内曲线式端面配流水液压马达的优化设计

针对内曲线式端面配流水液压马达工作存在的流量泄漏问题,改进定子轮廓曲线方程并建立马达关键摩擦副的泄漏模型,以总功率损失最小为目标函数,对摩擦面间隙进行优化设计.搭建水液压马达测试平台进行不同负载下的马达排量测试.试验结果表明:不同负载条件下流量模型均能较好反映马达输出流量随转速上升的变化情况,试验的真实误差率低于5%.水液压马达的流量特性得到明显改善,空载下的水液压马达容积效率最高可提升至94.71%.研究表明:柱塞与转子缸孔的间隙值是影响水液压马达泄漏流量的最主要参数,其次是配流体与转子体的端面间隙值.     

关于低速大扭矩液压马达的选型

低速大扭矩液压马达能与工作机构直接连接,使传动机构大大简化,在建筑、起重运输等行业应用广泛。本文分析比较了几种低速大扭矩液压马达的性能,阐述了低速大扭矩液压马达的选用方法。     

双侧驱动轴向柱塞马达扭矩脉动分析

为研究新型液压执行元件双侧驱动轴向柱塞马达的扭矩脉动,在考虑配流盘三角槽和闭死角影响的前提下,推导出双侧驱动轴向柱塞马达的瞬态扭矩公式.仿真分析扭矩特性,得出不同内外排柱塞数的奇偶性、交错角、平均扭矩对双侧驱动轴向柱塞马达扭矩特性的影响.结果表明:当内外排柱塞数均为奇数时,扭矩脉动优于内外排柱塞数均为偶数;存在交错角的扭矩脉动较小,内外排柱塞数均为奇数的最优交错角为其理想周期的1/4,内外排柱塞数均为偶数的最优交错角为其理想周期的1/2;内外排平均扭矩相等有利于降低扭矩脉动率;闭死角导致双侧驱动轴向柱塞马达产生扭矩突跳,且闭死角越大,扭矩突跳越明显,但交错角能显著降低扭矩的突跳值.     

基于ADAMS的气动内曲线马达曲线形状优化

在ADAMS中建立内曲线马达的参数化模型，将柱塞滚轮的径向加速度作为目标，对定子内表面的曲线形状进行优化．同时进行了动力学仿真，获得最佳的定子内表面曲线形状．     

修正心形线式内曲线径向柱塞马达脉动分析

为设计出输出特性良好的内曲线径向柱塞式液压马达,提出了一种新型的内曲线——修正心形线.该曲线为一条简单、连续、封闭且高次可微的周期性曲线,可解决内曲线马达的内部冲击问题.选用修正心形线作为马达的内曲线,通过理论推导,分析不同周期数和柱塞数对马达相位的影响.相位分析结果表明:马达的脉动情况取决于马达的等效柱塞数.推导了该曲线形式下马达的脉动率通用公式,结果表明,随着等效柱塞数的增加,马达脉动率减小.仿真结果验证了理论分析结果的正确性.     

曲轴连杆式液压马达提高性能和寿命的新设计方法

曲轴连杆式液压马达(又称斯达发马达),是径向柱塞式低速大扭矩马达的一种,具有结构简单,用材普遍,制造较易和成本低等优点,用于工程机械、矿山机械、起重运输机械以及舰船液压传动系统作为执行元件。我国的JMD系列马达是按五十年代英国张伯伦公司斯达发工厂的原MK 系列仿制生产的,由于原设计存在一定的问题,该系列马达的机械效率低(最高只达91.5%),低速稳定性差(转速低于10转/分时就产生     

双定子液压马达差动连接转矩脉动分析

随着液压技术的不断发展,液压传动在各行业得到了广泛应用,同时也对液压马达输出转矩脉动特性提出了更高的要求。目前广泛使用的液压马达均是一个转子对应一个定子,无法实现液压马达的差动连接来满足复杂工况的需求。双定子液压马达因其特殊的结构形式,可在一个壳体内形成内外两组液压马达,可实现液压马达的差动连接。作者基于双定子液压马达结构形式及其差动连接原理,分析得到双定子液压马达差动连接时内、外马达之间的具体关系,即双定子液压马达差动连接时内马达由外马达驱动旋转,实现了泵的工作原理,并将其排出的油液输入到外马达中。在此基础上,深入分析了内、外马达的理论流量和理论转矩,并通过分析内、外马达的瞬时流量,得出马达瞬时转矩的变化情况,进而利用波动系数分析出在内马达输出脉动油液影响的前提下,双定子液压马达输出转矩波动性的一般规律,利用Matlab软件仿真得出不同滞后角φ₀所对应的双定子液压马达差动连接时输出转矩曲线。并搭建了双定子液压马达差动连接试验平台进行试验。结果表明：滞后角对双定子液压马达差动连接时输出的转矩脉动具有很大影响,可以通过合理调整滞后角使双定子液压马达差动连接时输出的转矩更平稳。研究结果可为双定子液压马达差动连接的设计与应用提供参考。     

