双圆弧斜齿齿轮泵在高速工况下,其内部流场温度升高现象明显,对齿轮泵的性能产生不利影响。为了探究温度对齿轮泵性能的影响,建立了双圆弧斜齿齿轮泵容积效率与温度的数学模型。利用动网格技术,通过PumpLinx设定不同入口温度,模拟不同工况下齿轮泵内部流场的变化情况。结果表明:入口油液的温度不同,其内部流场温度变化明显,入口温度越高,其温升现象越明显;温升严重区域为存在压差区域,且压差越大温升越明显;温度升高,内部流场空化现象明显减弱;相对于常温油液情况下,入口油液温度为60 ℃时,齿轮泵流量脉动和流量脉动率明显增大,泵的出口脉动率增加了4.74%,泵出口平均流量降低了1.52 L/min,泵的容积效率降低了3.04%,温度的升高对齿轮泵性能产生了不利影响,验证了温度与容积效率数学模型的正确性。

过滤器对保障液压系统的正常运行起到重要作用,为了提升液压系统的性能,对过滤器也提出更高的要求。为了厘清过滤器内部滤网前后污染颗粒的分布情况,建立某型过滤器计算流体动力学模型,通过过滤器上下游压差与流量关系实验测试结果,拟合得到多孔介质的黏性阻力系数和惯性阻力系数,完成多孔介质边界条件参数设置后,分别从速度入口和压力入口两方面,模拟滤网上游和下游污染颗粒分布情况。结果发现尺寸大于滤网孔径的颗粒主要分布在上端盖4个进口的正下端和下半部分滤网的周围。穿过滤网的小粒径污染颗粒在骨架内部的分布沿骨架内壁面,呈上半部分分布密度大,下半部分分布密度小的状态。研究结果为过滤器设计提供一定参考。

针对传统液压动力推进系统,设计了一种以外界海水为工作介质,蓄能器提供动力源、新型二级同步海水液压缸为核心部件的二级液压推进装置。论述了新型二级同步海水液压缸的结构以及海水液压动力推进装置的工作原理,通过AMESim建立了推进系统的仿真模型,通过搭建的试验台进行试验验证。结果表明:在供能过程中,蓄能器充能过程与蓄能器初始压力呈负相关;在推进过程中,物体离开推进管道的速度与蓄能器初始压力的根呈正的线性相关。

为探究大颗粒粒径对全断面竖井掘进机上出渣泵过流部件磨损特性的影响,基于SST双方程混合湍流模型、Finnie塑性冲蚀磨损模型对其进行数值模拟,获得了全断面竖井掘进机出渣泵过流部件的冲蚀磨损形态,分析不同颗粒粒径对叶片磨损程度的影响。模拟结果表明:磨损最严重区域在叶片吸力面;定量预测出叶片磨损强度随不同初始条件的变化规律;随颗粒粒径增大,颗粒与吸力面的碰撞几率降低,叶片吸力面磨损区域显著减小,磨损位置受颗粒粒径的影响明显,而后盖板的磨损面积几乎不变;全断面竖井掘进机上出渣系统在输送最大粒径超过100%的固相颗粒时,仍具有良好的可靠性和稳定性。大颗粒粒径仅对吸力面磨损程度影响显著,对后盖板影响不明显。

采用传统三角槽配流盘的轴向柱塞泵在过渡区不能完全消除由于换向产生的压力脉动,同时由于节流的影响,会产生明显的流量倒灌现象。在不对缸体或配流盘进行颠覆性设计的情况下,提出一种压力控制往复阀结构串联于各柱塞腔之间,从而缓冲过渡区的压力脉动,减小过渡区产生的振动,并取消配流盘的三角槽结构,从而减少流量倒灌。给定往复阀的直径等参数,通过仿真分析发现,该结构在过渡区产生的压力脉动仅为2.5%,相对于三角槽配流盘可以有效的降低轴向柱塞泵在高低压过渡区过程中的压力脉动。

采用RNG κ-ε湍流模型,使用Fluent软件,通过定常数值模拟得到不同工况下流量计表面的磨损率分布,分析磨损规律和磨损位置。结果表明: 流场中磨损率和DPM质量浓度分布受进口流速和固体颗粒参数设置影响较大。随着进口流速、固体颗粒体积分数和固体颗粒粒径增大,流量计表面磨损率增大,磨损主要集中在喉部入口处,最大磨损率约为1.0×10^-8 kg / (m²·s)。

