[发明专利]一种拉臂机构液压系统压力优化计算方法

摘要

本发明一种拉臂机构液压系统压力优化计算方法，涉及一种拉臂机构液压系统压力优化的计算方法，尤其涉及一种车厢可卸式汽车拉臂机构液压系统压力优化的计算方法；本发明所要解决的技术问题是提供一种车厢可卸式汽车拉臂机构整装和自卸时最大液压系统压力优化的计算方法；本发明所采用的技术方案是：第一步：建立举升油缸的优化目标函数，第二步：优化变量的确定，第三步：设计约束条件，第四步：机构优化分析，第五步：机构优化计算，第六步：根据举升油缸的压力计算结果设计系统压力；本发明用于拉臂机构液压系统压力优化设计。

主权项

一种拉臂机构液压系统压力优化计算方法，其特征在于：按照下述步骤进行液压系统压力优化计算：第一步：建立举升油缸最大整装时压力最小和自卸时最大压力最小的优化目标函数，伸缩臂(2)施加给车厢(1)的力为钩力F1，附车架(6)上设有两个举升油缸(5)；整装时举升油缸压力： P 1 = F 1 × L 1 2 [ π ( D 2 ) 2 - π ( d 2 ) 2 ] L 2 式中：F1——车厢作用于钩上力单位为：N；L1——钩力力臂单位为：m；D——油缸缸径单位为：m；d——油缸杆径单位为：m；L2——油缸整装力臂单位为：m；自卸时举升油缸压力： P 2 = G × L 3 2 [ π ( D 2 ) 2 ] L 4 式中：G‑‑‑车厢总重量单位为：N；L3‑‑‑车厢总重力臂单位为：m；D‑‑‑油缸缸径单位为：m；L4‑‑‑油缸自卸力臂单位为：m；第二步：优化变量的确定；以举升臂与转臂的铰接点(10)、举升油缸与副车架的铰接点(8)和举升臂与举升油缸第一位置的铰接点(12)的X和Y坐标为变量，以设计变量数值范围和举升油缸(5)缸筒长度及伸长量能满足设计要求为约束条件来拉臂机构优化；第三步：设计约束条件；根据工作装置的工作情况，从以下两个方面对优化函数进行约束，即设计变量数值范围的边界约束和举升油缸(5)缸筒长度及伸长量能满足设计要求，原点为附车架与转臂的铰接点(11)；第一方面，变量取值范围约束；根据工作装置尺寸和布置要求，设计中要给出各设计变量的允许变化范围，各变量取值范围；第二方面，举升油缸(5)安装距及伸长量满足设计要求约束为了满足油缸的设计要求，安装距‑伸长量≥X，即M‑(N‑M)≥X；式中：M‑‑‑举升油缸与附车架的铰接点(8)与举升臂与举升油缸铰接点的第一位置(12)之间的距离单位为：m；N‑‑‑举升油缸与附车架的铰接点(8)与举升臂与举升油缸铰接点的第二位置(4)之间的距离单位为：m；X‑‑‑举升油缸(5)安装距及伸长量需满足设计的要求单位为：m；举升臂与举升油缸铰接点的第二位置(4)是举升臂与举升油缸铰接点的第一位置(12)绕举升臂与转臂的铰接点(10)旋转130°得到的；第四步：机构优化分析；多目标优化可以转换为单目标优化，把目标函数转变为整装压力与自卸压力的和最小，同时在约束条件里增加一项整装压力等于自卸压力；第五步：机构优化计算；MathCAD提供两个求极值函数maximize(f，x，y，…)和minimize(f，x，y，…)，用它们既可以求函数的无约束极值，也可用于求解满足一定约束条件的极值问题，这两个函数分别返回使函数达到最大值和最小值的变量的值；第六步：根据举升油缸的压力计算结果设计系统压力。