电磁换向阀作为关键控制元件被广泛应用于液压行业中,其可靠性直接影响液压系统运行的稳定性和安全性,因此,准确地预测电磁换向阀的剩余寿命对于合理地安排运维和降低生产成本具有重要意义。为了提高电磁换向阀的剩余寿命的预测准确度,以电磁换向阀的泄漏量为失效判据,利用经验模态分解(EMD)和随机森林(RF)算法,从换向的压力信息中提取特征并进行重要性评估。然后,采用卷积神经网络(CNN)与长短期记忆模型(LSTM)相结合的方法对电磁换向阀的退化状态和剩余使用寿命进行预测。最后,使用电磁换向阀的寿命试验数据验证了寿命预测模型的有效性,结果表明该方法具有较高的预测精度。

液压油作为液压系统的动力来源,其洁净度是影响液压技术发展的关键问题之一。目前关于液压油中颗粒物的检测主要集中在固体颗粒物,缺少对液体颗粒物的检测。因此针对现役油液颗粒物检测技术无法识别颗粒类型的问题,基于计算机图像处理技术和光电技术,提出了一种油液污染物的光学识别与测量方法,并开发了相应的检测系统。实验结果表明,该系统可实现对液压油中固体颗粒和液体颗粒类型的准确识别,同时还能够提供0~15 μm范围内颗粒物的粒径分布信息,以及0~7500 mg/L范围内颗粒物的浓度值,其最大误差不超过5%,证明该检测系统可靠。

由于飞机液压管路结构的复杂性和隐蔽性,故障诊断的准确性受到限制。在多载荷耦合作用下,检测故障的振动信号会受到流固耦合干扰,导致振动特征提取困难,进而影响故障诊断结果的准确性,因此,设计一种适用于多载荷耦合作用下的飞机液压管路故障诊断方法。在外界环境载荷和自激振动等多载荷耦合作用下,分析飞机液压管路的振动信号形成机理。通过计算获得飞机液压管路的基础指标参数,结合词袋模型与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)设计液压管路故障诊断模型,获取故障诊断标签,从而实现飞机液压管路故障诊断。测试结果表明:该设计方法在飞机液压管路故障诊断实验中能够迅速准确检测故障,即使在多载荷耦合作用逐渐增强的情况中,该方法的故障诊断性能依然稳定,诊断准确度保持在80%以上。

超高压液压缸中,单层缸筒结构存在内壁应力大、壁厚及重量大等问题,将缸筒的结构从单层筒改为双层筒,可减小缸筒的等效应力、重量,充分利用材料。由第三强度理论,材料达到屈服破坏极限时的应力,推导出双层缸筒的外径、接触面半径以及最佳接触间隙。针对超高压铆接机项目中使用工作压力100 MPa、输出力为1000 kN的液压缸双层缸筒的算例进行分析,与单层筒相比,缸筒外径减少4 mm,重量减少18%;利用ANSYS Workbench平台仿真分析,结果表明单层筒的最大应力为752.44 MPa,远大于双层筒的最大应力461.61 MPa。

填料在阀门密封中发挥着至关重要的作用,其性能直接影响着阀门的密封性和使用寿命。针对不同型号和层数的密封填料在填料函内的载荷传递效率及载荷分布情况进行了系统的试验研究。通过采用试验工装和TSMC09试验机,并结合PRES-CALE型压力测量胶片,对设计的适用于DN50截止阀和DN100球阀的密封填料进行试验测试。研究结果表明,填料的类型、层数及应力分布特性对阀门密封性能有显著影响,合理的填料选型和优化设计是实现高效密封的关键。研究结果以期为阀门填料设计提供有价值的参考,同时也为填料材料的改进和新型填料的开发提供指导依据。

在静力平衡型径向柱塞马达结构基础上,对另一种结构型式的径向柱塞马达进行了分析与研究,与静力平衡型马达相比,该马达采用端面配流,提高了传动轴的结构强度,关键摩擦副采用了滚动摩擦形式及油膜静压平衡形式。对该马达扭矩特性、泄漏特性进行了分析,对关键零件在不同状态下进行了受力分析,并通过搭建马达的AMESim仿真模型,对马达在不同配流间隙模型下转速及扭矩的输出情况进行了仿真分析,最后通过试验的方式,对该马达分别在不同转速、不同载荷工况下的使用性能进行了记录,同时对其在额定载荷下的最低稳定转速进行了试验。

