应用Ansys优化模块对ZL50装载机反转六杆式工作机构在参数化建模的基础上,以铲斗在升举过程的平移性为目标对机构的几何参数进行了优化设计。优化算例表明优化模型可行,优化后在确保机构工作平稳性的同时满足了预先的设计要求,获得了装载机工作机构的合理配置,对提升反转六杆式装载机的工作效能和稳定性具有实际意义。
【装载机反转六杆式工作装置的优化设计】
装载机的工作效率和稳定性在很大程度上取决于其工作装置的设计。本文主要探讨了如何运用Ansys优化模块对ZL50装载机的反转六杆式工作机构进行参数化建模和优化设计，以提升铲斗在升举过程中的平移性和整体工作性能。
在装载机的工作装置中，铲斗、动臂油缸、连杆、动臂、转斗油缸和摇杆等部件协同工作，完成挖掘、装载和卸料任务。反转六连杆机构是其中的关键部分，它的几何参数直接影响铲斗的动作轨迹和物料的稳定性。为确保在转斗油缸闭锁或动臂升降时物料不撒落，以及卸料时能完全清空铲斗，需要对连杆长度、油缸位置等参数进行精心设计。
在Ansys环境下，首先对反转六杆机构进行参数化建模，将机构的13个参数（包括四个位置参数、七个杆长参数、两个角度参数）输入模型，以此来确定各杆件尺寸和铰点位置。同时，选取动臂与X轴的夹角ηi和铲斗与X轴的夹角αi作为动态特性变量，模拟机构运动状态。采用beam4梁单元模拟连杆，combin7大变形旋转单元模拟关节点，构建初始状态模型。
优化设计的目标是提高铲斗在升举过程中的平移性和平稳性，即优化从工况Ⅱ到工况Ⅲ的升降过程。在此过程中，αi是ηi的函数，优化模型需保证机构在工作过程中满足铲斗的最大卸载高度Hmin、最小卸载距离Smin和卸载角β等约束条件，同时确保铲斗的稳定性和物料的完整性。
通过对优化算例的分析，验证了该优化模型的可行性。优化后的设计不仅保证了机构工作时的平稳性，还满足了预先设定的设计要求，实现了装载机工作机构的合理配置。这样的改进对于提升反转六杆式装载机的工作效能和稳定性具有重要的实际意义，能够降低运行中的不稳定因素，提高作业效率，并减少潜在的机械故障。
总结来说，本文通过Ansys的优化设计工具对装载机反转六杆式工作装置进行了深度优化，提高了装载机在工作过程中的性能，特别是在铲斗升举时的平移性和稳定性。这种方法对于装载机行业的设计者来说，提供了新的优化思路和技术手段，有助于推动装载机技术的进步和性能的提升。
