新型静压支承结构液压缸力学性能分析与实验

传统液压缸多采用导向环和密封圈组合密封的方式,普遍存在内耗高、响应速度慢、抗偏载力差等问题。在静压支承理论的基础上,提出一种新型椭圆形静压支承结构液压缸及其设计方法。采用理论计算和模拟仿真相结合的方式,对比分析了传统型、矩形静压腔和椭圆形静压腔液压缸的抗偏载力、摩擦力的大小及其主要影响因素。仿真结果表明：静压支承式液压缸的抗偏载能力和摩擦力性能均明显优于传统结构液压缸,且椭圆形静压腔结构具有明显优势。最后,设计实验测试平台,通过实验验证了上述计算模型和仿真模拟的正确性。     

液压爬行现象探析及对策

液压爬行是影响液压缸低速运动性能的主要因素，从相对移动的金属表面的摩擦力特征入手，通过对液压滑台的试验研究，提出减小液压缸动、静摩擦力的差别以及提高传动系统的刚性是消除液压爬行的主要途径。     

基于简化模型的阀控液压缸活塞运动速度控制方法的研究

对阀控液压缸活塞运动速度的有效控制,有利于提高液压伺服系统的工作精度。设计一种与非线性摩擦力相关的简化模型,用以对液压缸活塞运动速度进行控制。分析比例方向阀控制的液压缸的结构,建立比例方向阀的闭环传输函数。通过液压缸两个腔室的压差,计算比例方向阀中液压介质的体积流量方程,并在此基础上求取液压缸压力值的连续方程,进而得到了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的全阶模型。最后,在闭合的液压回路中,通过负载的压力值,简化了液压缸压力值的连续方程,从而求取了液压缸活塞运动速度与非线性摩擦力之间的简化模型。实验中,利用此方法对方波、正弦波以及随机激励信号产生的目标速度进行了追踪测试。测试结果显示:此方法相比滑模控制方法,在对方波、正弦波以及随机激励信号下产生的目标速度进行追踪时,追踪误差分别减少了9.2%、11.22%以及11.13%。说明此方法能够对液压缸活塞运动速度进行准确的控制。     

伺服液压缸非对称静压支承结构对比仿真分析

静压支承能够实现金属间无需直接接触,以达到纯液体摩擦,大大减小两者之间的摩擦力。伺服液压缸导向套可采用静压支承来减小摩擦,提高液压缸使用寿命。但在特殊工况下,液压缸往往还受到径向偏载力,针对新型非对称静压支承结构进行了油膜性能研究。利用Fluent软件分别对传统四垫静压支承和新型非对称静压支承结构进行流场仿真,对比在不同进口压力、不同活塞杆速度、不同偏心量下的压力云图分布及其摩擦力变化。通过分析压力云图,比较两种不同静压支承结构的承载性能。仿真结果表明:新型非对称静压支承结构的摩擦力小,当活塞杆受到径向偏载时能够自适应达到平衡。     

活塞杆非接触密封在伺服液压缸中的应用及其对系统低速稳定性的影响

采用传统接触密封的伺服液压缸往往因为密封处较大的摩擦力以及静、动摩擦力之间的降落特性,导致其在低速运动时产生"爬行"现象,直接造成位置控制伺服系统精度差,响应速度低下。针对此问题,提出在活塞杆密封处采用双圆锥静压轴承,并且加装迷宫封油边的方式降低密封摩擦力,进而提高液压缸的低速稳定性,并且采用CFD数值模拟和AMESim仿真对其作了分析和验证。     

活塞杆非接触密封在伺服液压缸中的应用及其对

采用传统接触密封的伺服液压缸往往因为密封处较大的摩擦力以及静、动摩擦力之间的降落特性,导致其在低速运动时产生“爬行”现象,直接造成位置控制伺服系统精度差,响应速度低下。针对此问题,提出在活塞杆密封处采用双圆锥静压轴承,并且加装迷宫封油边的方式降低密封摩擦力,进而提高液压缸的低速稳定性,并且采用CFD数值模拟和AMESim仿真对其作了分析和验证。     

