论文部分内容阅读
扒渣机是综合了掘进机与装载机等装备的优秀理念而发展出的集扒装、输送、行走等功能的工程施工用装载转运设备。在必要时，其前端挖掘臂的扒斗可连接快换机构来连接其他设备如破碎锤等，也可换装不同大小的扒取设备或者作为其他设备的液压动力源，实现一机多能的总体设计方案。 本文当中采用了基于智能优化算法的ZWY-80-37L矿用履带扒渣机的工作机构优化设计方案，根据扒渣机工作机构的结构特点和工作原理,绘制扒渣机工作机构的机构简图,对铰接点和关键部位进行编号并对该机构的铰点位置、杆件角度进行参数化描述。通过运动学、动力学模型的建立，对工作结构进行详细的运动学分析和动力学分析,得到工作机构各铰点位置、杆件角度和性能参数之间的数学关系。根据方案设计要求,确定优化模型的设计参数、目标函数、约束条件及优化算法，建立工作机构优化设计数学模型。设计变量参数为18个,分别为工作机构各铰接位置之间的距离；约束条件为整机设计要求、缸结构尺寸要求、结构几何条件要求。优化搜索方法选用基于融合遗传算法相关优点的改进粒子群智能优化算法,多目标函数处理方法选用加权来转化为单目标优化设计方法。利用Matlab自带的M高级程序语言对优化模型进行编程求解，对优化优化前后扒斗、小臂挖掘的挖掘力进行分析对比。利用SolidworkS软件建立优化前后工作机构主要部件的三维实体模型，将相关数据导入到有限元分析软件ANSYS中，对优化前后，大臂、小臂和大臂座进行静力学分析。将优化前后应力应变分析对比可知,重新优化设计后的工作机构最大应力为203 Mpa,最大变形量为15.4 mm较优化前分别减少了12.4％和17.3%。优化后的工作机构性能参数较优化前有较大提升,结构强度得到改善,空间运动范围满足设计要求。对扒渣机工作机构的设计提供了参考和借鉴。