(duì)18工作裝置的適用工況建立以下約束：1)整個(gè)動(dòng)作過(guò)程鏟斗與拉桿的夾角始終不小于15o，不大于165o。2)整個(gè)動(dòng)作過(guò)程拉桿與搖臂的夾角始終不大于165o。3)工作裝置自動(dòng)放平角度小于0.6o。4)鏟斗最高位置舉升時(shí)收斗角大于58o。5)初始位置的KO(轉(zhuǎn)斗缸傳力比)值不小于0.4。我們把上面9個(gè)鉸接點(diǎn)中的Point2、Point4、Point5及Point6的X軸或Y軸坐標(biāo)8個(gè)參數(shù)作為變 量，利用ADAMS中的Design evaluation Tools把舉升過(guò)程中的轉(zhuǎn)角變化最小作為目標(biāo)函進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果及性能參數(shù)曲線如表3。對(duì)比優(yōu)化前后工作裝置各項(xiàng)參數(shù)如表4。

　　從表中可以看出經(jīng)ADAMS優(yōu)化后的工作裝置各項(xiàng)參數(shù)明顯優(yōu)于初始值。
　　5 結(jié)論
　　綜上所述，用ADAMS軟件對(duì)裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和優(yōu)化，能直觀的看出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各參數(shù)的變化情況，在給出了初始條件后根據(jù)設(shè)計(jì)意圖通過(guò)調(diào)整約束條件優(yōu)化出理想的工作裝置。
　　參考文獻(xiàn)：
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