非平稳工况下闭式泵控马达液压系统的稳定性分析

针对液压系统在极端工况下非线性特性明显,运行稳定性差的问题,采用了AMESim多学科仿真软件,对多能域耦合闭式液压系统进行了物理建模,通过对典型闭式泵控马达液压系统模型的仿真分析,研究了在不同油液含气量及温度工况下,油液粘度与有效体积弹性模量的变化对闭式泵控马达液压系统稳定性的影响规律;同时,进一步设计了机电液一体化实验平台,对不同含气量、温度工况下,负载阶跃上升与转速阶跃下降激励时的系统稳定特性进行了验证。研究结果表明:油液含气量和温度对闭式液压系统输出稳定性的影响较为明显,随着含气量增加,液压马达转速的超调量随着负载阶跃上升与电机转速阶跃下降,分别增加0.12%和0.18%,系统稳定性减弱;随着温度升高,液压马达转速的超调量分别减小0.09%和4.68%,稳定性增强。     

油液特性对柱塞泵流量脉动影响的仿真分析

为研究油液特性对轴向柱塞泵流量脉动的作用规律,对比分析了油液的压缩性、黏性、含气量和流动状态与柱塞泵流量脉动之间的关系,运用FLUENT流场仿真软件对轴向柱塞泵的运动特性进行模拟。数值仿真结果表明：压缩性对泵源流量脉动的影响最大,油液黏性的影响次之,含气量的影响较小,流动状态的影响最小,以上因素的影响程度占油液特性影响的比例分别为86.8%、9.45%、3.59%、0.16%;油液的黏性对泵容积效率的影响最大,压缩性的影响次之,含气量的影响较小,流动状态的影响最小。模型的准确性得到了实验验证,为开展柱塞泵动力学建模以及机电液系统全局耦合性能仿真分析提供了理论依据。     

油液体积弹性模量的测量

液压油的体积弹性模量是影响液压统动态分析、建模与仿真正确性的主要参数之一。本文对油中含气量、油压、油液温度、容器刚度以及油与空气的接触情况等因素的分析,对油液体积弹性模量的测量进行了研究。     

远传式数显阀位开度指示器

介绍了新型阀位开度指示器的性能，该指示器利用霍尔式转速传感器将计量马达所排出的油液体积值转换成脉冲数，继而通过电子电路实现阀门开度的远传数显。     

低温环境中热冲击载荷对电液伺服比例阀动态性能影响测试

低温环境中液压元件动态特性对系统整体性能与功能的影响至关重要。为研究电液伺服比例阀在低温环境中受到高温油液热冲击载荷时动态性能的变化,在设计的低温液压综合试验系统中对某型电液伺服比例阀进行了不同温度下的冷启动与热冲击阶跃响应特性和频率响应特性试验。对比分析测试结果表明,无论是冷启动还是热冲击工况下,随着环境温度降低,油液黏度增加,被试阀的响应时间都会逐渐变长。热冲击工况下的响应时间比冷启动工况下短,但相较于常温启动要长。当环境温度越接近于油液工作的极限低温,其对阀动态性能的影响越显著。     

油液含气量对液压机械换段性能的影响

研究油液含气量对液压机械无级传动换段过程中动态性能的影响规律。开展油液体积模量的理论分析,进行油液不同含气量时体积模量的试验研究,将理论曲线与试验曲线进行比较,结果表明,油液正割体积模量理论值和试验值基本一致,其数学模型可用于液压机械闭式液压回路换段过程仿真分析。采用将液压机械闭式液压回路等效为双作用液压缸系统的方法,建立液压机械无级传动闭式液压回路换段过程数学模型,并在Matlab/Simulink中进行仿真分析。结果表明,油液含气量越大,体积模量越小,换段时定排量液压元件转速波动越大,换段品质降低;控制变排量液压元件排量变化和延长负载反向时间,可以有效减小换段中液压回路压力和定排量液压元件转速波动。     

轧机阀前蓄能器对液压压下的影响

轧机液压压下(AGC)系统的控制精度对轧制带材的质量具有决定性的影响.在不同轧制工况下,液压压下(AGC)对阀前油源压力产生不同的影响.针对不同容积蓄能器和不同充气压力进行实验,得出该轧制工况下所应选择的阀前蓄能器和充气压力,以及相应的轧制效果,为进一步改善油源压力输出的稳定性提供参考.     

