分析了低速大扭矩液压马达的国内外产业现状,明确了该产品在最大工作压力、最大输出扭矩、转速范围、使用寿命等重要性能指标存在的国内外技术差距;梳理了现行有效的低速大扭矩液压马达的国家和行业标准,提出了产品的基础性指标、核心指标和先进性指标,并对比分析了在机械行业标准和船舶行业标准中产品核心指标的检测方法的技术差异。指出现有行业标准在适用范围、试验方法和技术指标方面存在的问题,提出标准化工作建议,为后续行业标准的制修订工作提供参考和借鉴。

通过考虑轴向柱塞泵配流盘摩擦配副的缸体和配流盘耦合变形,建立了配流副的热流固多场耦合仿真分析模型。用有限元法求解模型中的柱塞流道压力场和温度场以及配副耦合热变形,其结果能够可视化地实时观测在整泵运动过程中两配副表面不同的温度和变形动态分布过程,从而揭示出多因素对其表面油液润滑特性的影响规律,并指出各因素的影响的权重。结果表明:配流副油液的压力和温度与配副两表面的热弹性变形量的具有耦合交互影响,在轴向柱塞泵的配流副高压压油区,由于压力较大,此区域结构变形和温度分布较大。不同工况条件下,压力和转速的提高,会导致结构的应力变形和温度分布成正相比。压力对变形和温度的影响权重均大于60%,明显大于速度的影响,压力对其起着决定性作用。

针对阀用位移传感器体积小、测量精度高的特点,设计了一套专用于阀用位移传感器的自动校准装置。详细介绍了校准系统的结构设计、软件控制,重点对测量不确定度进行了分析。校准装置控制伺服驱动器驱动伺服电机,伺服电机从而带动丝杠,连接在丝杠上的驱动平台带动铁芯进行位移,连接于驱动平台上的高精度光栅尺反馈铁芯的位移量。通过对传感器输入、输出之间关系的分析即可进行自动校准。针对所设计的自动校准装置开展了实验,实验结果表明,该装置的校准效果较好,适合于对阀用位移传感器(精度等级0.01,量程低于200 mm)进行校准,具备了较高的实用价值。

针对先导式高压气动电磁阀这类阀芯运动位移小,且结构封闭在阀体内的高速运动构件的运动特性难以直接精确测量的问题,提出了一种基于高速相机小位移放大机构的开启特性测量方法。建立分辨分析模型,搭建测试系统,并针对通径为20 mm的二位二通高压电磁阀进行多种压力下的开启特性测试,获得了先导式高压电磁阀的开启特性随工作压力的变化规律,验证了该方法的可行性和准确性,为高压小位移阀芯运动特性的测量提供一种可靠的方法。

地铁车辆液压制动系统具有高工作压力、快响应、高效率、结构紧凑的特性。分析了液压制动系统、液压控制单元工作原理、结构组成,研究了地铁车辆制动过程中的滑行原因。综合液压制动用地铁车辆独立轮特性,将制动减速度、减速度变化及时速差作为输入,输出为压力输出系数,根据经验设计模糊规则及隶属度函数,基于模糊控制对液压制动防滑方案进行设计,并通过MATLAB仿真试验、应用验证,获得了预期防滑效果,验证了液压防滑方案中模糊控制的有效性。

基于动网格理论建立了单向阀流固耦合数值分析模型,在深海原位激光增材修复系统的基础上,以实现动态封堵效果的单向阀为研究对象。结合该阀的实际工况,分析了不同海洋深度及不同弹簧刚度下的阀芯运动变化情况,得到了不同海洋深度以及不同弹簧刚度对阀芯开启过程中位移和速度的影响规律。对深海环境下单向阀关闭性能进行了研究,得到了阀芯关闭过程的动态特性曲线和宏观流场。结果表明,当弹簧刚度不低于500 N/m时,能够保证该阀在深海环境下具有良好的密封性能。

以低压管路内气泡的运动状态为研究对象,建立了气泡在管路内运动的模型。对气泡分别在45°倾斜向下、水平、垂直向上3种管路中匀速运动进行分析。通过理论分析及模型仿真发现,在45°倾斜向下的管路中,气泡在匀速运动时只能聚集于靠近管壁的环状空间上方;在水平管道中,气泡存在于管道上部,在垂直向上的管路中,气泡只沿管道中心向上运动。搭建可视化试验台,观察气泡在不同管路中的运动状态,发现仿真结果与试验观察现象吻合。同时,通过分析当管道含气率在1.18%时,气泡在管路中的聚集和变形情况,发现管道内的压力波动与油液流速和管道的曲率半径相关。

