针对徐工某中型正流量挖掘机回转系统存在的较大溢流损失,设计了一种减小能量损失的节能控制方法。首先建立挖掘机回转系统关键部件模型;其次基于趋近律设计滑模控制器,根据模糊规则确定趋近律参数;最后根据马达溢流阀压力改变泵排量,以实现泵输出流量对压力的快速响应,从而实现节能降耗的目的。经仿真分析,较挖掘机传统的开环控制与PID控制,采用模糊滑模控制下的泵输出流量明显减少,且马达转速较前两种算法变化不大,不会降低回转作业效率,可知设计的算法有效。

为了研究叶轮流道面积的变化规律对核主泵水力性能的影响,基于全局结构化网格,采用SST k-ω湍流模型,对5组具有不同流道面积变化规律的模型泵进行定常数值计算,研究分析水力性能最优时流道面积沿流动方向的变化特征,并对最优方案进行试验验证。结果表明:最优方案模型泵效率的计算值仅比试验值高出0.22%,关于效率的预测精度较高;叶轮内的压力场随流道面积分布规律的变化而变化,但速度剖面始终保持高度相似,影响叶轮水力效率的主要因素是压力场的分布特征;在流道的进口和出口面积保持不变的前提下,流道面积沿流动方向增加的速率呈现先快后缓的变化趋势时,叶轮的水力效率最高,比先缓后快变化趋势的水力效率提高了0.81%;在流道入口处保持较大的面积梯度,并使面积梯度沿流动方向快速减小,有利于提高叶轮的水力效率。

针对伺服液压系统中的执行元件伺服液压缸活塞中的X形密封圈,采用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称有限元模型,研究X形密封圈在沟槽圆弧半径、流体压力、初始压缩率不同参数的条件下,对Von Mises应力、主接触面最大接触压力大小的影响。结果表明:内行程时沟槽圆弧半径为2.6 mm时密封性能最佳,外行程时沟槽圆弧半径为2.2 mm时密封性能最佳;X形密封圈在流体压力为10~20 MPa的范围内密封性能逐渐变差;初始压缩率为5%~15%时密封性能逐渐变好。

卸荷阀是液压支架系统关键的压力控制元件。提出了一种高压超大流量纯水卸荷阀结构,并对卸荷阀的工作原理进行分析,建立了卸荷阀的数学模型。通过搭建AMESim仿真模型,分析了卸荷阀的动态循环工作过程,以及先导阀、主阀、单向阀的启闭动态压力特性。在调定卸荷压力下,对影响卸荷阀恢复压力的关键因素进行了分析。为了验证仿真模型的准确性,搭建了卸荷阀的试验测试系统。研究表明,仿真与试验的压力参数吻合较好,通过调整顶杆直径、阻尼孔直径、阻尼孔长度及先导阀弹簧刚度,可以优化卸荷阀的恢复压力,研究结果可以为高压超大流量纯水卸荷阀的设计提供理论基础。

采用LabVIEW与MATLAB函数结合的方法,开发了冶金高频响高精度伺服液压缸性能测试系统。根据生产冶金高频响高精度伺服液压缸对其动静态性能指标要求,该测试系统功能模块包含最低起动压力测试模块、带载动摩擦力测试模块、阶跃响应测试模块、频率响应测试模块、偏摆测试模块,各项测试结果通过研华数据采集卡PCI-1742U、PCI-1723与SSI-RS485电流变送器转换采集MST位移传感器信号与AB相脉冲传感器信号;该测试系统能够对测试的数据进行实时跟踪显示、存储或查询;此外,该系统还具有数据导出、打印实验报告等辅助功能。实验证明,该测试系统具有较高的实时性与可操作性,填补了其他系统所空缺的针对于大直径冶金高频响高精度伺服液压缸的偏摆测试模块,同时该测试系统具有更高的稳定性,解决了技术人员对原有测试系统操作复杂的难题,实现“傻瓜式”操作,更加智能化、可视化、及时化。

对于齿轮泵的传统测试装置接线复杂、测试速度慢和不便于维护等缺点,基于S7-1200 PLC和LabVIEW软件开发平台,将测试技术与虚拟仪器技术相结合,开发了集数据采集与查询、TCP/IP通信、效率实验、生成Excel报表和数据存储等功能为一体的齿轮泵性能测试系统。从测试系统总体设计、硬件系统设计和软件系统设计3个方面进行了叙述。所开发的测试系统具有设备成本低、操作简便、易于维护和更新的优点。

