如何优化吊篮车动臂变幅机构 南海区辖桂城街道，里水镇、九江镇、丹灶镇、大沥镇、狮山镇、西樵镇， 主要从事起重机械高空设备租赁、吊车、登高车、高空作业车、园林和高空作业机械租赁业务 佛山南海吊篮车出租, 佛山南海吊篮车, 吊篮车出租 在曲臂吊篮车起升过程中，动臂液压缸主要为起升作用，且操作比较频繁，故其性能直接影响整车起吊性能。在ADAMS中，根据曲臂式吊篮车各零部件间的相对运动关系，在其连接处建立符合实际情况的运动副。根据曲臂式吊篮车在不同幅度下的额定起重载荷，在吊臂末端施加相应的载荷。由于曲臂式吊篮车的动力来源于动臂液压缸或吊臂液压缸，故在动臂液压缸或吊臂液压缸滑移运动副上施加控制函数。为使曲臂吊篮车在收缩状态下运输时符合国家标准，宽度限定为2.5m，保证车体不超宽。所以，增加收缩到运输状态的过程更加贴近曲臂吊篮车的真实工况。本文将曲臂吊篮车的工作过程从6节臂全部展开状态回缩到蜷缩状态，再将其一一展开，吊臂从高位置下放到接近地面再返回到高位置为一个工况过程，直到6节臂全部动作完为一个工作循环。运动过程，运动轨迹依序为a～q，为全工况下的一个循环过程，其中d→e→d为一个工况过程，以此类推。为保证吊臂起重性能，在吊臂起升到高位置时，吊臂与地面的仰角为75°。当动臂绕动臂与转台铰点C逆时针旋转时超过限定时，仿真运动方向反向继续。在吊臂变幅到低位置时，吊臂角度不再变小。当吊钩到达模拟地面高度时，仿真运动方向反向继续。
对曲臂吊篮车整个工作机构进行动力学仿真，由于结构不对称，存在偏载，故各连杆受力变化曲线不一样。经仿真可测得在全工况下各构件的受力变化情况，图3为一变机构各杆件受力变化曲线， 二変机构各杆件受力变化曲线。 二变机构各杆件受力变化曲线构各构件受力在各工况下基本保持不变，而二変机构各构件受力则从工况1到工况7逐渐增大，即伸臂伸越长与杆件受力成正比。一变机构中连杆2、连杆4、转台动臂铰点F在伸臂处于水平位置时受力大，连杆1和连杆3则在吊臂起吊瞬间受力大;二変机构中连杆5、连杆7和动臂吊臂铰点G在伸臂处于水平位置时受力大，连杆6和连杆8则在吊臂从蜷缩状态到展开过程中受力大。机构仿真过程中，2液压缸的受力变化曲线。 动臂液压缸的大受力值为1300kN，发生在工况2吊臂处于水平位置;吊臂液压缸的大受力值为1450kN，发生在工况7吊臂处于水平位置。为改善液压缸压力，提高吊篮车工作性能，对一变幅机构进行优化设计。 根据曲臂式吊篮车的结构特点，吊篮车在作业过程中动臂液压缸在起吊作业过程中为主要起升作用，用于变幅起吊，受力较大且操作比较频繁，故动臂液压缸是影响吊篮车举升能力的主要因素。因此，优化目的是减小动臂液压缸的压力，以动臂液压缸在举升过程中的大受力值小为优化目标函数，则目标函数为F(X)=Min(MaxofF动臂)。
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对一变幅连杆机构进行优化设计，将一变幅机构的A、B、C、D、E等5个铰点的空间位置定义为优化变量，建优化模型。利用ADAMS的参数化设计功能将关键铰点的X和Y坐标作为设计变量，共设置了10个优化设计变量。2.3约束条件的确定对机构进行参数化优化时，需要考虑多方面的约束，针对曲臂变幅机构的运动情况增加优化约束条件:曲臂变幅机构的总体尺寸和整体布局，对设计变量上下限进行了设定，为±50mm;且在蜷缩状态时，总体宽度L≤2500mm。 由于设计变量对目标函数的影响程度不同，同时考虑10个设计变量，势必造成迭代次数增加，为提高计算效率，在优化设计之前，对一变幅连杆机构进行灵敏度设计研究。由于不同设计变量对目标函数的影响程度不同，通过设计研究对每个设计变量进行优化分析，可得到设计参数对参数化优化目标的敏感度等信息。 设计研究得到的对动臂液压缸大驱动力敏感度高的4个变量作为终设计变量，对一变幅机构进行优化设计。优化目标是动臂液压缸受力大值小，优化方法选择二次规划法。为优化前后各铰点坐标的变化情况，在全工况下优化前后的动臂液压缸受力变化曲线，动臂液压缸优化前后的受力大值的变化曲线。PAＲAM_5、PAＲAM_6为转台 动臂液压缸优化前后受力大值变化和动臂铰接点设计参数，优化分析中通过多次仿真试验发现，此铰点的位置对动臂液压缸力的影响较大。因此，在设计中应注意转台和动臂根部铰接点位置的寻优，以减小机构系统油路中的压力冲击。 优化后液压缸大作用力较优化前下降了7%。优化后的机构在一定程度上改善了液压缸压力，提高了液压系统的使用寿命。将优化后的铰点位置坐标输入到模型中重新进行受力计算，得到一变幅机构优化前后各构件或铰点的大受力值对比。优化前后一变机构各构件和转台动臂铰点F受力均有所下降，下降幅度小为6.6%，大可达23%，效果明显，验证了优化的合理性，达到了优化设计的目的。
通过动力学仿真分析得到了全工况下各构件及液压缸的受力变化曲线，为减小动臂液压缸的大受力，对动臂变幅机构进行优化分析，优化结果改善了液压缸的受力，降低了一变各杆件的受力，得到了更加合理的曲臂变幅机构设计参数，达到了优化设计的目的，从而验证了该优化方法可行有效，为该方法在其他类似机构的设计提供了新思路。
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