导向钻机液压管路的优化设计.pdf

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1、2009年3月探矿工程(岩土钻掘工程)29导向钻机液压管路的优化设计姜惠民，沙永柏(1．长春职业技术学院信息技术分院，吉林长春130033；2．吉林大学机械科学与X-程学院，吉林长春130022)摘要：导向钻机液压管路的尺寸直接影响着能量损失以及管路体积、质量的大小。采用优化设计方法，综合考虑能量损失及管路体积2方面的影响，建立了导向钻机吸油管路的目标函数，经编程求解，确定了管路的合理尺寸。关键词：导向钻机；液压管路；吸油管路；目标函数；优化设计中图分类号：P634．31；TH137．86文献标识码：A文章编号

2、：1672—7428(2009)03—0029—02OptimizationDesignontheHydraulicPipelineofDirectionalDrilI／JIANGHui—min，SHA一bai(1．ChangchunCollegeofVocationandTechnology，ChangchunJilin130033，China；2．JilinUniversity，ChangchunJilin130022，China)Abstract：Thesizeofhydraulicpipelineofd

3、irectionaldrilldirectlyaffectstheenergylossandthevolume&weightofthepipeline．Thepaperintroducesanoptimizationdesignwithconsiderationbothinenergylossandpipelinevolumetobuilduptheobjectfunctionofintakepipeline；therationalpipelinesizeisdeterminedbyprogrammingand

4、solution．Keywords：directionaldrill；hydraulicpipeline；intakepipeline；objectfunction；optimizationdesign1概述在全液压导向钻机中，液压管路必不可少，尽管它是液压附件，但是选择是否恰当却对系统有着重要影响。在流量一定的前提下，内径小则流速高、能量损失大，而且可能产生噪声；内径大时虽然可以避免上述缺点，但管路体积大、所占空间大，难于安装，同时机器的质量增加。对于吸油管路来说，除了上面所提的影响外，若吸油阻力大，甚至会出

5、现空穴现象，从而使液压装置产生振动，影响正常工作，因此要合理选择油管内径及流速。本文针对FK一150图1吸油管路原理图型非开挖导向钻机的吸油管路进行优化设计。管路能量损失包括沿程损失与局部损失，即：图1为钻机吸油管路原理图，该钻机采用三联∑h：∑hf+∑hj(1)泵为不同执行元件提供压力油。三联泵中的大、中、小泵(从左到右)分别采用3根吸油管从油箱中吸hr=A寺(2)，．2油，本文即针对这3条管路进行优化设计。hj=(3)式中：——管路总水头损失，m；h——管路沿程损2目标函数的建立失，In；A——沿程阻力系数

6、，A=75／Re；——雷诺吸油管路的优化设计基于2方面的考虑，即管数，Re=ud／v；Z——管路长度，m；d——管路内径，路吸油阻力最小、管路体积最小。钻机液压系统由m；——管路平均流速，m／s；——液压油运动粘三联泵构成，对应采用3条吸油管路，此处把3条管度，In／s；7zi——管路局部损失，m；——局部阻力系路综合在一起建立目标函数。数。2．1以能量损失最小建立目标函数2．1．2目标函数2．1．1管路能量损失计算公式由上述公式整理，可求得3条吸油管路总的能收稿日期：2008—10—07基金项目：吉林省科技厅

7、项目“非开挖导向钻进铺管设备及器具的研究”(编号：980114)作者简介：姜惠民(1964一)，男(汉族)，吉林长春人，长春职业技术学院副教授，计算机专业，从事计算机应用方面的教学及研究工作，吉林省长春市卫星路3278号，chang_mail@126．com；沙永柏(1971一)，男(汉族)，吉林四平人，吉林大学副教授，机械电子专业，从事教学及岩土工程机械等方面的科研工作，吉林省长春市人民大街5988号，shayb@jlu．edu．CB。30探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第3期量损失，其表述公式为：(2)满足

8、层流条件，即：∑h／／,ld1／v0；d，>0；d>02l2gd2’2’2g。2g。2g3(4)4优化