高铁接触网施工作业车液压机械的振动信号所包含的无用信息较多,影响到了振动故障检测正确率。设计一种机械振动故障检测方法。设计高铁接触网施工作业车液压机械振动数据采集设备的架构,采集相关的机械振动信号,采用卡尔曼滤波对采集到的信号进行滤波处理。利用经验模态分解方法,将滤波后的信号分解成不同时间段尺度的本征模态函数,采用希尔伯特变换实现信号时频分析,将分析结果与设定极限阈值比较,得到准确的机械振动故障检测结果。实验结果证明:方法可以有效检测出接触网施工车辆机械振动故障,且检测时间短、故障检测正确率高,具有较好的应用前景。

电液比例提升阀由定差溢流阀和二位三通比例节流阀组成。定差溢流阀使节流阀两端压差稳定,从而稳定提升阀的输出流量。在对比例提升阀建立静态仿真模型时,由于定差溢流阀与节流阀的阀芯节流口形状和流动状态较复杂,使用传统的液动力公式难以准确计算阀芯所受的稳态液动力,从而影响阀的静态性能计算精度。为了准确地通过计算获得比例提升阀的静态特性,采用Fluent软件进行流场仿真计算节流阀与定差溢流阀在不同阀口开度和压差下的稳态液动力数值,并对其进行插值处理得到阀口稳态液动力与阀口开度、压差之间的插值模型,再代入仿真模型中解得比例提升阀的静态性能。试验结果表明,稳态液动力采用流场仿真插值法所获得的静态性能仿真结果与试验结果具有很高的吻合度。

针对组合换向阀调试试验,以PLC为核心,开发了一套气动控制试验系统,设计并编写了自动化控制程序,成功实现了组合换向阀的自动化调试。经试验验证,试验平台控制精确,试验效果良好,满足试验要求。

为解决多路阀LS反馈回路压力损失的问题,设计一套先导式比例压力阀(简称压力阀),在输入压力变化的情况下,通过控制比例电磁铁来决定其压力输出,使得输出压力和多路阀最大工作压力相等。介绍了压力阀原理和结构,利用AMESim软件搭建了压力阀的仿真模型,设置模型的各项参数,模拟了压力阀的静态和动态特性,并对影响压力阀特性的关键因素进行探讨,为压力阀的设计和控制提供了理论依据。试验结果表明,所设计的压力阀输出压力与多路阀最大工作压力误差不超过0.23 MPa。

起重机液压缸渗漏是无法避免的,当发生渗漏故障时,起重机设备的工作效率将会大大降低,因此,有必要提升起重机液压缸渗漏检测效果。针对小型汽车起重机设计了一种压降法完成液压缸渗漏检测方法。分析起重机液压缸具体结构,明确可能导致液压缸渗漏的诱因和容易发生渗漏的部位;设计压降法在无杆腔和有杆腔之间展开渗漏检测,通过计算油液压力和体积得到油液弹性模量,经进一步计算后得到渗漏量,完成液压缸渗漏检测方法的设计。实验结果证明,所提方法检测精度较高,检测时间较少,最低可在7.5 s的时间内完成渗漏检测,方法能够在花费较少检测时间的前提下,保证检测的精度。

某超高温阀控制部件内含有线圈部分,而国内目前绕制线圈的漆包线一般耐温不大于200 ℃。因此为保证在300 ℃环境下正常工作,线圈部位设计了冷却结构。采用有限元仿真软件Fluent来优化冷却结构,并进行了试验验证。研究结果表明:在流阻一定的情况下,入口流量与入口压力无关,影响入口流量的主要因素是阻尼孔的大小;阻尼孔由2.5 mm增加到3.5 mm时,入口流量增加了1.32 L/min(阻尼孔为2.5 mm时,流量为3.16 L/min);阻尼孔为3.5 mm时,仿真误差为9.3%,与试验数据基本一致。

为有效提高选煤厂压滤机的生产效率及其系统控制效能,探究了可编程逻辑控制器(PLC)控制器的应用场景,重点分析了将机器学习智能化控制引入自动化控制系统中的实现模式。考虑PLC的有限算力难以支持超限学习机和卷积神经网络等机器学习数据挖掘模块,故将数据挖掘任务通过物联网技术由PLC传递至IDC中实现处理,结果再反馈至PLC系统。实测分析显示,通过将PLC控制系统应用至选煤厂压滤机改造中,不仅提升了压滤机的生产效率,而且节能环保性能良好。

首先利用Solidworks建模软件建立叶片泵的排气流道内部结构图,然后利用CFX和Virtual. Lab Acoustic软件从优化排气通道走向和采用消声结构两种方案对叶片泵进行降噪分析和结构优化设计,最后采用试验手段对仿真结果进行验证。结果表明:上述两种方法均可有效地降低叶片泵排气噪音,各有优劣,可根据叶片泵实际运用工况选择最优的降低噪音方式;采用消声结构方案的防返油间隙的直径为7 mm时,降低排气噪音的效果最佳。提供了降低叶片泵排气噪音的新思路,也对其他种类真空泵及类似结构产品的降噪提供了重要参考。

