全液压钻机液压回转系统的管路优化设计.pdf

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1、第29卷第3期内蒙古民族大学学报(自然科学版)Vol_29No．32014年5月JournalofInnerMongoliaUniversityforNationalitiesMav2014全液压钻机液压回转系统的管路优化设计刘丽娜(内蒙古民族大学机械工程学院，内蒙古通辽028043)[摘要]在全液压勘探钻机中液压管路是必不可少的元件．为此，如何恰当的选择油管的内径以及采用多大的流速才能使系统处于最佳的工作状态，是系统设计过程中不可忽略的问题．优化设计方法为我们解决这一问题提供了很好的途径．本文主要对液压系统的吸油管路进行优化设计，采用多目标函

2、数优化方法中的目标规划法，最终经过优化得出管径和流速的最佳值．[关键词]液压系统；吸油管路；多目标函数；目标规划法[中图分类号]TH137[文献标识码]A[文章编号]1671—0185(2014)03—0280—03PipelineOptimizationDesignofFullHydraulicDrillingRigHydraulicSystemLlULi-na(MechanicalEngineeringofInnerMongoliaUniversityforNationalities，Tongliao028043，China)Abstrac

3、t：Thehydrauliclineistheessentialelementinthehydraulicexplorationdril1．Therefore，howtochoosetheap-propriateinnerdiameterofpipeandmakethesysteminthebestworkingconditionwithlargeflowvelocityeaRbe，isnottobeoverlookedintheprocessofsystemdesign．Optimizationdesignmethodprovidesagoo

4、dwayforUStosolvethisproblem．Thispapersuctionpipelineofthehydraulicsystemoptimizationdesign，usingmultipleobjectivefunctionoptimizationmethodofgoalprogrammingmethod，thefinaloptimalpipediameterandflowvelocityhavebeendeter—mined．Keywords：Hydraulicsystem；Suctionpipeline；Multipleo

5、bjectivefunctions；Goalprogrammingmethod1前言童目全液压钻机执行元件的动力都是由液压油的压力能转换得来，所以在整个系统中就需要大量的液压管路以输送液压油，由流量连续性方程可知：流量等于流速与通流截面的乘积，在流量为定值时，如果通流截面大则流速就小；如果通流截面小则流速就大．而沿程损失又和流速成正比，流速大，沿程压力损失增大，可能会产生压力冲击引起噪声．内径过大的话虽然沿程压力损失减小，但管路体积以及所占空间增大，会使整机的重量增加，制造安装成本增加．为此应对管路进行优化．2优化设计的概念优化设计或称优化技术

6、是在高速电子计算机出现之后由于社会生产和实践需要而发展起来的一项新技术，是最优化技术和图1液压管路原理图计算机技术相结合，并且把它应用于设计领域．其具有如下的特Figure1Hydranlicplumbingschematicdiagram点：首先是设计的思想是最优的；其次是设计的方法是优化数学卜联接管路；2-快换接头；3-单向阀；4一回油管路；5一冷却器；6一油箱；7、8一吸油管路；9-安全阀；10一液压泵方法；再次是设计的手段是计算机．优化设计是根据最优化原理，基金项目：内蒙古民族大学科学研究项目(NMD1324)作者简介：刘丽娜，内蒙古民

7、族大学机械工程学院讲师．第3期刘丽娜等：全液压钻机液压回转系统的管路优化设计281以计算机为设计手段，寻求工程问题中在现有约束条件下，满足设计目标的最令人满意方案或最适宜的设计方案．优化过程是首先要根据设计参数和要求，建立数学模型即列出目标函数，然后利用最优化方法进行优化，最后评价是否为最优方案并输出结果．目前的优化设计还局限在参数最优化的数值最优化问题上，而结构形式的选择还需进一步的解决；另外在传统产业中的优化设计的普及率还不是太高，其应用范围还有待推广．本文主要对回转系统的吸油管路进行优化设计，管路连接的原理图见图1．在图中可以看出，采用两

8、主泵1O为系统提供压力油，对应采用两根吸油管7、8从油箱6中吸油；两泵排出的压力油汇合在一起，通过管路1流向回转系统，其中单向阀3是防止泵1O的压力油