针对无扩口导管接头体内径滚压成型工艺,将三维滚压过程简化到二维平面进行分析,建立成型扭矩等效换算方程。基于ABAQUS建立无扩口导管接头二维有限元模型,对滚压成型过程进行仿真分析,得到滚压过程中扭矩阶段性变化趋势及导管受力变形区域性特征。对接头体开展连接强度试验,仿真与试验得到的连接强度差值率为5.8%,验证了仿真模型的精准性。为探究成型扭矩对接头体性能的影响规律,选取多组成型扭矩进行仿真分析,综合导管残余应力、变形分布、填充状态及连接强度等因素对接头体的成型性能进行评价。结果表明,成型扭矩取值区间为0.68～1.13 N·m,扭矩为1.04 N·m时管套最右端凹槽填充率为100%,此时接头体成型性能最优。

基于电控正流量系统控制原理,建立控制方程,分析其泵控特性。为对比其与负流量、液控正流量系统挖掘机整机性能差异,进行相关试验研究。试验结果表明:电控正流量系统性能最优越,其动臂提升加回转时间为4.07 s,较液控正流量系统缩短5.79%;液压缸行程百分比为73.52%,较液控正流量增大5.04%;铲斗离地高度为2 988 mm,较液控正流量增大9.89%;而负流量系统各工作装置速度均小于液控正流量、电控正流量系统。负流量、液控正流量与电控正流量系统行驶、回转速度与设计值基本一致,控制方式对其影响较小,但电控正流量跑偏量较小并且各模式一致性好,制动时间、制动角度最小,回转制动性能优越。此外,电控正流量系统挖掘效率为302.4 m³/h,较液控正流量系统提高6.33%,较负流量系统提高14.03%;挖掘油耗为27.8 L/h,较液控正流量降低13.66%,较负流量降低20.80%。结合经济性、可靠性,电控正流量为最优的泵控系统。

为研究流固耦合作用下多弯曲段液压管道的流体流动与管道振动之间的动力学特性,基于ANSYS Workbench平台分析了航空发动机某易故障部位弯形液压管道的预应力模态,通过SST k-ω湍流模型模拟计算不同流体流速下弯形液压管内流体的流动状态,获得了不同管内流体流速与管道形变以及等效应力之间的关系,得出在允许最大流速下弯管的形变随曲率半径的变化趋势,并总结出该液压弯管不同充液状态下的前六阶固有频率的变化趋势。结果表明:管道形变随流体流速的增加而增大,随曲率半径的增大而减小;弯管不同充液状态下管道的前六阶固有频率随阶数增加而增长且同阶下空管的固有频率大于充液弯管的固有频率;最后通过充液弯管的前六阶振型图分析了不同阶频率易发生形变的部位研究,可为航空发动机弯形液压管道的设计提供参考。

为识别出柱塞泵的不同故障模式,提出一种柱塞泵故障诊断方法。首先,将柱塞泵的振动加速度信号数据通过改进的自适应噪声完备集成经验模态分解(Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,ICEEMDAN)方法分解为多个固有模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),分别计算筛选后的IMF分量的时域、频域特征并拼接为特征向量;其次,使用K近邻算法计算各特征向量之间的相似度,依据相似度生成一种故障样本特征图,实现一维时序数据到图结构数据的转换,刻画不同故障样本之间的联系;最后,将故障样本特征图输入至基于初始残差和恒等映射的图卷积网络(Graph Convolutional Network via Initial Residual and Identity Mapping,GCNII)诊断模型中,准确的识别出柱塞泵的不同故障类型。经实验验证,该方法在5种柱塞泵故障类型上的诊断率达到了98.67%。

针对某型航空齿轮泵在极端温度环境下的工作特性测试需求,设计了一套液压泵高低温性能测试方案,并搭建测试试验台架,完成齿轮泵高低温性能测试。结果表明,被试泵的流量-压力特性满足技术指标要求,液压泵的容积效率与工作温度及加载压力成反比。

