货箱与T式举升机构三角臂运动干涉分析

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1、货箱与T式举升机构三角臂运动干涉分析在自卸车T式举升机构设计中，如果各部件较接点位置和三角臂几何形状设计不当，则在举升过程中三角臂与货箱底部可能发生运动干涉，严重吋会导致油缸等部件损坏，举升机构失效。本文利用多缸体动力学理论从运动学和动力学角度分析了T举升机构干涉问题，并利用ADAMS建立了考虑运动干涉的T式举升机构参数化模型，分析了干涉存在时油缸推力变化情况，并开发了能够进行干涉检查的T式举升机构设计模块。1、T式举升机构参数化模型的建立T式举升机构三角臂在初始位置时，P3点与货箱底部留有一定距离。在举升过程中，由于P3点与货箱底部上升速度不一致，因此

2、如果举升机构各较接点位置布置不当，则在举升初始阶段，就会出现如图1的干涉现象，即P3点运动到P3'时图I三角臂和货箱运动干涉示意图XCMfYCooeM27Omao■17SBOaooo(32150PttMA«00PFcIwo-Pomt06QH0•?M0Mt・・

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4、部相碰撞，产生瞬间的接触力；油缸推力大幅波动，从而造成油缸或拉杆等部件破坏失效。对干涉进行检查和分析，需要从运动学和动力学两方面入手。从运动学角度出发，希望得到三角臂干涉点相对于货箱底部的干涉量大小，这可通过计算举升过程中P3点到货箱底面的垂直距离来实现，该距离为零时表示三角臂和货箱发生干涉。因此在ADAMS中编制P3点到货箱底部的垂直距离h计算函数，并用Measure工具创建该距离的测量。通过对模型进行仿真可以在后处理屮得到一条距离变化曲线，并可以从曲线中直接读出干涉量，进而指导设计方案的调整。从动力学范畴来考虑，三角臂和货箱接触瞬间伴随着冲击力突变、

5、油缸推力突变和三角臂各较接点受力突变等情况，因此在货箱和三角臂之间创建一对接触，这样就能在后处理中得到冲击力和油缸推力变化曲线。最后将模型中所有坐标点和计算量参数化，通过观察干涉量的大小，可以对设计方案做出方便的调整。为了便于修改各参数，本文还利用ADAMS的二次开发功能,设计针对T式举升机构运动干涉检查的模块，如图2O2、运动学干涉检查运动干涉检查必须能够给出干涉发生吋的举升角、干涉区间和最大干涉量，以便根据这些量调整举升机构布置、改进设计、消除干涉、保证举升机构的安全可靠。货箱在举升过程中，当举升角9-0°时，三角臂P3点到货箱底部的初始距离h=h0

6、；在前期某段举升时间内，三角臂P3点的上升速度大于货箱底部和应点的上升速度，P3点至货箱底部的垂直距离逐渐变小，当h二0时即产生干涉现象，此时举升角为9lo如果不考虑货箱底板对三角臂P3点的限制，随后P3点会跨越货箱底部，运动到货箱内部，此时h逐渐增加，达到局部峰值点A,如图3所示。之后虽然P3点仍在货箱内部，但随着举升角的增加其上升速度会慢于货箱底部相应点的上升速度，h值开始逐渐减小，当6=92时，h再次为0。随着举升角的继续增加，P3将穿过货箱底部回到货箱下方，这是运动干涉现象结朿。因此我们定义81为干涉发生吋的举升角，［Bl,82］为干涉区间，峰值

7、A点对应的hmax为最大干涉量。图3运动干涉检查曲线图4三种情况下P点到货箱底部的距离变化曲线以55t举升吨位为例，研究T式自卸车举升机构三角臂和货箱的运动干涉问题，按严重干涉、轻微干涉和无干涉三种情况分别进行计算。假设自卸车在初始设计时就出现了比较严重的干涉现象，经计算初始干涉举升角81为0.94°,干涉区间为[0.94°,5.22°],最大干涉量hmax二32.88mm。根据这些干涉参数，重新布置举升机构，即可解决干涉问题，然后进一步调整至无干涉状态。三种情况下的曲线如图4,干涉参数如表1。另外，在对模型进行运动仿真的过程中，举升机构与货箱底部一旦产

8、生干涉，设置的感应器可立刻发出警报。義1干涉参数干涉状况干涉时举升角・（。）干涉区间f）最大干涉恒・mm严用干涉0.94[0.94.5.22]32.82轻微干涉1.465[1.465,4.04]12.82无干涉3、动力学干涉检查在实际工作中，P3点不可能穿过货箱底板，因为当干涉出现时P3点会与货箱底板产生接触甚至冲击,这时油缸推力和拉杆受力均会产生大幅波动导致系统损坏。这可从动力学角度对干涉进行仿真计算。仍对上述三种情况进行动力学仿真,在-「角臂和油缸之间施加接触,以阻止一角臂穿越底板,得到的油缸推力曲线和冲击力曲线如图5和图6所示。在图5中，曲线I对应

9、情况为发生干涉，油缸推力处于正常状态，最大值为1.07X106N；曲线II为轻微