动力集中型动车组的制动供风系统对于确保耗风设备正常工作,保障车辆运行安全性、平稳性及舒适性发挥着至关重要的作用。为优化动力集中型动车组的制动供风系统结构配置,针对动力集中型动车组制动供风系统进行了研究。以用CAB-B制动控制系统的动力车以及装配F8电空制动机的拖车为对象,首先使用AMESim分析软件通过建立机车、车辆制动供风系统模型,进一步得到列车编组形式为1Mc+7T+1Tc的动车组制动供风系统模型。完成了列车编组初充风工况性能分析、动力车和拖车最大常用制动及缓解过程分析,仿真结果与试验结果对比有较好一致性。仿真不同泄漏位置及孔径参数对制动及缓解的影响,为进一步优化动车组制动系统提供了一个较好的技术分析手段。

前置级是射流管伺服阀的核心部件,其工作性能直接影响到伺服阀的整体性能。由于射流管伺服阀前置级内部流动状态复杂,流速很快,目前AMESim元件库中尚缺少对应的元件进行建模,属于非标准、非通用部件,为了用图形化建模方式准确、直观地揭示前置级的内部机理,使用AMESim软件中的Submodel Editor工具对前置级进行二次开发,搭建了前置级AMESim仿真模型,得到其压力特性与流量特性,并通过试验验证了仿真模型的准确性。研究结果表明,该型射流管伺服阀前置级压力增益为11.547 MPa/mm,流量增益为3.270 L/(min·mm),实验结果与AMESim仿真结果基本一致,证明了前置级AMESim仿真模型的准确性。

为了提升煤仓清仓机器人的作业效率和安全性,提出一种基于负载敏感液压系统的清仓机器人设计方法,结合模糊控制器和液压驱动,实现机器人在煤仓内的稳定行走和清仓作业。仿真试验数据显示,比例积分微分控制器串联优化前后,机器人路径分别为14.2%和0.9%,最终距离分别为564.3 mm和27.3 mm。优化后的运动控制性能显著提高,机器人的实际运动路径与规划路径之间的偏差大幅减小,输入变量的超调量明显减少,稳态误差降低,满足运动要求;同时,负载敏感液压系统具有良好的压力调节能力和稳定性,能够使差值维持在3 MPa左右。基于负载敏感液压系统的煤仓清仓机器人设计具有较高的实用性和可靠性,为煤仓清仓作业提供了有效的解决方案。

近年来,随着磷酸酯类抗燃油在汽轮机调速系统中的广泛应用,对其泡沫特性指标的准确监测成为保障系统安全运行的重要参数。系统分析了当前常用的3种类型泡沫特性测试头对抗燃油泡沫特性的测试结果的影响,包括国产陶瓷测试头(G219)、国产不锈钢测试头(JS124)和进口不锈钢测试头(87-2)。结果表明,泡沫特性测试头的材质、生产工艺、渗透率及孔径对泡沫特性的测试结果影响较大,且国产陶瓷测试头(G219)测试结果显著偏小,国产不锈钢测试头(JS124)测试结果次之,而进口不锈钢测试头(87-2)测试结果最大。根据试验结果,对电厂抗燃油泡沫特性指标的监测提出可行性建议。

通过干气密封端面构型设计,获得不同工况条件下最优的密封特性是目前干气密封研究的热点和难点之一。通过深入了解蜜蜂翅型结构,提出WIHS模型和WGRHS模型2种不同仿生蜂翼型槽织构,采用有限元法对仿生蜂翼型槽中动压效应所形成的气膜特性进行研究,并对结构参数进行具体计算,以探究不同结构参数的最优密封性能。研究结果表明:WIHS模型的参数优选值为:h₀=2 μm、h_η=12 μm、α=20°、σ=0.8、η=0.6、n=12,WGRHS模型的参数优选值为:h₀=2 μm、h_η=16 μm、α=28°、σ=0.7、η=0.6、n=12,WIHS模型的气膜刚漏比更佳,对应气膜抗干扰性能更好,适用于高转速工况;WGRHS模型的开启力更强,对应在低转速开启力不足的工况下更有优势。

钢坯加热是热轧生成过程中的重要环节,加热炉作为热轧领域的重要设备,其炉门升降过程中会消耗大量的能量。利用全液压容积调速控制、能量回收控制、伺服电机变转速控制等技术,针对加热炉炉门升降设计了一套高效的节能型液压控制系统,实现对炉门下降过程中的重力势能进行回收再利用。对炉门常规型液压控制系统和节能型液压控制系统进行了建模仿真,通过位置和能耗对比仿真结果分析,节能型液压控制系统在同样满足炉门工艺动作的要求下能够高效节能,并通过工程应用进一步得到验证,为冶金行业节能降耗开辟了新路径。

