铰接式自卸车转向机构的优化布置.pdf

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1、2013年4月(上旬刊)I专题研究铰接式自卸车转向机构的优化布置朱继亮满军城杨志民纪珍从江苏昆山三一矿机有限公司1、前言其中转向油缸行程的计算如下：铰接式自卸车是一种在山区等无路地带进行高效装卸及运BC=√+口+6一2R×√×cos(B)=AD输的理想设备．其承载能力目前在2040t之间．最高车速接近60km／h其结构特点是前后车架之间有垂直布置的铰接轴和水BCt：R+口2+6一2Rx厮×c0s(p+0)平布置的摆动环．后车架可以相对前车架做绕铰接轴水平摆动和绕摆动环转动转向机构是铰接式自卸车不可缺少的重要组AD．_+口+6一

2、2Rx而×cos(B—e)成部分，它的设计质量不仅影响整机的牵引性、机动性及转向稳定性，更直接影响到整车的运行安全铰接式转向的示意图如图转向油缸行程差计算如下：1．其中前后车架之间是用两个双作用转向油缸来进行扭动的。油缸伸长：=BC’一BC2、铰接式转向机构的要求油缸缩短：=AD—AD’因铰接车频繁转向．为了提高生产效率．必须缩短转向时油缸行程差：=aBs(~一)间，转向缸的行程越短，则转向时间越少，即要求转向行程最小化：转向力臂的变化会引起转向液压系统压力的变化．工程实践转向系力臂的计算如下：中．要求工作过程中液压系统的压力

3、尽量稳定．从而使液压元件油缸BC对0点的力臂记为H1：承载稳定。延长液压元件的使用寿命为满足此要求，应当使转H：DG：．．．!一!jj向过程中力臂的变化最小化：在铰接车转向过程中，左右转向缸的行程、力臂是不同的。转向缸行程差会引起液压油的非恒定流、／R十a+b一(2×R)cos(~-o)X4a+b动，造成转向过程中的振动、冲击、同时也带来能量的损失，所以油缸AD对0点的力臂记为／／2：应尽量将左右转向液压缸的行程差最小化H，：DG．_j垒二2‘√R十a+6一(2×)~cos(f~一e)×a+6转向力臂差：=丘(一)4转向系统优

4、化建立优化目标函数：F()=只()+()E——行程差为最小的分目标函数一力臂差为最小的分目标函数图1铰接式转向示意图的加权因子，取W1=Wz=O．5、厂—、3、转向系统几何分析=AL=(一)铰接式转向机构的简图见图2．A、B点为转向油缸与后车架的铰接点，0点为铰接转动中心点．转向油缸AD、BC是使前后车=△日=(1一H2)架处于直线行驶状态的位置车体逆时针转动e角时．转向油缸根据所建立的目标函数。通过编制M文件．在Madab软件中分别处于AD’、BC的位置。运行本次优化属于多目标优化问题．可采用Matlab软件优化工具箱中的f

5、mincon函数来求解。由于篇幅有限．fmincon函数的具／／，，体模型在此不在赘述下面是fminimax函数的调用程序：。＼—，7————r～／7x0=[x10；x20；x30；x40；45pill80]；，0／／A=口；，／＼、'、、_ffb=口；。、Aeq=口；、／beq=【I；lb=[xl——min；x2min；x3_min；x4_min；0．001]；图2铰接式转向简图ub=[xl_max；x2——max；x3_max；x4_max；O．785]；CHlNAVENTURECAPITAL21