滑移裝載機(jī)作為一種應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)并需頻繁進(jìn)行轉(zhuǎn)場作業(yè)的工程車輛,在運(yùn)輸作業(yè)過程中工作裝置的行駛平順性成為保持鏟斗內(nèi)物料完整性和工作效率的關(guān)鍵。本文以ZHL3210型滑移裝載機(jī)為研究對象,針對工作裝置行駛平順性的進(jìn)行理論、與實(shí)驗(yàn)研究。主要完成的工作如下： 1、論述了振動控制和外工程車輛減振的研究現(xiàn)狀,根據(jù)滑移裝載機(jī)的作業(yè)特點(diǎn),分析了運(yùn)輸工況下工作裝置振動產(chǎn)生的原因,在明確了主要激振因素和振動傳遞過程的基礎(chǔ)上,提出了基于改變阻尼的工作裝置半主動油氣減振方案,并建立了工作裝置油氣減振系統(tǒng)。
2、基于油氣減振系統(tǒng)的分析,建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了減振系統(tǒng)的非線性剛度特性和阻尼特性,得出了影響系統(tǒng)減振性能的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為蓄能器的初始充氣壓力、初始充氣容積、比例節(jié)流閥的閥口開度和單向節(jié)流閥的通流截面積,并通過對輸出特性進(jìn)行編程運(yùn)算,分析了系統(tǒng)減振原理。 3、基于減振系統(tǒng)原理和輸出剛度、阻尼特性,構(gòu)建了加入減振系統(tǒng)前、后整機(jī)振動系統(tǒng)的物理模型,并應(yīng)用拉格朗日方程法建立了振動系統(tǒng)的動力學(xué)數(shù)學(xué)模型；根據(jù)作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn),建立了常規(guī)工況下的D隨機(jī)工程路面模型和工況下的沖擊型橫向鐵路軌道路面模型,以此作為振動系統(tǒng)的激勵輸入。
4、根據(jù)振動系統(tǒng)動力學(xué)模型,應(yīng)用Matlab-Simu 軟件分析了減振系統(tǒng)各主要參數(shù)對工作裝置行駛平順性的影響規(guī)律；以D工程路面進(jìn)行系統(tǒng)工況分析,在得出的油氣減振系統(tǒng)動力學(xué)參數(shù)基礎(chǔ)上，了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及元件選型；基于參數(shù)的減振系統(tǒng),在D路況和軌道路況下對工作裝置行駛平順性進(jìn)行,表明了在D路況下減振系統(tǒng)能的系統(tǒng)平順性要求,但在軌道路況下,其隔振較差,提出了針對某一路況設(shè)計的固定參數(shù)減振系統(tǒng)存在的缺陷。
5、針對固定參數(shù)減振系統(tǒng)的不足和實(shí)際運(yùn)輸工況下路面的多變和復(fù)雜性,采用了基于模糊控制的半主動減振控制方法,結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)模型建立了半主動減振模糊控制系統(tǒng),并應(yīng)用MATLAB-Fuzzy工具箱設(shè)計了模糊控制器；根據(jù)隨機(jī)路況和軌道路況建立了分段路面模型,通過評價了不加減振系統(tǒng)、加入固定參數(shù)的減振系統(tǒng)和采用模糊控制的半主動減振系統(tǒng)對工作裝置行駛平順性的影響,驗(yàn)證了半主動減振模糊控制方案的性。
6、以ZHL3210型滑移裝載機(jī)為平臺進(jìn)行實(shí)車道路試驗(yàn),驗(yàn)證了油氣減振系統(tǒng)對工作裝置振動控制的性、減振系統(tǒng)和整車振動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性以及基于改變系統(tǒng)阻尼的半主動減振控制方案的合理性。