滚柱叶片式双定子多速马达的原理与实验验证

为了解决双定子多速马达叶片尖端对内、外定子曲线的磨损及径向间隙补偿的问题,提出了一种新型的滚柱叶片式结构,该结构将叶片尖端与定子曲线间的滑压变为滚压,并依靠工作中产生的离心惯性力与液压力,将滚柱分别与内、外定子曲线压紧,形成密封容积。对4种不同工况下的双定子多速液压马达进行了受力分析,同时搭建实验台对双定子多速马达样机进行了测试。结果表明,滚柱叶片式结构能够在实现滚压的同时保持容积效率,转移了叶片尖端与定子曲线间的矛盾,为双定子多速液压马达的设计提供了一个新的思路。     

水液压轴向柱塞马达

针对水下作业对水液压执行元件的迫切需求,提出为水下旋转作业工具研发高性能的水液压轴向柱塞马达.根据水的理化特性及液压马达的工作原理,建立水液压轴向柱塞马达的物理模型,对其输出特性包括转矩、转速、脉动等进行仿真分析和试验验证.试验结果验证了模型准确性,得到进出口压差和输入流量对马达输出特性的影响,为水液压马达的研发与改进提供了依据.     

径向球塞液压马达广义椭圆定子曲线导轨的建模与性能分析

同时改变椭圆长半轴、短半轴的变化频率,可以得到一系列新型的径向球塞液压马达定子导轨曲线,能由一个广义椭圆曲线方程生成。分析广义椭圆曲线方程参数对采用广义椭圆定子曲线导轨的球塞液压马达的性能影响,寻求球塞液压马达广义椭圆定子曲线导轨的建模依据,由于该马达广义椭圆定子曲线无法在绘图软件中用常规指令绘出,提出了一种用Solid Works加载出在Matlab中获取的曲线数据得到所需曲线的方法,从而完成该导轨的建模过程,为复杂曲线导轨的建模提供了一条新路径。     

A new visco-elastic contact model of traveling wave ultrasonic motor with stator frictional layer

A new contact model of traveling wave ultrasonic motor (TWUSM) with a visco-elastic stator frictional layer was presented. In this model, the initial boundaries were revised, and the rotor revolution speed could be calculated iteratively. This model was compared with compliant slider and rigid stator model. The results of motor characteristics simulations showed that the motors based on this model would gain bigger stall torque. Then the friction and wear characteristics of two models were analyzed. The motors based on this model had lower coefficient of friction and better wear resistance.     

面向舰船应用的直线电机泵控制策略及振动试验研究

为了解决传统船用泵振动噪声大、流量脉动高以及控制方式单一等问题,提出了一种新型直线电机驱动柱塞泵结构.以直线电机驱动柱塞泵系统为研究对象,研究了直驱泵的恒流量工作原理,构建了不同运动曲线的数学模型,仿真分析了直线电机对于不同运动控制模式和运动曲线的动态响应特性,并经过样机试验验证了控制策略的可靠性及减振效果.试验结果表明:基于Labview的速度规划控制程序具有良好的操控特性,直线电机的速度特性满足直驱柱塞泵高频高速往复运动的要求;泵用电机以PVT运动模式下三角波和S形波速度规划运行,直线电机最大跟随误差为87.5μm和91μm,均小于Spline运动模式下的三角波和S形速度曲线,有利于减小直驱柱塞泵组合流量的脉动和系统振动;试验系统的振动幅值在径向得到了约70%的削弱,其他方向也有较好的减振效果,验证了直驱柱塞泵系统以三角波/PVT模式运行时振动响应特性较为良好,系统振动得到了较大程度的削弱.     

