基于COSMOSMotion的装载机工作装置仿真分析

    2工作装置的仿真分析
   
    设定好初始条件后，运行仿真，对仿真的结果进行分析如下。
   
    2.1铲斗平动
   
    图3为工作装置铲掘、举升、降落时铲斗摆动角变化规律。为了避免物料散落，要求当转斗油缸闭锁，动臂油缸使动臂举升时，连杆机构能使铲斗接近平动，其摆动角≤15°。图中在5~11s动臂举升这段曲线匕铲斗仁翻角在-20.5°~-1.5°范围变化。在5-6.5s范围内摆动角不满足要求，其它时间段摆动角均满足要求。说明动臂在举升开始时，铲斗的运动不是平动，装载的物料有散落，其它过程中铲斗基本保持水平。因此可以对工作装置6杆机构进行调整优化，以满足铲斗平动性要求。
   

    2.2工作装置传动角
   
    图4为工作装置在作业过程中连杆与铲斗传动角、动臂油缸对动臂传动角、转斗油缸对摇臂传动角、摇臂对连杆传动角的变化曲线，图中可以看出它们对应的最小传动角分别为22.3°(5s),25.50(11~13s),42.7°(13s)和23.4°(13s)，都符合传动角大于10°的要求除连杆与铲斗传动角外，其它最小传动角的发生位置均在卸载结束后。说明该装载机工作装置动力设计是合理的，满足设计的要求。
   
    2.3油缸受力
   
    图5为转斗油缸活塞杆和动臂油缸活塞杆在作业过程中的受力变化。可以看出在1~3s铲斗插入料堆时，转斗油缸和动臂油缸受力变化趋势基本一致，随着铲斗铲掘深度的增加而增加，此时转斗油缸和动臂油缸的闭锁力分别为2340N和6728N;铲斗插人料堆完成后，铲斗翻转，在3s时达到了最大值，此时转斗油缸的主动力为11270N，动臂油缸的闭锁力12074N，铲掘完成后作用力迅速下降;在5~11s动臂重载举升过程中，作用力基本平稳，最大举升力为3292N;在铲斗翻转卸载时，转斗油缸作用力出现了突变点，卸载完后，作用力下降。
   
    通过上述仿真分析，完成了装载机工作装置的性能评价。根据仿真的数据变化以及模型的运动，了解所设计ZL20装载机工作装置的综合性能，其结果可以用来修改完善设计方案，使设计的装载机工作装置性能得到提高，所使用的仿真方法对装载机工作装置设计具有重要的参考价值。