针对航空导叶作动筒在复杂工况下的损坏问题,为在设计阶段预测产品可能出现的损坏,获取导叶作动筒标准载荷下的易损位置,利用有限元仿真建模方法建立了该型作动筒的模态分析、谐响应分析、随机振动分析与疲劳分析仿真模型。通过对数正弦扫频试验验证了模态分析仿真模型的准确性,获得了振型、固有频率与功率谱载荷下的应力响应等信息。考虑作动筒活塞的轴向伺服工作影响,在标准功率谱上叠加伺服工作正弦载荷模拟了该工况。建立随机振动情况下的疲劳寿命分析仿真模型,活塞与活塞密封圈的疲劳寿命结果在可接受范围内,为该航空作动筒结构优化设计提供了依据。

双折臂起重机起吊装置复合动作协调性小于安全性需求,考虑到阀后补偿较阀前补偿复杂,故采用阀前补偿型负载敏感液压系统控制其起吊装置动作。给出了双折臂起重机起吊装置起吊原理,搭建了其液压系统仿真模型,开展了双折臂起重机复合动作速度仿真。主要分析了不同开度和不同质量下的动臂和伸臂速度动态性能,基于动臂和伸臂液压缸活塞受负载影响明显,在动臂液压缸无杆腔油路增加了平衡阀。通过分析设置了动臂平衡阀开启压力20.5 MPa、先导比0.5、全开压降1.5 MPa,进行了相同开度和质量工况的动臂活塞速度仿真。研究表明:增加平衡阀后,动臂下降速度能限制在与负载质量无关的速度指令范围内。选取某双折臂式起重机为实车测试对象,验证了仿真结论的正确性。据此可在伸臂液压缸进回油路增加平衡阀,解决伸臂液压缸速度受负载的影响问题。该研究对提高双折臂起重机的起吊性能具有一定参考价值。

电静液作动器(Electro-hydrostatic Actuator,EHA)作为一种高性能集成化的动力执行器,广泛应用于航天航空、工业生产和军事领域。在不同油液温度下,液压油的体积弹性模量、黏度等性质会发生变化,从而对EHA的控制精度产生影响。针对此问题,首先建立了EHA数学模型;其次,设计了反向传播(BP)神经网络对比例积分控制器(PI)控制参数进行在线调节,补偿温度变化对跟踪精度的影响;最后,通过实验验证了传统PI控制的EHA跟踪精度与温度变化有着密切关系,并将BPPI控制器与PI控制器进行实验对比。实验结果表明,所设计的BPPI控制器在不同油液温度下平均跟踪误差之间的差值较PI控制器降低80%以上;且在相同温度下,平均跟踪误差较PI控制器降低60%以上。

二通插装阀组合而成的功能阀在各类高压大流量系统中应用广泛。常用的O型机能三位四通换向功能阀由P型先导电磁阀+二通插装阀组合而成,有一种由O型先导电磁阀+二通插装阀组合而成的换向阀,不仅具有O型机能三位四通功能,同时在进油端还集成防反冲功能,在系统急停等情况下供油端已卸荷,因换向功能阀阀芯未来得及关闭到位,可有效防止液压缸压力油瞬间超大流量回流并经已卸荷的电磁溢流阀回油的情况。但这种换向功能阀在使用一段时间后出现回油压力异常增高的现象。本研究为了解异常现象的背后机理,首先通过介绍其详细工作原理,分析并定位了影响回油压力异常增高的几个可能因素,针对换向功能阀,基于AMESim软件仿真模拟不同先导阻尼孔径对插装阀压力损失的影响效果来复现故障,再通过现场试验,验证了分析结果,最后给出了设计细节方面的优化建议。