为提高苹果采摘效率,实现无损化、高效化采摘。设计出一种基于负压式末端执行器的六自由度采摘机器人,并对基于负压式设计的末端结构进行验证。后基于SD-H参数法对机器人进行正逆运动学求解,运用ADAMS仿真软件对采摘机械臂进行运动学和动力学仿真分析。对末端吸口中心点和各关节点进行监控获取末端吸口位移、速度、加速度与各关节力矩曲线。分析曲线表明:机械臂运动过程平稳无突变,采摘苹果产生冲击力对机械臂各关节影响较小,机械结构设计合理,可满足采摘工作需求,并对后续路径规划提供基础依据。

对一种用于石油自动垂直钻井工具的纠斜液压系统展开研究,以实现钻具的纠斜力稳定、可变及钻具矢量纠斜效果。针对油缸压力无法调节及液压泵引起油缸压力不易稳定的问题,研究一种新型纠斜液压系统。在建立纠斜液压系统数学模型的基础上,进行了系统和油缸压力的动态响应分析。仿真结果表明,新型纠斜液压系统提供的导向推力较传统系统稳定性更高,压力波动幅度更低;调节比例溢流阀的输入电流55~85 mA,并保持比例溢流阀输入电流增量不变,钻杆转速越大,油缸压力在单位时间内的开环调节精度就越高。

为研究叶轮出口角以及分流叶片布置方式对高速超低比转速燃油泵扬程和效率的影响规律,选取复合叶轮的4个因素,叶片出口角β₂、叶片数z、分流叶片周向偏置度θ和偏转角α,基于正交试验设计法设计16组不同参数及结构的复合叶轮,对正交试验结果进行极差分析后得出各因素对扬程和效率的影响规律以及主次顺序,并最终得到高速燃油泵复合叶轮的最佳设计方案。其次,基于CFD数值模拟对常规无分流叶片设计方案与最佳设计方案进行外特性及流场分析,结果表明:最佳方案的扬程和效率在整个模拟工况内均有所提升,其中在实际工况Q为0.5 m³/h下扬程较常规方案提高了10.4%,效率提高了4.8%。除此之外,最佳方案实际工况下的内流场压力分布与速度分布更加均匀,有效削弱了叶轮流道内的大尺度旋涡以及间隙泄漏对主流的干扰作用。

介绍一种符合《国际海上人命安全公约》要求的吊放式救生艇收放装置,描述吊艇架的基本结构和工作原理,并提供了液压系统计算设计选型方法以供参考。

设计了一种航空插头压装机构,主要由气动压装台、定位装置和定位压装头组成,可实现具有压装方向性要求的航空插头快速压装到工件上,压装过程可确保航空插头不受损坏,且能准确压装到位。该机构的定位压装头设计有特殊的定位、定方向、零件保持等结构,解决了航空插头压装时易受损坏、难定位、难定方向等技术难题,确保了航空插头的顺利装配。

针对轧机HAGC(Automatic Gauge Control System with Hydraulic Actuator)液压伺服阀系统内泄漏故障危害性较大、隐蔽性强、判定和定位难的问题,提出一种基于WOA-BP(Whale Optimization Algorithm-BP)神经网络的内泄漏故障诊断方法。建立轧机HAGC系统仿真模型,可模拟相关故障,获取各类工况数据,并有效提取出故障特征,可解决故障样本数据少、提取难等问题。利用鲸鱼优化算法改进的BP神经网络作为内泄漏故障识别与分类工具,对HAGC系统仿真与运行数据进行学习、识别。经验证,该方法能比较准确诊断HAGC系统内泄漏故障。

液压缸密封圈磨损原因较多,难以通过肉眼直观观察,很难找到直接原因,提出基于有限元的液压缸密封圈磨损量分析方法。基于液压缸密封圈几何模型、材料模型和物理模型,分析了橡胶密封圈在应力和应变上的非线性,通过定义应变密度函数,构建了液压缸密封圈的有限元模型。根据液压缸活塞的密封结构,分析了液压缸活塞的运动特点,利用Archard模型描述密封圈的外观特征变化,通过计算密封圈接触面上任意一点的磨损深度,分析液压缸密封圈的磨损量。试验结果表明,所研究方法可以对液压缸密封圈的裂纹深度与裂纹扩展角度进行有效分析,两项指标的试验分析与实测结果基本一致,裂纹深度的试验分析误差最大值仅为0.002 mm。方法有助于提高液压缸设计的密封可靠性。

针对某型定值减压阀在系统压力上升过程中,出现输出压力迟缓及爬升现象,利用AMESim软件搭建定值减压阀模型进行仿真分析,得出了阀芯结构及尺寸公差分布是定值减压阀出现不同的品质差异的主要原因,并基于AMESim软件对阀芯关键尺寸进行了多目标优化,最后,通过试验验证了仿真结果的准确性。

