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、動臂、搖臂及拉桿等工作裝置構(gòu)件模型，并利用該模型通過加載多個約束后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對工作裝置的優(yōu)化，使工作裝置各項參數(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
　　機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是目前國際上使用最廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)模擬CAE軟件，在ADAMS環(huán)境下，通過建立裝載機(jī)工作裝置模型，可以進(jìn)行該系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置(圖1)主要由鏟斗、動臂、搖臂、拉桿及控制其舉升的動臂油缸和控制鏟斗轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)斗油缸及載體車架組成。其通過控制動臂油缸及轉(zhuǎn)斗油缸完成動作?，F(xiàn)以我公司產(chǎn)品18裝載機(jī)為例介紹工作裝置運(yùn)動仿真及優(yōu)化過程。

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Point點(diǎn)的坐標(biāo)對應(yīng)建立工作裝置模型(圖2)整個模型由8個可動部件、9個Revolute Joint、2個Translational Joint、2個Translational Joint Motion及1個加載在主刀板上的力組成。其中各部件的名稱及其說明見表1，工作裝置各鉸點(diǎn)初始位置的坐標(biāo)見表2。

圖2 LG918工作裝置ADAMS模型

　　3 運(yùn)動過程的仿真及數(shù)據(jù)的輸出
　　工作裝置的運(yùn)動仿真過程如下：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)計確定)，然后轉(zhuǎn)斗缸閉鎖，舉升動臂，當(dāng)舉升到最高位置時動臂缸閉鎖，鏟斗卸料45o，最后收縮動臂缸回到初始位置完成循環(huán)。根據(jù)以上四個過程建立Sensor。編寫Simulation，通過控制轉(zhuǎn)斗、動臂兩油 缸的運(yùn)動及激活不同的傳感器使工作裝置完成整個運(yùn)動仿真。輸出在整個運(yùn)動仿真過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性能。




　　4 優(yōu)化過程
　　根據(jù)裝載機(jī)工作裝置設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和我們對18工作裝置的適用工況建立以下約束：1)整個動作過程鏟斗與拉桿的夾角始終不小于15o，不大于165o。2)整個動作過程拉桿與搖臂的夾角始終不大于165o。3)工作裝置自動放平角度小于0.6o。4)鏟斗最高位置舉升時收斗角大于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個鉸接點(diǎn)中的Point2、Point4、Point5及Point6的X軸或Y軸坐標(biāo)8個參數(shù)作為變 量，利用ADAMS中的Design evaluation Tools把舉升過程中的轉(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。對比優(yōu)化前后工作裝置各項參數(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參數(shù)明顯優(yōu)于初始值。
　　5 結(jié)論
　　綜上所述，用ADAMS軟件對裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和優(yōu)化，能直觀的看出運(yùn)動過程中各參數(shù)的變化情況，在給出了初始條件后根據(jù)設(shè)計意圖通過調(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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