为确保南水北调中线工程冰期输水安全,结合运行实际,分别对槐河(一)排冰闸内金属结构及液压启闭机进行现场安全检测,充分应用各类检测手段和分析方法,并通过有限元分析对设备在典型工况下的安全性能进行了复核。结果表明槐河(一)排冰闸各设备均无影响运行安全的问题缺陷,可继续安全使用。所应用的检测方法和分析手段对指导南水北调中线工程冰期安全输水,以及了解金属结构和液压启闭机运行现状具有重要意义。

液压推煤器正常工作是原煤仓分仓改造的关键性条件之一,为保障液压推煤器的稳定运行,研究通过使用支持向量机模型进行故障检测,针对训练样本问题引入统计学习理论。通过控制结构风险使置信范围和经验风险提高模型泛化能力;然后引入核函数将非线性样本从低维映射到高维空间,达到对非线性样本的分类效果;接着采用贝叶斯网络,使用精确推理算法联合树对故障数据进行分析和推理,结合处理过的训练样本得到液压推煤器故障检测模型。选择准确率最大的惩罚因子和核参数后,得到支持向量机选择管路故障的概率为63.2%,选择管路堵塞概率达到了55.6%,对比另外两种检测方法更为明显,且检测结果真实可信。设计的基于支持向量机分类故障检测方法能够在实现高准确率的故障分类的同时,获得准确的故障推理结果,对原煤分仓具有重要意义。

结合某液压伺服作动器测试中位移传感器输出异常问题,开展了分析和研究工作。该液压伺服作动器安装在一种航天装备的内部,分解维修困难且会带来较大的经济损失。为解决该问题,需要快速准确定位到具体元件,以便开展精准维修。通过对液压伺服作动器工作原理以及各参数变化情况的深入分析,快速准确定位到了位移变换装置上,为客户复杂设备维修节省了大量的时间和经费。

复杂机电液设备是一种机械、电气以及液压高度集成化的综合设备,其电气安全是工业安全生产制造中最为关键的,尤其是设备处于复杂的运行工况下,设备稳定性能和电气安全受到严重挑战。针对复杂机电液设备电气安全性能下降的问题,可通过以下方法监控设备在PLC控制状态下的稳定性:首先,在复杂机电液设备控制系统工作原理基础上,通过对PLC控制系统进行诊断单元分级处理;其次,设计了分布式电气安全故障诊断拓扑结构,利用探测边界阈值进行故障诊断;最后,在设计的复杂机电液设备电气安全诊断测试环境中进行性能试验。试验结果表明:复杂机电液设备的故障诊断效率大幅提高,该诊断方法能够提升其电气安全诊断性能。

针对现有CY、HY恒功率轴向柱塞泵的控制误差大、功率调节范围小、调节操作复杂、不能组合其他节能控制功能等不足,提出了变量机构的优化设计方案。按杠杆结构原理重新设计变量控制的液压原理,并对变量机构进行模块化结构设计,使恒功率控制精度提升5%,功率调节范围扩大了43.7%,并能用一个螺钉进行功率的精准调节,能实现复合负载敏感等节能功能。对新静态特性进行了分析,得出了斜盘倾角是恒功率双曲线精度误差的主要因素。应用AMESim对新恒功率控制机构和执行机构进行建模,通过仿真进行参数调整,以及通过样机的试制试验验证了优化设计方案的正确性。

混合动力挖掘机包含复杂的液压部件,如发动机、液压马达等,涉及的参数众多,包括发动机功率、转速、转矩,液压泵排量、传动比等。由于参数空间的高维度和相互关联性,传统的混合动力挖掘机液压系统传动控制方法为了保证搜索出全局最优解,忽略了耦合关系的影响,使得对其控制存在弊端,因此,提出基于粒子群优化的混合动力挖掘机液压系统控制方法。构建包含发动机与液压储能器的挖掘机混合动力系统,采用牛顿第一定律计算发动机转矩、转速和油门位置的耦合关系。明确挖掘机速度调节动态响应与油液流量等参数,计算挖掘机的动力转动惯量,组建速比控制模型。引入粒子群优化算法求解模型,更新粒子速度与位置,完成寻优任务,输出挖掘机液压系统控制结果。试验结果证实:考虑耦合关系干扰下,所提方法改进了无级传动速比跟踪能力,增强挖掘机整体动力性与操作稳定性,为挖掘机自适应变速发挥关键作用。