由于装载机工作场地的地面状况比较恶劣，在行驶或作业过程中，工作装置、物料和车体的其他部件会在地面激励的作用下容易产生振动，不仅会造成物料的散落，也加大了装载机整车的振动和对液压系统的冲击。而动臂油缸在行驶过程中对工作装置起支承作用，对工作装置的振动有极大的影响。
　　本文针对ZL80G型轮式装载机，利用ADAMS软件建立了工作装置及动臂油缸的机械和液压模型，主要分析了在装载机行驶过程中，动臂油缸的支承特性。探讨了在不同的内泄漏系数时工作装置系统的振动情况，以及外载荷、动臂油缸初始位置、地面激励等参数与动臂油缸内泄漏的关系和对系统振动的影响。为动臂油缸的设计以及减振系统的开发提供了理论参考。
　　
　　一、工作装置系统模型的建立
　　
　　1动臂油缸 2动臂 3铲斗 

　　利用ADAMS软件建立装载机工作装置的机械模型如图1所示，并在ADAMS/Hydraulics模块中，根据工作装置液压回路的工作原理，在不影响仿真结果的前提下，对液压回路进行简化，用三位四通换向阀代替原油路的四位六通换向阀，建立工作装置动臂油缸系统的液压模型，如图2所示。
　　1压力源 2油箱 3换向阀 4动臂油缸 5液压油 

　　二、工作装置系统各参数分析
　　
　　1.动臂油缸内泄漏对支承的影响
　　在装载机行驶工况时，输入振幅A=15mm，频率f=2Hz的正弦地面激励信号，由于动臂油缸存在内泄漏，其长度曲线如图3所示。 
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　图3的曲线表明，随着时间的推移，动臂油缸的泄漏量逐渐减少，动臂油缸的长度也趋于稳定，不再下降。
　　动臂油缸不同泄漏系数，r=0.002，r=0.0015，
　　r=0.001时动臂油缸的长度曲线如图4。速度曲线如图5。 

　　从图4动臂油缸的长度曲线可以看出，随着油缸泄漏系数变大，油缸的泄漏量也越多，长度下降越多。从图5油缸的速度曲线来看，泄漏增大时，速度开始时绝对值大，油缸下降较快，随时间推移速度很快减小到零值上下振动，油缸长度也不再下降，而泄漏系数较小时，油缸速度开始时绝对值虽不大，但速度减小缓慢，油缸下降缓慢，维持时间长。另外，从速度上下振荡的振幅来看，泄漏量大时，速度的振荡较大，即工作装置系统的振动更剧烈。由上述分析可见，动臂油缸的泄漏对整个工作装置系统的稳定性有很大的影响，加剧了动臂油缸的振动，工作装置系统的振荡速度和振幅变大。
　　2.外载荷对工作装置系统振动的影响
　　在不改变地面激励信号的情况下，改变铲斗的外负载，得出动臂油缸在不同外载荷下的长度曲线，如图6所示。动臂油缸的速度曲线如图7所示。
　　从图6可以看出，外载荷较大时，动臂油缸的泄漏量增多，从而导致油缸的长度下降量增大，在外载荷20kN时油缸下降量约为3cm，而当外载荷80kN时，油缸下降量达到6cm。
　　从图7中动臂油缸的速度曲线可见，在不同的外载荷作用下，虽然地面激励没有变化，但油缸的速度响应曲线有略微差别，载荷越大，速度幅值越小，但相差较小。这说明外载荷对泄漏量的影响较大，但对油缸的振动影响较小。 

　　3.动臂油缸的初始位置对振动特性的影响
　　ZL80G型装载机的动臂油缸长度为1.5～2.3m。取装载机三个典型的支承位置，铲斗运输位置时取油缸长L=1.6m，铲斗水平时，油缸长L=1.9m，铲斗举升较高时，取油缸长L=2.2m。分析在此三个不同动笔油缸支承位置时，工作装置振动特性。
　　图8为动臂油缸在不同支承位置时，受A=15mm，f=2Hz的地面激励而产生的泄漏量。 

　　可见，动臂油缸的支承位置越高时，油缸的泄漏量就越大。由图9动臂油缸的速度曲线可知，支承位置较高时，动臂油缸不仅泄漏增加，振动也加剧，动臂油缸的支承位置与系统刚度的关系如图10所示。 

　由图10可见，在动臂油缸支承长度为2.1m时，动臂油缸系统刚度值最小，将导致工作装置的振动振幅在此时最大。
　　4.地面激励对工作装置振动特性的影响
　　在不改变地面激励信号的振幅(A=15mm)，只改变地面激励的频率时(频率分别为2、3、5Hz)，得到动臂油缸的长度曲线如图11所示。 

　当只改变地面激励的振幅时，动臂油缸长度曲线如图12所示。对比图11与图12可以看出，改变频率对动臂油缸的支承影响较大，频率较大时，系统的振幅加大，振动更激烈。改变振幅时对系统的影响较小。但无论改变频率还是振幅，动臂油缸长度总的下降趋势不变，即动臂油缸的泄漏量并没有随之加大。在实际工况中，激励频率的影响较大，即车速越快时，动臂油缸的振动就越激烈。也就是在实际行驶中，车速对振动的影响要远大于路面不平对振动的影响。

　三、结论
　　
　　建立了工作装置和动臂油缸系统的虚拟样机模型，分析了动臂油缸以及外部激励等各参数对其工作装置振动特性的影响。得出结论，
　　(1)动臂油缸的内泄漏会加剧工作装置的振动，而且随泄漏系数加大而加剧。
　　(2)外载荷增大时主要造成动臂油缸长度下降，对工作装置系统振动影响较小。
　　(3)动臂油缸的支承位置对系统振动影响较大，在动臂油缸长度为2.1m时，系统的刚度最小，振动特性最差。
　　(4)地面激励频率和振幅增大都会加剧系统振动，相对振幅，频率影响更大。
　　
　　［参考文献］
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　　［5］H.Martikka，A.Mikkola.Dynamics simulation and design of a hydraulic driven boom using ADAMS.International ADAMS User Conference.1995
　　［6］王传礼、丁凡：《对称四通阀控非对称液压缸伺服系统动态特性研究》，《中国机械工程》2004年。