基于AMESim的多级液压缸建模与仿真

提出一种在AMESim软件中利用液压元件设计(HCD)库和机械库中的元件、采用单级液压缸级联方式构建多级液压缸模型的新方法,用该方法构建四级液压缸模型,从液压力、摩擦力、碰撞力等方面对实物和模型进行理论对比分析,并对模型进行了仿真。结果表明:采用单级缸级联法构建的多级液压缸模型能较好地模拟多级液压缸的实际情况,该方法较以往的编程建模方法和多软件协同建模方法更为简便、有效。     

阀控非对称缸摩擦力分析与补偿研究

以电液伺服系统的常用执行机构--阀控非对称缸为研究对象,通过试验测得摩擦力数据,设计摩擦力在线观测器,基于结构不变性原理提出系统摩擦力的动态补偿方法,进行控制策略的研究.试验结果表明:与PID控制相比,采用摩擦力补偿策略提高了液压缸位置控制.     

钢坯修磨机电液伺服加载系统跟随特性的研究

对国产MG－H型钢坯修磨机电液伺服加载系统建立了动态加载力的数学模型，并提出采用动态刚度来评价加载系统的跟随特性。通过仿真分析了加载机构自重、库仑摩擦力及非对称液压缸附加流量对动态刚度的影响，最后提出了改善加载系统跟随特性的措施。     

液压缸非线性时变特性分析与数值仿真方法研究

以液压缸的运动特性为研究对象,首先通过揭示其非线性弹簧刚度呈现出软硬弹簧现象的产生机理,以及时变摩擦力处于负阻尼状态时引起"自激振荡"现象的原因,深入研究了二者耦合作用下液压缸的非线性时变动力学方程;而后,基于Taylor展开法将非线性动力学方程简化为可解的线性微分方程形式,并根据离散时域步长的原理反复迭代解决非线性弹簧刚度和时变摩擦力对液压缸运动特性的耦合作用问题;最后,采用Matlab软件编制数值仿真程序,模拟液压缸低速运动时的爬行现象。仿真结果显示,爬行现象模拟效果良好,且与以往解决非线性耦合问题的Van Der Pol-Duffing方程和Lienard方程相比,本文所提的数值仿真方法具有求解方便、适用性广,精度较高等优点。     

间隙密封液压缸的UDF有限元分析

应用Fluent软件中的UDF方法,对间隙密封伺服液压缸进行动态仿真,并通过编程对温度、压力与液压油黏度之间的关系进行定义,分析了活塞周期运动过程中,温黏,压黏对液压缸间隙流场的影响。结果表明:间隙流场中流体的平均温度逐渐升高使得黏度发生变化;温度升高时,液压油黏度降低,流体阻力减小,液压降减小,反之液压降增大;黏度不断降低,间隙泄漏量会不断升高,但泄漏量增加的速度会逐渐变慢,最终达到一种稳定的状态;当黏度变化时,间隙流场内壁面壁面摩擦力大小随时间逐渐增大,当液压缸运行到一定时间,内壁面壁面摩擦力大小都将趋于稳定状态。     

薄板冲压模具装置及冲压成型方法

薄板冲压模具装置具有凸模、凹模、防皱零件、安装在凹模与防皱零件之间的摩擦力测定构件以及液压缸。     

多级液压缸级间缓冲性能数值模拟

多级液压缸换级时的级间缓冲性能会对液压系统工作的平稳性及安全性产生影响。以某三级液压缸为例,采用基于动网格及UDF（用户自定义函数）的三维非稳态计算流体力学方法,并计入活塞与缸筒的摩擦力,对收回阶段的液压油流动及活塞运动特性进行计算,分析液压缸的缓冲和换级性能。结果表明：采用圆柱形缝隙节流效果明显,但单个活塞收回时间较长,存在两级活塞同时运动的情况;换级时会产生较大的压力及加速度突变,导致系统产生液压冲击和振动。模拟结果能够为多级液压缸缓冲结构的优化设计提供参考。     

