基于MATLAB的清障救援车随车吊部分的设计与计算.docx

?

?

基于MATLAB的清障救援车随车吊部分的设计与计算

?

?

张淼温雪兵

摘要：本文运用MATLAB对带有随车吊的清障救援车的随车吊部分进行了计算，计算出随车吊四构件的设计参数，并对部分液压缸进行具体选型计算。

关键词:清障救援车、MATLAB、随车吊、四构件、变幅液压缸、伸缩液压缸。

Abstract:thispaperuseofMATLABbikeswiththerepairofJiuYuanChecraneaccessorycranepartsofcalculation,theaccessoryhangingoutfourcomponentsdesignparameters,andsomespecifichydrauliccylindertypeselectioncalculation.

Keywords:JiuYuanCheintelligentMATLAB,theaccessory,hang,fourcomponents,luffinghydrauliccylinder,telescopichydrauliccylinder.

中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：

前言

带有随车吊的清障救援车不同于传统的拖吊型清障救援车和平板背载型清障救援车，具有传统救援车不能具有的功能。例如当故障车前后轴均损坏严重以致不能拖牵时或者当事故车翻转或脱离公路时，传统的拖吊型和平板背载型清障车是不能完成作业的，而带有随车吊的清障救援车却可以轻而易举做到。

一、随车吊部分主要液压执行元件

表一：液压执行元件及基本动作

二、液压缸的设计计算

2.1随车吊四构件总体布置设计

如图1，初始条件如下：

（1）工作时的最大起升高度=8000mm、最小起升高度=3200mm、及立柱高度=3200mm；

（2）起重臂长度L=4000mm和杠杆

比i=L/l∈[3.5,4.5]，取

i=3.5；

（3）液压缸最大与最小安装尺寸比k=BC/AC=/∈[1.6,

1.8]，取k=1.6；

（4）当液压缸行程达到最大时，为

避免四构件机构发生自锁（自锁条件=0）或与杆件外形尺寸发生干涉，起重臂与液压缸之间应具有一定夹角，通常取∈[30o,40o]，取=30o。

图1四构件系统总体布置图

当初始条件选定后，如果能先确定液压缸最大安装尺寸Smax=BC和最小安装尺寸Smin=AC，则可通过公式计算出C点几何位置，这样即可得到四构件系统的总体布置方案及液压缸长度。由图1，可得：

起重臂的最大变幅角为：

ΔOAB为等腰三角形，则

在ΔABC中，

???????将两边同除，再令,,得

求解此一元二次方程得，

在ΔOBC中，

ΔOAD为直角三角形，所以

于是得到了四构件系统总体布置所需的全部参数，按这些参数进行设计绘图，就可以得出四构件系统的总体布置方案。

2.2液压缸最大工作载荷的确定

对O点取力矩平衡方程

????????式中与?和?有关。当起重臂在水平线以上时,;起重臂在水平线以下时，。

?

根据正弦定理，

所以

图2确定液压工最大工作载荷关系图

考虑到上式中含有复杂的三角函数关系，且变量和之间的关系随起重臂的位置变化而变化，因此通过传统的对其求导或分析表达式的极限位置求解最大值显然十分困难。然分析发现，和都可由变量表达式表示，所以起重臂从最低位置起升W到最高位置的过程中，由0单调递增到，同时由单调递减到，由单调递减到0（起重臂为水平位置）然后再单调递增到，这些过程同时开始并同时结束。根据这一特点，将这一过程微分为n步来完成，利用计算机进行迭代循环运算，就可以得到每一步所对应的、、和，然后采用比较循环语句从中找到最大值和与其对应的步值i，进而从求得的、和中有哪些信誉好的足球投注网站显示出与对应的值。

利用MATLAB的M文件，根据上述求解过程进行编程得M文件函数func-

tionSST(W,Hmax,Hmin,H0,L,i,K,b0)。

因编程环境所限，有的参数符号不能显示，程序中与实际中的参数符号对照使用可参考下表：

表二程序中与实际中的参数符号对照表

M文件程序SST函数全部内容如下：

function[Tmax,Smin,Smax,Xc,Hc,faiH_Tmax,b_Tmax,T,c,e]=SST(W,Hmax,Hmin,H0,L,i,K,b0)

theta=acos((Hmax-H0)/L)

fai=acos((H0-Hmin)/L)

faimax=pi-(theta+fai)

AB=2*(L/i)*sin(faimax/2)

gama=pi/2-faima