常规的液压泵健康状态识别方法,主要采用信号幅值特征识别出健康状态,忽略了共振频率的影响,导致识别结果状态相关度较低,因此,提出了基于可变记忆深度长短时记忆网络(Variable Memory Depth Long Short-Term Memory,VMD-LSTM)的液压泵健康状态识别研究。利用VMD-LSTM结合的算法,通过3个步骤对液压泵信号进行去噪、预加重以及分帧处理,分析了处理信号与液压泵材料之间的共振频率,由此提取出排除共振频率影响的时域特征,将该特征代入到算法中识别得出液压泵的退化率健康状态。实验结果表明:方法能够实现对液压泵健康状态的识别,并且状态相关度较高,识别结果较为准确,满足了液压泵在实际应用中的安全运维需求。

以压铸机压射系统为研究对象,针对只采用出口比例插装阀系统出现启动冲击、低速稳定性差、高速易超调和工作压力高等问题,提出一种独立阀口控制的速度系统,对出、入口比例插装阀同时采用前馈加反馈复合控制。通过采用双比例插装阀对进、出口速度控制的压铸机压射系统进行分析,建立关键元件和压射系统仿真模型,并在现场压铸机上进行试验验证。结果表明,这种控制方式能够消除启动时的瞬间速度前冲,提高了低速段时速度稳定性、降低了高速段超调,并且减小了出口比例插装阀的工作压力,同时也证明了联合仿真的有效性,为同类系统的设计提供参考。

为了满足机载医疗用氧问题,设计了一种机载医疗供氧设备。主要介绍了供氧设备的原理和总体结构,并对各部分展开介绍。该设备主要由储氧系统、控制系统和电源转换模块等组成。储氧系统主要用于氧气的储存和释放;控制系统中各模块的功能,保证了供氧设备输出压力和输出流量的稳定;电源转换模块可以将机载电源转换成所需要的220 V/50 Hz交流电;通过详细计算和分析,证明了该供氧设备的功能和性能均满足机载航空医疗救护设备的使用需求。

倾斜综采面液压支架控制参数由二自由度的液压支架运动学模型求解得到,容易受到液压支架支护效率和摩擦系数、掩护梁外载荷、作用位置、立柱千斤顶倾角、水平千斤顶倾角等因素影响,同时,不可直接测量的内部状态变量影响力扩大,产生推移偏差,控制效果和效率不佳。提出推移偏差补偿下的煤层倾斜综采面液压支架控制方法。通过建立液压支架底座笛卡尔坐标系并分析液压支架的初始状态变量和位姿偏移情况,可以确定控制参考线的位置。通过状态方程和观测方程来描述液压支架在控制参考线上的位姿状态,分析液压支架的最优推移距离,计算轨迹预测的推移距离补偿量。利用最大熵卡尔曼滤波方法,根据增益矩阵和推移距离误差协方差矩阵,通过推移距离补偿量补偿控制误差,从而实现高精度控制。实验结果表明,支架位姿控制信号与实际位姿控制信号的波动程度相似度较高,稳定性较好,液压支架控制时间在89.5~95.1 ms之间,保证经过补偿后的液压支架控制精度更高,控制响应快,效率高,适合于实际应用。

介绍一种ZDC两通压力补偿器的结构及工作原理,以及两通压力补偿器串联在比例换向阀进油口的流量输出稳定性原理。根据原理分析两通压力补偿器的常见故障,包括:主阀芯无动作、弹簧端面磨损或者断裂、梭阀阀芯卡阻。设计了一种两通压力补偿器的测试方法,能够测试流量与控制信号、压力与控制信号特性曲线。该方法能够快速、准确地诊断两通压力补偿器的常见故障部位,为设备疑难故障分析和两通压力补偿器的修复提供技术参考。

以挖掘机行走液压系统为研究对象,针对液压系统的压力损失对整机系统效率的影响,基于AMESim构建了挖掘机行走液压系统的仿真模型,分析了各环节压损对整个液压系统的影响比重,并通过CFD仿真分析优化行走液压系统,减少压力损失。仿真与实测结果验证了仿真模型的准确性,并识别出影响系统压损的主要因素。其结果对比表明,沿程管路和回转中心接头压损占比较大,并对相应的压损环节调整优化后,系统管路平均压损可降低60%左右,中心接头压损可降低68%。为提升液压系统的设计,提高挖掘机行走液压系统的效率奠定了基础。