铸造阀体是工程机械液压阀生产制造的关键工序之一。针对工程机械液压阀机加工去除铸造盲孔环形铁屑研究,提出了一种去除铸造盲孔环形铁屑的新型阶梯成型扩孔刀具结构设计方案,指出了4个创新点,即环形铁屑去除效果好;刀具寿命长;刀具成本低;成型扩孔刀加工精度高。

对履带式液压挖掘机的动力系统与液压系统的现状分析和整机匹配关键技术的研究,给出提升整机生产作业效率和降低能耗的解决方案,并对履带式液压挖掘机进行常用工况下的整机性能测试,用测试数据验证匹配方案研究及改善的有效性,此研究方案为实际应用提供了理论上的依据。

臂架油缸作为泵车臂架机构的执行元件,承受臂架带来的交变载荷,由于泵车工作的特殊性,对油缸的安全性要求非常高。以具体产品为例,对泵车臂架油缸脆弱点进行疲劳强度理论计算,并用有限元分析对结果进行验证,形成理论计算方法,为类似产品的疲劳强度计算提供参考,提高分析计算的效率。

介绍了某全回转船吊液压系统,在卷扬工况下,当卷扬开始动作时,卷扬制动油缸开启速度较慢,导致动作等待时间变长,通过对液压系统和电控逻辑的优化,增大了制动油缸开启时的系统流量,使制动油缸打开时间缩短,满足设备使用要求。

随着桥梁制造业的发展,建筑材料的运输安全获得关注。但工程中的路况复杂,流动式架桥机在行驶中存在安全隐患。为了防止这种情况发生,研究在比例积分微分控制算法中添加感应电磁铁,并在制动液压系统中添加磁屏蔽装置,用以削弱电磁铁产生的励磁电流。最后,将混合系统在Bemach数据集上进行实验,并与极限梯度提升等3种系统进行比较。在下坡时4种系统的制动时间分别为14,25,19,21 s,混合系统的制动位移为8 m;上坡时混合系统的制动时间和位移分别为8 s和3 m,在4种系统中表现最优。实验结果表明,研究提出的混合系统具有显著优势,能对架桥机进行有效制动。

液压油箱回油管有置于液面之上和液面之下两种方式,易造成不同程度的气泡析出,从而影响飞机液压系统的性能和可靠性。为此,利用k-ω SST两方程模型针对两种方式进行回油流场气泡析出的数值模拟,仿真研究气泡在油液油箱内的流动与分布规律。结果表明,前者随液面高度的增加气泡越集中聚集,其气体体积分数就越大,且油液上表面的气体体积分数最大可达12.35%,而油箱底部气泡含量最低仅为0.512%;后者气泡聚集分布规律与前者相似,油液上表面的气泡体积分数最大为9.57%,油箱底部气泡含量最低仅为0.056%,相较前者最高和最低体积分数都减少了,且油箱吸油口截面处的气泡体积分数显著减少。最后,实验验证了仿真的正确性,可为油箱新构型的设计提供参考。

某热轧板生产线卸卷车的升降由液压缸驱动,升降高度的检测采用了间接测量方法,通过流量计先测量进出油缸无杆腔的油量,再由PLC进行计算得到位置数据。相对于常规采用的位移传感器直接测量方法,该方式很好地避免了现场高温和水淋对检测元件的损害,提高了元件的可靠度。经过对一起故障的排查、分析、处理,发现了该系统存在的不完善地方,提出了解决办法。

介绍了某供氮气源膜片式泄压阀异常打开原因的排查过程,分析可能造成泄压阀异常打开的原因,并针对可能原因进行试验验证和排查,通过气候模拟、能谱对源区成分分析等方法,对排查中发现的具体问题进行具体分析,最终发现故障原因并得出结论。

针对某型双向变量伺服泵空载压力异常问题,运用AMESim软件对伺服泵控制系统进行仿真分析,得出了单向阀设计不合理是导致空载压力异常的主要原因,最后,根据仿真结果对相关结构进行优化设计并试验验证了改进措施的有效性。

根据某航空发动机滑油系统润滑组件主动轴断裂的故障,采用宏观检查、微观电镜扫描和能谱分析的方法分析和讨论了主动轴断裂的原因。由于片状金属异物进入润滑组件的内外转子啮合腔,导致内外转子出现卡滞,主动轴在负载急剧升高的情况下于安全截面发生断裂;采用ABAQUS软件对润滑组件正常运转及片状金属异物进入内外转子之间时的两种情况进行了仿真,结果显示在润滑组件正常工作时,产品受到的最大应力小于材料的屈服应力,不会发生永久变形和破坏;而在片状金属异物进入内外转子之间时,出现的卡滞会导致外转子和主动轴的最大应力达到材料强度极限而出现断裂破坏,复现了实际故障发生时的断裂过程。