基于AMEsim直线电机往复泵建模及流量特性研究

针对传统旋转电机结构复杂、不易于调节和控制等问题,本文基于直线电机的特点,研究了直线电机动子直接驱动活塞杆做往复运动的往复泵,建立了往复泵在系统工作过程中的运动模型,并根据传统往复泵系统的运动规律,利用AMEsim进行仿真验证。仿真结果表明,采用合理的控制系统,直线电机往复泵柱塞的位移、速度、加速度等运动性能以及泵流量的输出较为稳定。该研究从理论上基本消除往复泵输出流量的脉动性,可满足现代机械工业对往复泵的要求,对直线电机往复泵的应用推广具有一定的研究意义。     

Micro-process model of hydraulic shock absorber with abnormal structural noise

In order to discover the causes of the abnormal noise of shock absorbers, it is necessary to identify the operating characteristics of the shock absorbers. A micro-process model for operation of the hydraulic shock absorber was presented. A novel concept, which describes the process of hydraulic shock absorber by dividing it into smaller steps, was proposed. The dynamic model and the differential equations were established. The results of numerical simulation agree well with data obtained from the vibrostand test, indicating that the collision between the piston a＇nd the oil, the alternation of static friction and sliding friction acted between the piston and the cylinder, and the adherence between valve plate and piston result in impact on the piston head near the top dead center and the bottom dead center. Ultimately, the impact excites the high-frequency vibration of the piston structure, which can generate the abnormal noise in the hydraulic shock absorber after its transfer. And the maximum vibration acceleration on the piston head and the abnormal noise increase with the increase of the gap between the oil and piston rod head, the maximum static friction force and the adhering function, respectively.     

Cu对Al-15Si合金的高温摩擦磨损行为的影响

研究了Al-15Si-xCu合金高温(400℃)摩擦磨损行为.采用Pandat软件计算了Al-15Si-xCu系合金平衡相图.利用光学显微镜和扫描电镜研究了Al-15Si-xCu系活塞合金不同铜含量下400℃摩擦磨损行为.研究结果表明:活塞合金经T6热处理后,随着Cu含量的增加,摩擦因数逐渐减小,磨损失重量减少,其高温耐磨性能得到明显提高;w(Cu)含量为4.5和5.5时,活塞合金的摩擦磨损性能差异较小,这与合金中高温稳定相(Q相、ε相、θ相)密切相关;w(Cu)含量为2.5和3.5的活塞合金,其磨损机制主要是粘着磨损,而对于w(Cu)含量为4.5和5.5的合金,其磨损机制主要是磨粒磨损.     

全水润滑的斜盘式水液压柱塞马达的试验研究

研制了一种全水润滑的浮动配流结构的斜盘式水液压柱塞马达,该马达工作压力为10 MPa,输出转矩为12.5 N.m,额定转速为1 500 r/min;介绍了该马达的结构特点,并在自行研制的水液压元件综合试验台上进行了马达的性能试验,对马达的空载排量、容积效率和机械效率等进行了测试,验证了设计的正确性.     

活塞二阶运动过程及活塞刮擦力分析

使用数值方法进行了活塞二阶运动仿真分析．运用牛顿第二定律建立活塞,连杆及曲轴的3种运动状态模型．在各运动状态之间,运用拉格朗日方程建立活塞3种敲击模型．通过变量代换,将方程未知量变换成描述活塞二阶运动的活塞销横向加速度、活塞偏转角加速度和敲击力,由此算法编制FORTRAN90程序进行求解,得到活塞二阶运动过程中的横向位移、速度及活塞偏转角、角速度的变化,同时求解活塞处于不同的运动状态下对缸套的作用力,为进一步研究内燃机机体辐射噪声做好了准备。     

内燃式水泵方案分析与设计

为解决传统的内燃机-柱塞式水泵组合系统存在的效率低、成本高等问题．采用将传统内燃机与柱塞泵工作原理、技术及结构集成的方法，研制出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现泵水功能的内燃式水泵。根据其工作原理提出了分别采用液压蓄能器、组合弹簧和飞轮提供回程动力的3种设计方案，并采用评分法对其进行了分析评价和选择，根据选出的方案完成了结构设计。仿真计算结果表明，内燃式水泵与内燃机-柱塞式水泵组合系统相比输出功率、有效热效率全工况相对改善13％以上，燃油消耗率全工况相对改善12％以上。