臂架液压缸是混凝土泵车调整臂架姿态的重要执行元件,如果在整车组装及工作过程中发生故障,轻则导致整车无法正常工作,重则造成安全事故。对混凝土泵车臂架液压缸常见的七大类故障进行分析,从不同的方面分析故障产生的原因及解决方法,这对快速识别混凝土泵车臂架液压缸故障,保证液压缸正常工作有一定的指导作用。

大型挖掘机斗杆液压缸在使用过程中发生活塞杆断裂,通过对工况的分析,断口的宏观、微观分析,化学成分分析,力学性能分析,金相组织、硬度分析,缓冲压力测试,得出:破碎锤某特殊工况的斗杆液压缸缓冲压力远高于平常配置铲斗的缓冲压力,在高缓冲压力的冲击下,应力相对较高的螺纹起始牙位置冲击出微裂纹,继而裂纹扩展到整个活塞杆横截面,最终发生杆断裂。分析得出:通过改善破碎锤工况的缓冲压力,可以有效解决此活塞杆断裂,为后续大型挖掘机液压缸设计测试提供了借鉴与参考。

煤泥滤饼在压滤过程中,往往存在着结构的非均匀性,即不同部分的含水量可能存在差异,这会导致整个滤饼含水量的测量和预测有一定的误差,影响选煤厂煤泥压滤自动控制的准确性,为此提出一种基于卷积神经网络的自动控制技术。分析煤泥压滤机的自动控制流程和PLC控制单元,网络通过传感器获取煤泥的实时数据,并通过PLC控制单元对压滤机的操作进行控制。网络不断接收新数据,并根据先前训练得到的模型进行实时预测和决策,以实现对压滤过程的自动调节和优化。通过卷积神经网络模型识别评价煤泥滤饼含水比例,作为压滤自动控制依据;引入PID控制算法,基于煤泥含水率和入料泵、入料管路、过滤板的动态特性,通过PLC自动控制技术实现动压控制。由实验可知,所提方法能精准识别煤泥滤饼含水量,在相同滤水流量和压滤时间环境下,煤泥压滤后含水量的极差值最小,上下波动最小,说明方法较为稳定,可实现压滤系统自动稳定运行。

不同工况引起加载力之间的耦合效应降低了速度控制效果,为了更加精准控制不同工况下的主轴速度,提出一种多工况下的液驱多维力加载装置主轴速度控制方法。计算多工况下的液驱多维力加载装置主轴速度,以此作为控制器设计输入。在多种工况下,将液驱多维力加载装置主轴输入和输出速度之间的差值作为输入信号,通过模糊推理算法改进经典PID控制器,通过模糊检测调整改进后的控制器组建模糊自适应PID控制器,实现速度自适应控制。通过实验测试证明,所提方法可以精准地完成液驱多维力加载装置主轴速度控制,受工况影响较小。

应新能源汽车发展的需求,国内各主机厂大力发展机电耦合技术路线,油冷电机将面临材料兼容性等诸多问题。油冷电机的润滑油与绝缘漆兼容性是目前汽车行业所关注和亟待解决的问题。通过对当今市场不同油品、绝缘漆和不同试验条件的考察,分析油品性能,对比绝缘漆状态,得出影响兼容性结果的主要影响因素:试验加水量对结果的影响最大,行业公认的6 000 mg/kg加水量可能过于严苛,符合实际工况的1 800 mg/kg加水量更适于实际应用的考察;绝缘漆的种类和成分,含苯乙烯成分的绝缘漆耐水性更强;油品添加剂的极性分子也会在一定程度上加剧影响。深入研究不同加水量,对电机材料油品兼容性试验规范的制定有很好的指导意义。