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    本发明涉及机械领域，更具体地，设计了一种在满足工程机械的强度、刚度以及稳定性的前提下的挖掘机工作装置。背景技术：随着先进制造技术和新材料及其成形技术的迅猛发展，节能、减材、环保已成为当今机械制造业发展的目标。拓扑优化在挖掘机工作装置的应用上，国内大量学者进行了大量研究工作。贵州大学的应涛涛以工作装置中的斗杆为研究对象进行了拓扑优化并对优化后的模型进行了强度与刚度分析；浙江工业大学的宁晓斌基于拓扑优化的理论并结合静力学分析相验证的方式研究出了一种新型的斗杆结构；大连理工大学的张伟改造了挖掘机动臂结构并对其修改后的模型进行了静力学分析和疲劳寿命分析。现有的液压挖掘机轻量化设计的研究很多，不过普遍集中在对局部构件的研究上，忽略了局部构件变化的过程中对整体机构的影响。技术实现要素：本发明提供了一种优化挖掘机工作装置的方法，并设计了在满足工程机械的强度、刚度以及稳定性的前提下的挖掘机工作装置。本发明提供的具体优化方法包括：(1)建立挖掘机工作装置的各个部件并组装模型；(2)选取多种典型工况；(3)通过软件ansysworkbench进行各种工况下工作装置的静力学分析与模态分析；。上海工作服定制样册。镇江外贸工作装联系方式

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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。。

    我们需要对卸载过程中铲斗油缸承受的冲击载荷进行研究.通过测量液压油缸有杆腔和无杆腔的压力,并利用油缸和活塞杆的尺寸可以间接计算得到液压缸的受力大小.其原理如图3所示,设铲斗油缸有杆腔压力为p1,无杆腔压力为p2,活塞杆直径为d,油缸内径为D,则活塞杆的受力大小F为:(6)图3液压缸受力间接计算简图Cylinderforceindirectcalculationdiagram将压力传感器安装在铲斗油缸的进油口和回油口来测试装载机卸载工况下有杆腔和无杆腔的压力.传感器安装现场如图4所示.图4振动测试基本原理图Basicprincipleofvibrationtest振动测试的基本原理见图4,由加速度传感器将加速度信号转换成电信号输入振动分析设备上,然后由计算机软件记录所有的电压值,完成对各测点数据的采集,试验共进行了5次.通过式(6)计算得到铲斗油缸在卸载工况下的受力变化,如图5所示,5次试验的冲击载荷峰值如表1所示.基于小样本方法的区间估计通过试验得到的样本,还需要根据一定的正确度与精确度的要求,构造出适当的区间,以作为参数的真值所在范围的估计.依据数理统计的方法[9],假设总体X服从正态分布N(μ,σ2),x1,x2,…,xN为X的一个小样本,则在总体方差未知的情况下。上海工作服定制上门服务。

    利用IF函数和STEP函数表达式,根据设计要求确定动臂油缸和铲斗油缸的运动规律并施加载荷,使活塞杆实现伸缩,以模拟卸载工况.经过仿真分析得到铲斗油缸冲击载荷为151140N,位于.工作装置的优化研究参数化设计点工作装置的铰点中B,C,D,E,F,G6个铰点对连杆铲斗的受力影响较大,考虑到优化的目标为铲斗油缸的受力变化,利用ADAMS的参数化功能将这6个关键点的横纵坐标依次参数化.同时考虑到铲斗油缸的运动速度对其受力影响较大,故将铲斗油缸的运动速度也进行参数化,共生成13个设计变量.好的后根据装载机设计要求确定每个设计变量的取值范围.确定目标函数设计规划中的很多问题都是多目标优化问题.多目标优化问题的数学描述由目标函数、决策变量、约束条件组成.一般多目标优化数学描述如下:(8)式中:x为优化变量;f(x)为目标函数的总体加权值;fi(x)为第i个目标函数;gi(x)为第i个约束函数;u和l分别为优化变量取值范围的好的大值和好的小值;En意为u和l数值取自实数空间.本文采用主要目标法,主要目标法是选择一个目标作为主要目标,将其他目标转化成约束条件.利用ADAMS的测量功能,将铲斗油缸与摇臂铰点处冲击载荷的值设为优化目标,通过对工作装置的受力分析可知。上海工作服定制图片。苏州流行工作装销售价格

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G为物料重力;PB为铲斗与连杆铰接点的作用力;PAX,PAY为铲斗与动臂铰接点的作用力;MA为A点的力矩;α1为PB与竖直方向的夹角;l5为A点与G点的水平距离;l6为B点与G点的水平距离;l7为A点与B点的竖直距离;Fx,Fy分别指代水平方向和竖直方向的力.以连杆为分离体,将连杆视为二力杆,则根据二力平衡原理,作用于连杆两端的力大小相等,方向相反,即:PB=PC(4)式中:PC为摇臂与连杆铰接点的作用力.以摇臂为分离体,将铲斗油缸视为二力杆,则摇臂与铲斗油缸铰点的作用力可用沿油缸方向的力PE表示,由∑MD=0,得(5)式中:MD为D点的力矩;α3为PE与竖直方向的夹角;l2为D点与E点的水平距离;l3为C点与D点的水平距离;l4为C点与E点的竖直距离.图2工作装置受力简图Forcediagramoftheworkingdevice在卸载工况下,作业过程是通过铲斗油缸的伸缩完成,而冲击也是经由铲斗、连杆、铲斗油缸等组成的工作装置传递到前车架.因此,从传递路径考虑,以卸载过程中铲斗油缸承受的冲击载荷为研究对象,对降低工作装置的卸载冲击具有重要的意义.2试验研究与数据处理铲斗油缸受力试验研究根据以上的分析得知。 镇江外贸工作装联系方式

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