深海原位激光修复可以实现重大深海设施的原位增材修复,具有重要的战略意义与广阔的应用前景。在分析深海原位激光修复用送粉系统工作原理的基础上,设计了一种水深自适应气体流量控制阀。通过海水压力的反馈与弹簧压缩量的调整,实现节流模块阀口压差的稳定控制,保证气体流量稳定;通过可变开度的节流模块,实现气体流量的连续调节。首先,对水深自适应气体流量控制阀的结构及工作原理进行详细设计;接着,对流量控制阀的减压模块阀芯进行静力平衡建模,揭示气体压力调节机制。对节流模块的阀口流量进行建模,说明流量调控原理;最后,开展仿真分析,研究水深自适应气体流量控制阀在激光熔覆过程中气体流量控制的稳定性以及气体流量的调控效果。开展流量控制阀在海水环境压力小范围变化与大范围变化时,气体流量变化的仿真分析。研究结果表明,设计的流量控制阀可以实现流量的连续稳定控制,在深海原位激光修复用送粉系统中具有明显的应用前景。

为了有效地提高液压挖掘机在实际工作时的能量利用率,提出了一种基于蓄能器设计的动臂势能回收再利用系统。分析储能系统的工作原理,构建了对应AMESim模型,研究了蓄能器自身的充气压力、体积及动臂下降速度等参数对能量回收率存在的影响,然后通过特定实验的方式检验该设计的可行性,即通过设置合适的蓄能器参数可实现有效的能量回收。该方案在本次实验的一个工作循环中可以回收52.3 J的能量,即液压泵的节能率能够达到35%,如果将其应用于大吨位挖掘机实现能量回收,则能实现客观的效益。

电液执行机构因具备响应快、精度高、驱动力大等优点广泛应用于工业装置,用于实现传递动力和运动的功能。而电液执行机构功能的实现依赖于可靠的控制系统,针对化工装置中特殊阀门的启闭,设计了一套基于PLC技术的闭环位置控制系统,通过数字PID控制算法,实现了炼油化工装置阀门动态控制物料流量、压力平衡。

重载混联式液压机械臂运行在复杂多变的工作环境下,高负荷运行需要稳定的运动控制。针对重载混联式液压机械臂可变工况下运动控制失稳现象,在液压机械臂系统结构和动力学分析的基础上,对液压机械臂的模块间通讯进行优化,构建了基于CANopen的分布式通讯结构;利用PLC作为运动优化控制技术,设计了双闭环的运动控制策略;在真实模拟的重载混联式液压机械臂运动控制试验环境中验证控制方法的可靠性。实验结果分析可以看出,该控制方法能够快速的提升重载混联式液压机械臂运动稳定性和动态响应能力。

探讨了交叉耦合式马达同步控制的可行性。介绍了交叉耦合式的同步控制原理,搭建相应的同步控制数学模型,构建传递函数框图。通过在整机上进行实验,分析交叉耦合式控制在空载和带载两种情况下马达的转速响应曲线、左右马达转速误差曲线,得出结论,交叉耦合式控制马达具有较好的同步性,但会牺牲一定的响应时间,可根据实际情况选择不同控制策略。

介绍了高温高压液控截止阀的隔热冷却结构和阀座圈红套后焊接的特种工艺;液控系统采用PLC为核心和人机交互界面,配置模块电源、交流接触器、断路器、热继电器等控制元件,接入各种传感器和检测开关的状态信号,输出各部位的控制信号,实现全系统的智能控制。通过有限元对流场进行数值分析,对主要部件的物理量进行耦合分析,并对介质特性进行云图描述,最后对产品进行压力试验和热考核测试。

某型燃油电控调节器在试验中出现最大计量流量达不到技术要求的情况,针对该燃油泵调节器计量控制的工作原理进行分析,建立对应的产品故障树,根据故障树进行故障原因定位,并提出改进措施,通过下发试验工作证进行试验验证,解决了最大计量流量不足的问题。

车载氢能瓶口阀是氢燃料电池汽车上的关键部件,针对其结构复杂,集成度高问题,介绍了一款特定瓶口阀的设计思路及过程。针对瓶口阀易受外界低频振动影响,建立了瓶口阀的动力学模型,对其固有频率和振型等振动特性作了研究,并通过模态试验进行验证,试验结果与分析结果基本吻合,说明了有限元分析方法的有效性。

受疫情和国际形势影响,全球制造业增速放缓,对密封件行业也造成了不同程度的影响。从产品性能、企业规模、生产技术、检测技术等方面分析国内外垫片行业企业的差异,总结目前国内垫片行业存在的不足,并提出相应的建议。