数字式6-DOF运动平台运动不平稳现象分析

数字式6-DOF运动平台在起动、换向及低速运行时存在抖动或振动冲击等运动不平稳现象,本文从低速摩擦力特性、数字伺服步进液压缸的结构特征,以及6组数字液压缸在并联平台运动中不同的工作状态对平台运动的影响等方面进行了定性分析。分析表明,以上因素都是使得平台产生运动不平稳现象的重要因素。分析结果有助于在机械结构设计、加工选型,以及补偿策略等方面提出有针对性的解决方案。     

一种多连杆结构液压剪的设计计算

介绍了多连杆结构液压剪的剪切机理、设备组成,给出了斜剪刃液压剪剪切力的计算方法,根据力学分析推导出了剪切力与液压缸驱动力之间的关系,在推导过程中充分考虑了连杆重量及摩擦力等影响因素对剪切力带来的影响,为多连杆结构液压剪的设计计算提供了参考。     

差动液压缸的参数分析和计算

差动液压缸的参数分析和计算２５００１４山东工业大学朱世久山东省机械厅孙健民在锻压机床的液压系统中，差动液压缸应用非常广泛，其参数计算也比较复杂。然而，现有的书刊，有关它的内容很少。这里我们仅对差动液压缸的参数和计算作一探讨。１．差动液压缸的工作原理单...     

液压缸密封的改进

液压缸工作的可靠性和使用寿命,在很大程度上取决于所采用的密封。全苏冶金机械科学研究所在建立专用液压设备的过程中,对液压缸的密封件提出了更高的要求,而利用现行标准的一般结构是不能充分地满足这些要求的。在研制和使用静液挤压机、大功率试验压机和具有巨大轮廓尺寸动力缸的压机以及其它机器时,对设备的密封件提出如下要求;工作液体压力为0～600MP。宽阔的范围内具有高度密封性;密封长期运转无特性恶化(最少磨损);摩擦力损失最少;摩擦损失稳定,即防止跳跃式运动—液压缸工作平稳;安装和拆卸简单。     

一种新型的液压缸活塞导向套

分析了液压缸活塞和导向套所处的润滑状态，并对液压缸活塞导向套常用材料的摩擦特性进行了分析，用金属石墨复合材料研制了一种新型的液压缸活塞导向套，以代替由纯青铜或纯铸铁材料制成的导向套，较大地降低了导向套的摩擦系数，提高了其耐磨性和使用寿命。     

基于AMESim的闭式液压系统动态特性与热力学分析

为研究某闭式液压转向系统的动态特性并进行热力学分析,建立该液压转向系统的仿真模型及热液压模型。结合设计要求及现场试验,研究液压泵流量、溢流阀压力以及系统负载对转向特性的影响,并对转向液压缸两腔压力进行对比分析。结果表明:较低的流量输出可减小液压冲击,过高的负载会产生较大的液压冲击,加入蓄能器能大幅改善液压缸工作压力的稳定性。通过建立的热液压模型,对系统的温升过程进行了仿真分析,结果表明:溢流阀设定压力对液压缸温升影响较大,应根据负载实际情况设定合适的溢流压力;负载的增加导致液压油温度升高,进而造成溢流损失、液压缸内泄漏增加以及管路摩擦力上升,在实际中应避免系统工作在极端负载状况。通过现场试验,完成了系统参数的重新匹配,改善了液压系统动态特性,同时使得油温大幅下降。研究结果为闭式液压系统动态特性及热力学设计提供了参考。     

双串联液压水力喷砂泵的研究

本文介绍了喷砂泵的主要用途，特点和液压系统工作原理，采用了液压缸和液力缸双串联的设计方法，建立了液压缸与液力缸的数学模型，并进行了动态特性分析。