基于ADAMS的剪叉式高空作业平台仿真分析.pdf

甚于 ADAMIS的剪叉式高空作业平台仿真分析
姚璐璐向未方勇
浙江诺力机械股份有限公司湖州313100
摘要:通过 ADAMS仿真分析,计算剪又式高空作业平台整个起升过程液压缸受力参数和运动参数,为液
压缸的选型和运动控制提供了合理的数据支持,同时计算得出关键节点的受力参数曲线,为后续 Ansys结构应力
分析提供了全面的输入数据支持。
关键词:剪叉式高空作业平台; ADAMS;仿真;动力学
中图分类号:TH113.2文献标识码:A文章编号:1001-0785(2016)03-0051-04
Abstract: Through ADAMS simulation analysis, the paper calculates the stress parameter and motion parameter for
the hydraulic cylinder of the scissor aerial work platform during the entire lifting process, providing general input data for
follow-up analysis of Ansys structure stress
Keywords scissor aerial work platform; ADAMS; simulation; dynamics
剪叉式高空作业平台作为工程机械的一个重
要分支,应用非常广泛,具有结构简单、举升力
大、操作方便、维修简便等诸多优点,因此,被
广泛应用于工厂、市政建设、园林、消防、抢险
救灾、安装维护等诸多场所。其涉及到人员高空
作业,因此对于安全性要求比较高,液压缸受力
和运动情况以及每个关节的受力情况均对后续液
压缸选型、机械结构设计提供数据支持。如果考
虑到每个部件的惯性力、关节的摩擦力等因素,
利用传统的手工计算,整个计算过程较复杂,本
文利用 ADAMS软件进行仿真计算。
1建立 ADAMS计算模型
如图1所示,此高空平台主要由底部小车
节剪又、2个起升液压缸、上平台等组成。升降机
构有一个自由度,由炳个起升液压缸共同驱动,
活塞杄伸出平台起升,活塞杆缩回平台下降,从
而实现平台的升降作业。当驱动液压缸伸缩时
剪又展开或者闭合,从而实现平台的举升。
根据机构特点绘制运动机构简图,如图2所
1.平台(350kg)2.平台上载荷(460kg
示。根据载重情况与机构件图,建立计算模型。
3.第5节剪又(225kg)4.第4节剪又(205kg)
1)根据图纸中所给的具体尺寸,在UG中建
5、8.液压缸(70kg)6.第3节剪叉(240kg)
立基本计算模型,然后分别导入到 ADAMS中。
7.第2节剪又(200kg)9.第1节剪叉(250kg
2)在 ADAMS中建立上下滑块、底部小车滑
10.底部小车
动杆、轻质上平台滑动杆、上平台质量点、载荷
图1主要组成部分及其质量示意图
质量点。
《起重运输机械》2016(3)
X5
将速度函数添加到平台的Y向驱动中,然后
设置仿真时间与仿真步数,进行仿真。图3所
O A4
为液压缸速度随时间变化的曲线及液压缸两端铰
接点之间的距离随时间变化的曲线,液压缸由
2310mm缩至1758mm,液压缸的缩回量为552
图4所示为上升过程的液压缸运动曲线
12
以将每一条曲线数据以表格文件的形式输出
30
B2
10
时间/s
1.液压缸铰接点距离曲线2.液压缸收缩速度曲线
BO
图3平台下降时液压缸运动参数曲线图
2350
?2运动机构简图
?30
25
215
3)依次将每个零件赋予质量、转动惯量等参
数,制定重力加速度大小及其方向。
4)每个零件上的铰接位置建立 Marker点,小
468
21416182022242628
车杆与大地间建立 Fixed Joint,两个滑块分別于小
时间/s
车杄、上平台杆之间建立 Translational Joint,每个
铰接点处建立 Revolute Joint,包括滑块与剪义之间
1.液压缸铰接点距离曲线2.液压缸伸出速度曲线
图4平台上升时液压缸运动参数曲线图
的铰接,液压i与剪又之间的铰接,液压缸与活
塞杆之间建立 Cylindrical Joint
3液压缸驱动力计算
设定摩擦因数:分别将每一个 Revolute
此结构属于典型的单自由度双驱动的情况
Joint设定转动摩擦因数,转动销轴铰接假设为钢这里以驱动一个液压缸来进行仿真,得出总的驱
对钢摩擦,销轴转动摩擦力臂18mm,摩擦因数取
动力,至于上下液压缸力的分配情况,根据 Ansys
0.13,其中驱动液压缸铰接点的摩擦忽略不计;
对2个 Translational oint设定滑动摩擦因数,假设的分析来确定。在平台上升和下降过程中,摩擦
其为45号淬火钢对尼龙,取滑动摩擦因数0.02。
力对于液压缸驱动力的影响不同,并不是完全逆
向的过程,因此,需要分开进行计算。
2液压缸运动参数
模拟平台下降过程,从 ADAMS Postprocessor中
为了得到所需平台的起升速度,需要求出液
读取液压缸运动参数曲线,得知液压缸的运动速度
压缸的伸缩速度曲线,根据计算数据可以控制液函数:0s<≤4s,匀加速,速度由0m/s増大至29
压缸,从而控制平台起升速度。
mm/s;4s模拟平台上升过程。初始位置:A0至A5垂
23.64m/s:;21s直距离5746mm;0<1≤4s,加速,速度由0mms减小至0mm/s。编辑液压缸运动速度函数
mmw/s増加至200m/s;4smmv/s;21s小至0mm/s;终止位置:AO至A5垂直距离1546
5.91*time+147.75,0,0)))。
mm。编辑平台垂直运动函数:velo(time)=if(time
假设只有下驱动液压缸作用时,作为 Motion
-4:50*time,200,i(time-21:200,200,i(tine-驱动函数添加到下驱动液压缸的运动副中,再进
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