挖掘机行走马达正反向输出扭矩一致性技术研究

针对某型号挖掘机液压行走马达正反向输出扭矩不一致问题展开研究,分析得出马达正反向输出扭矩不一致的主要原因为马达正反向进出口压差偏差大,而导致压差偏差大的主要因素为马达正反向回油平衡阀阀口尺寸公差的不一致性。建立马达平衡阀阀口尺寸链模型,分析平衡阀阀芯、弹簧座、平衡阀阀头及端盖割槽尺寸公差对平衡阀阀口尺寸公差的影响。通过CFD仿真及阀口各组成环尺寸链优化设计,结合零部件实际加工难度进行公差分配,使马达回油平衡阀阀口尺寸保持在0.5~0.7 mm,从而缩小马达背压变化范围。试验结果表明：优化后的马达平衡阀口尺寸公差使马达进出口压差保持一致,从而保证了马达正反向输出扭矩的一致性。     

基于AMESim的液压平衡阀动态特性

在AMESim液压系统仿真软件中建立了液压平衡阀的模型,并根据实际参数搭建了液压平衡回路的系统模型。对几种典型工况下平衡阀的动态特性进行仿真,得出不同主阀芯节流槽结构下平衡阀主阀芯的速度响应曲线、位移响应曲线、主阀流量响应曲线、主阀口压力响应曲线、液压缸速度响应曲线,对仿真结果进行对比分析,得出主阀芯节流槽结构对液压平衡阀动态特性的影响。     

某型平衡阀流量特性改进研究

在某大吨位起竖回收液压系统中,采用四级液压缸作为起竖回收的执行机构,多级液压缸在换级时因面积突变会产生冲击现象。由于该多级缸的反腔无节流缓冲结构,因此采用控制平衡阀阀口节流的方法来减速实现缓解冲击,平衡阀在节流时的流量特性直接影响到系统回收的稳定性。通过理论计算及AMESim仿真分析,提出一种多面积梯度的主阀芯结构,实现了主阀芯在一定压力范围内稳定的开启面积,解决了压力、温漂对主阀芯开启的影响。经单机及系统试验验证正确,消除了平衡阀开启不一致的问题,保证了平衡阀量产的状态一致性,有效提高了平衡阀对系统特性变化的容错能力。     

2D数字伺服阀的频响特性分析

2D数字伺服阀为利用阀芯的双运动自由度原理设计而成导控型阀。阀芯的旋转由步进电机驱动;阀芯的轴向运动则由两端阀腔的静压力推动。为了克服传统的步进式数字阀（离散式比例阀）所固有的响应速度与量化误差的矛盾,步进电机采用特殊的跟踪控制算法,实现其输出角位移连续控制。本文主要对其频响特性进行分析。     

电机械执行器驱动压差可控型多路阀特性研究

现有负载敏感多路阀,由于压力补偿器受到液动力等因素的影响,存在流量控制精度低等问题。以阀后补偿多路阀为研究对象,应用补偿压差调控原理,设计由伺服电机与滚珠丝杠组成的电-机械压差控制单元,增设于压力补偿器之上,构建新型压差可控型多路阀。阐明新型压差可控型多路阀的工作原理,在SimulationX仿真平台上建立了多路阀联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明:伺服电机采用转矩控制模式,控制电机输出转矩,对补偿器阀芯施加附加力,可以在0~3.5 MPa范围内对主阀节流口压差进行连续控制;而且可以对液动力进行估算与补偿,提高了流量的控制精度;此外,在电-机械压差控制单元非控制和控制两种状态下,伺服电机转动惯量越小,滚珠丝杠导程越大,对补偿器响应特性影响越小,压差控制动态响应越好。     

阀芯旋转式高速开关阀稳态液动力矩研究

为突破高速开关阀阀芯行程对开关频率的限制,提出一种阀芯旋转式高速开关阀。采用理论计算与CFD仿真相结合的方法,研究不同阀芯旋转角度下阀芯结构参数变化对阀口过流面积、流量系数、射流角及液动力矩的影响,得到了液动力矩的变化规律。研究结果表明：液动力矩与阀口压差及流量的二次方成正比;压差一定时,液动力矩与阀口过流面积及射流角余弦值成正比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩先增大后减小;流量一定时,液动力矩与阀口过流面积成反比,随着阀芯旋转角度增大,液动力矩逐步减小为零。通过调整阀芯沟槽高度来改变射流角,达到补偿液动力矩的目的。     

某高速开关阀阀芯液压力影响因素研究

随着数字液压技术的发展,对高速开关阀的性能有了更高的要求,高速开关阀阀芯力学特性决定了其整体性能。建立了某高速开关阀的CFD模型。针对不同工作压差、不同工作温度、不同底座孔径、不同底座角度以及不同开口度的某高速开关阀内部流场速度场进行了分析。分析不同工况下某高速开关阀阀芯液压力影响因素,进一步研究了阀口开度、阀口形状、阀口压差、油液温度对该阀芯液压力的影响规律,为高速开关阀设计提供了理论基础。     

液动多路阀主阀芯瞬态运动的实测

设计建立了液动多路阀阀芯运动过程测量试验台,获得了快速操作先导手柄时液动多路阀的主阀芯位移、主阀芯两端压力、阀油口压力及油缸位移实测信号,得出阀口开启和关闭的时间、主阀芯运动最大速度和加速度等特征量,呈现出液动多路阀主阀芯位移、阀口面积变化、进出油口压力和油缸位移的时间历程.该研究对于深入理解液动多路阀瞬态过程、工作特性及设计具有普适性意义.     

基于流量补偿的非定差调速方法研究

针对传统的压差补偿调速液压系统结构复杂、动态特性差的不足,提出了一种基于压差传感计算流量反馈的流量控制方法.给出了流量控制原理图,并利用AMESim中的HCD模型库构建了带阀芯位移传感器节流阀的模型,进而建立了基于AMESim和Simulink平台的液压控制系统模型.仿真结果表明,阀口流量对压差的阶跃响应特性较好.     

基于AMESim恒功率泵的动静态特性仿真分析

以压力流量功率复合控制泵的功率控制部分为研究对象,利用AMESim搭建压力流量功率复合控制泵的整体仿真模型,针对影响其功率控制部分动静态特性的几个关键因素--流量阀弹簧刚度、功率阀阀芯三角槽数进行变参分析.仿真结果表明:增大流量阀弹簧刚度,可以改善功率控制范围内斜盘摆角的动态特性;增加功率阀阀芯三角槽个数,可以减小最小功率值,从一定程度上增大功率控制范围.