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在我国,水果产业是农村经济支柱产业之一,在农业产业调整、出口创汇以及增加农民收入等方面有着十分重要的作用。果实的采摘、运输和果树的修剪等在果园的管理作业中是不可缺少的作业环节,目前,这些环节主要依靠人力劳动来完成作业。在果实丰收的季节,由于其成熟期比较集中,采运时间紧迫,劳动强度大,如遇阴雨等恶劣天气时,若不能及时将果实采摘、运输出去,将会造成十分大的经济损失。同时,在果品的采摘工作过程中,需登高作业,也具有一定的危险性。国内现有果园机械的作业功能较为单一,若购买全套,则需要花费大量的资金,这对于许多中小型果园来说会有较大的经济压力。国外的果园作业机械也有技术较为完善的产品,但其价格昂贵,小型果园根本无力承担。因此,研发一款结构简单、成本较低的多功能果园机械是十分有意义的。本文基于实验室研发的汽油机驱动轮式运输机,对其设计加装了一种集升降、自卸功能于一体的作业平台,通过计算机技术的应用,优化传统的升降机设计方法,在平台结构设计方面采用安全设计及参数优化设计的理念,建立了一套更为简单、合理、实用的设计方法,有效的缩短了设计周期,避免材料的浪费。首先,根据实际改装的应用情况,查阅文献后确定平台总体设计方案、结构尺寸等;建立平台力学模型,进行受力分析,得出油缸推力及剪叉臂各铰接点作用力表达式。运用Solidworks软件建立平台剪叉升降机构、切换机构等的三维模型,装配后进行干涉检查分析。将模型导入ADAMS中,添加其材料、质量属性、约束和载荷等,对其进行动力学仿真分析,仿真结果表明:平台最大举升高度为2010mm,举升角度达到55.17°,大于安息角,满足设计要求;油缸举升力最大值为35075N;剪叉臂受力最大的铰接点为一级剪叉臂铰接点O1,其值为81440N,各铰接点作用力峰值均出现在举升初始位置。然后基于ADAMS的仿真结果,建立了升降自卸集成平台的参数化简易模型,根据优化目标创建了3个设计变量,对构件和运动副进行参数化后,进行优化分析,并得到优化后举升机构性能评价曲线,结果表明:对比优化前的油缸举升力,升降作业的举升力最大值减小了10.5%,为31370N,自卸作业的举升力最大值减小了9.5%,为7020N;优化后举升力曲线随时间变化较为平缓,有利于举升过程稳定进行。基于ADAMS仿真优化后的作用力变化图,确定了平台处于举升初始瞬态状态下的受力情况,然后将剪叉臂模型导入ANSYS,进行属性定义、网格划分、边界条件的添加及载荷施加,求解得到剪叉臂的应力云图、应变云图、总变形云图,分析结果表明其最大应力为219.08MPa,最大变形量为0.3375mm,平台剪叉臂满足刚度和强度要求,同时为后续的试验结果提供了对比的数据。最后以平台剪叉臂动应力为研究对象,构建剪叉臂动态应力测试系统,测试举升过程中剪叉臂动应力,获得剪叉臂关键部位的应力值曲线。结果表明:在各测点中,应力最大值出现与活塞杆顶端铰接的连接杆和剪叉臂BD的连接处,为172.8MPa;其余各测点的应力值均在60MPa内;在各测点的应力变化曲线中,应力峰值大多数均出现在2.5–3s内。将试验结果与有限元分析结果对比,除第7测点和9测点的误差大于20%之外,其余测点对比误差在15%内,进一步验证了仿真分析所建模型的准确性。通过对实车进行测量,确定了其举升高度、举升角度等满足设计要求;对作业平台基本性能进行测试,结果表明:平台进行升降作业时,空载起升速度为0.09m/s,满载下降速度为0.38m/s,满足要求;平台满载自卸时,举升时间为18.37s,下降时间为9.32s,满足要求;平台最大沉降量升降时为0.67mm,自卸时为0.09°,可以忽略不计。