针对某型机液压伺服作动系统振动的问题,提出了增加薄壁孔改善系统稳定性的措施。首先,通过Simulink建立伺服作动系统仿真模型,分析系统在谐波与正弦信号输入下的振动情况;其次,在对薄壁孔的原理进行分析的基础上,建立其仿真模型,分析在不同的孔径下系统的稳定性及影响;最后,将该措施应用到某型机的系统中,获得满意的效果。同时验证了该措施的合理性与可行性,并具有一定的工程应用价值。

某大型快速起竖设备需将负载快速地从水平状态推动到过重心的垂直状态,为提高起竖可靠性,采用起竖转角控制凸轮机构-节流阀方式进行反腔节流减速。基于减速过程工作原理和起竖过重心后的减速段工况要求,建立了起竖减速过程的运动学和动力学模型,通过加速度曲线规划方法,设计了减速过程的抛物线加速度曲线,并提出了转角控制凸轮机构-节流阀节流面积变化曲线的设计方法。通过试验结果表明:运用加速度规划方法,设计的减速段压力流量曲线以及凸轮机构-节流阀节流面积变化曲线,能满足减速段快速性、平稳性要求。

针对柔性钻杆球面密封难的问题,设计了一种适用于柔性钻杆的球面密封结构,通过数值模拟与物理试验验证了密封结构在内压30 MPa、外压24 MPa工况下的可靠性,并基于响应面试验设计方法,建立了密封结构参数与密封性能参数的响应面模型,分析了参数间的交互作用和3个因素的敏感性,其敏感性顺序从大到小为:压缩量、径向过盈量、主密封面宽度。其中优化后模型最大Von Mises应力相比原密封结构模型降低了16.9%,可提高结构的可靠性和寿命。同时通过数值模拟对预测值进行了验证,最大Von Mises应力误差为0.87%,所得结果为柔性钻杆球面密封结构现场应用提供了一定的参考依据。

介绍了金属对金属接触的密封机理,比较并研究了高性能石墨密封技术性能特点,得出高性能石墨密封技术能有效应用于各类苛刻工况,提升设备的密封性能。

航空管接头是一种基础的管路连接件,广泛应用于飞机的液压、燃油和环控等系统中,并提供一定的耐压和密封能力,在飞机使用过程中常出现“跑、冒、滴、漏”等质量问题,对飞机的可靠性和安全性产生着重要影响。航空管接头可分为永久式管接头和可分离式管接头,其中永久式管接头是一类永久连接、不可拆卸式的管接头,重量和体积较小,且有较高的耐压能力和可靠性,在民用飞机中广泛应用。通过介绍一种国外先进的永久式径向挤压管接头,进行结构设计和样件试制工作,运用ABAQUS有限元分析软件对其压接工艺过程和密封原理进行仿真分析,并按照AS4459B的标准要求,开展了静态和动态性能试验验证。

讨论了一种机械反馈式液压伺服作动器在工作时出现自振和啸叫问题。通过对自振频率以及噪声频谱的分析,得出了力矩马达自振引起了产品的工作不稳定。针对产品故障模式,制定了减小阻尼孔以增加阻尼的方式,提高了产品的工作稳定性。

为保证空压机润滑系统的可靠运行,首先对润滑系统工作原理进行详细解读,对CZS-100/15型空压机润滑系统油耗过高、低压报警停机等故障原因进行统计归纳分析,提出对应的解决措施,并通过试验验证了解决措施的合理性,有效提高了CZS-100/15型空压机运行可靠性,从根本上保证了该空压机的品质,为更好地预防和处理同类问题提供借鉴。

国内某百万千瓦核电机组主给水泵机械密封,在运行期间发生黑色液体泄漏至大气侧,密封的泄漏量为45~135 mL/h。从而判定密封处于非正常磨损的运行状态,因此停泵拆解密封,对新旧密封进行测量。通过建立有限元模型进行分析判定,总结出失效原因。通过对主给水泵机械密封失效进行分析研究,可以为现场主给水泵运维策略制定提供量化参考和指导。

某型电动泵组件在例行检查时,多次发现液压泵与电机结合面出现渗油现象。通过对出现渗油现象的电动泵组件进行分解检查,确定了结合面渗油故障的原因是石棉垫无法有效密封电机和液压泵结合腔处积蓄的液压油。为有效解决该问题,制定了以下措施:石棉垫进行浸脂处理;增加拧紧力矩要求;液压泵与电机装配时,清洗液压泵和电机结合端面。经过试验验证,以上措施可有效解决该问题故障。

通过对插装比例减压阀开发过程中关键零件的机加及装配工艺进行研究,介绍了一种细、小、长轴类阀芯加工的新工艺及薄壁套筒类零件的经济性加工方法,设计了专用辅具保证组件间的装配精度,从工艺层面提升整阀性能。