介绍了压缩空气系统的主要组成,并以某陶瓷项目中试车间为例,分别对压缩空气系统中空压机、干燥机、过滤器、储气罐进行了具体的选型分析。对于压缩空气站站房建设的条件,分别从土建、暖通、电气、给排水各专业的提出了所需条件。

装载机械工装需要特定标准化的加工制造设备,针对其生产过程中的定位和夹紧需求,设计一种采用液压驱动的多向功能的夹具装备,通过对装载机械工装液压夹具的结构力学分析,采用DOE设计方法构建斜置铰杆增力机构式液压夹具,构建了装载机械工装液压夹具性能试验环境,通过设置不同的试验工况参数对液压夹具进行测试验证,实验结果表明,DOE设计方法所设计的装载机械工装液压夹具具有较强的稳定性和可靠性。

软密封液压锁应用于某液压系统气驱油源的出油通断控制,该液压锁的核心元件密封垫在阀口开启瞬间受到高速射流冲击,达到一定动作次数后密封垫出现破损现象。介绍了软密封液压锁结构和密封垫材料优化方案,采用流固耦合仿真分析方法,研究了优化前后阀口在高速射流冲击下的流场特性和密封垫的瞬间受力情况,结果表明优化后密封垫的应力应变值均大幅度减小,显著提高了密封性能。搭建试验台对优化后的软密封液压锁进行可靠性试验,对设计和仿真结果进行验证。

轴向柱塞变量泵轴尾密封属于动密封,动密封通常有机械密封和骨架油封两种密封形式,由于轴向柱塞变量泵壳体内腔泄漏量在特殊的工况下瞬间升高,使壳体内腔压力出现高压,最终导致轴尾密封失效。某型轴向柱塞变量泵在两级压力切换时,轴尾出现漏油,对轴向柱塞变量泵轴尾漏油故障展开分析,提出了改进方案,并进行了试验验证。

在自吸状态下,转速对液压泵吸油口处压力值有较大影响,吸油口处压力值的限定范围制约了液压泵转速的提升空间。为研究不同吸入口压力对轴向柱塞泵的影响情况,建立了斜盘式轴向柱塞泵流体域模型,分析得出在不同入口压力条件下泵的空化等情况。针对斜盘式轴向柱塞泵在低吸入口压力条件下使用所出现的空化等问题,提出一种采用离心泵为轴向柱塞泵进行吸油口压力补偿的集成式结构,根据使用需求设计离心泵叶轮及蜗壳,并将蜗壳集成于柱塞泵后盖。建立离心泵整体结构仿真模型,分析不同入口压力条件下离心泵出口的流动状态。最后结合试验数据得出,离心泵提高了轴向柱塞泵的吸入口压力,减少了泵内空化现象发生,进一步提高了轴向柱塞泵的使用转速。

超高压机械密封作为各类高端装备的核心零部件,其工作可靠性对于装备效能提升和运行寿命有着重要影响。介绍了超高压机械密封工作参数和研究目标,分析了目前超高压机械密封型式及特点,并针对超高压机械密封面临的难题进行了分析,提出了相应对策。

总结了应用于造纸业制浆过程高浓盘磨机机械密封的研制情况,从设计方案、技术结构、材料选择、技术难点和解决方案等方面进行了详细的介绍。最后,对研制的国产化机械密封样机进行了试验测试,可以实现在极限轴位移工况下执行预期功能,满足设计技术要求。

电磁阀为某型火箭发动机氧气系统实现高压氧气电控释放功能,将气瓶的高压氧气电控输出后供后端发动机使用所需压力的气体,为发动机工作提供氧气。电磁阀的响应特性对系统反应的快慢具有决定性的影响。从理论分析、试验研究及数值模拟三个方面对该电磁阀在空载、负载下的动态响应特性进行了对比研究,研究结果表明:三种方法计算得出的开启时间及释放时间最大误差不超过10%,从而验证了该有限元模型预测电磁阀响应特性的准确性,为其参数的设计及匹配提供了一种行之有效的方法。

一种具有复杂内腔的薄壁压缩机阀门类球铁铸件,重量为3.4 kg,主要壁厚为4 mm,有容易产生冷隔、断芯和气孔类缺陷,产品铸件对外观质量和气密性要求高,为此在设计浇注系统时采用了碳化硅泡沫过滤块。因铸件结构复杂、热节多而分散,需要在合理的位置设计出有效的冒口进行补缩,以保证铸件的内部质量,确保铸件的气密性。设计初步的铸造工艺方案并进行生产验证,发现铸件上表面容易产生冷隔、气孔和断芯等缺陷,导致铸件废品率很高。因此对铸造工艺进行了改进,解决了铸件缺陷,并最终达成批量稳定供货。