油液压缩性对液压减摆器压力的影响分析

在介绍了液压减摆器的工作原理和基本结构的基础上,运用牛顿运动力学和流体运动力学建立了考虑油液压缩性时液压减摆器的基本数学模型。运用MATLAB/Simulink对液压减摆器的数学模型进行仿真分析,研究在特定输入力矩条件下,油液压缩性对液压减摆器腔内压力变化规律的影响。仿真结果表明,油液的压缩性使液压减摆器腔内压力出现延迟输出并影响其运动过程中腔内压力的变化规律,即由于油液的可压缩特性,液压减摆器在工作过程中依然存在再次振动的可能。所以,在生产制造液压减摆器时,应尽量减小油液压缩特性对液压减摆器性能的影响。     

大型液压系统在负载冲击下的稳定性

针对1700 t架桥机调试中支腿油缸在负载冲击下出现的失稳问题,从含气量对油液有效弹性模量的影响方面进行理论分析,并采用AMESim软件对不同含气量条件下的支腿液压系统进行仿真分析,将仿真结果和实际结果进行对比,验证仿真模型正确性。提出为支腿油缸提前施加预压力的解决方案,并对该解决方案进行了仿真验证。     

车辆液压减振器生热机理分析研究

为了获得液压减振器内部温度的分布状况,提高减振器的可靠性,对减振器的生热机理进行了分析研究.基于CFD的数值方法,建立了较高精度的减振器三维流体模型,在FLUENT软件中进行了仿真分析,获得了减振器在不同工况下的温度场分布云图,分析研究了不同油液参数对温度场的影响,并进行了试验验证.结果 表明:高温度场主要分布在减振器活塞孔和复原阀周围;减振器活塞速度越大,减振器内部温度越高;油液参数不同,对应的油液热平衡温度也不同.此方法为解决液压减振器高温漏油和失效等问题提供了一定的参考价值.     

自动补偿扭矩传递机构的设计

介绍了四代核电站用阀门的严苛工况(设计温度为超高温(≥427℃),需快速启闭(≤5 s)),总结归纳了该工况下阀门扭矩传递机构的设计难点,并给出了具体的解决方案,分析确定碟簧预紧量,预紧碟簧保证正常扭矩的传递;选定碟簧的总压缩量,补偿高温膨胀量和吸收惯性冲击载荷;在阀杆螺母两端设置了上下两组的碟簧,通过碟簧、碟簧套、推力球轴承、止推垫的组合结构限制阀杆螺母的轴向位移,深沟球轴承保障阀杆螺母的径向支撑。最后在高温试验回路上,完成循环寿命试验,验证该阀门结构能满足运行工况。其他类似工况的机械的扭矩传递机构也可采用其解决方案。     

基于LoRa技术的液压阀门阀位开度控制方法研究

受液压阀门工作状态推力扭矩转换关系的影响,导致阀位开度控制偏差较大。为提高阀门阀位开度的控制精度,提出基于LoRa技术的液压阀门阀位开度控制方法。根据液压阀门的具体结构分析阀门开度控制时的影响因素,以此确定了当前阀门的工作状态,基于分析结果,结合LoRa技术设计用于阀位开度控制的自动化控制方法,确定阀位开度控制流程,基于PI控制原理完成构建模型中的开度控制器设计,并在其中引入OF控制器实施修正PI开度控制器的控制偏差,以此实现液压阀门阀位开度自动化控制。实验结果表明,使用该方法开展阀位开度控制时,控制效果好、性能高。     

基于流固热耦合的负载敏感多路阀仿真研究

由于多路阀内部流量大、压力高,且流道结构复杂、节流温升大,会造成阀芯发生变形而引起卡滞现象,为此,对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真研究。首先,利用AMESim和UG软件对负载敏感多路阀进行了建模;然后,利用ICEM对流体域及固体域进行了网格划分;最后,采用ANSYS Workbench平台,在不同工况下对多路阀进行了流固热耦合数值模拟仿真,分析了不同工况下多路阀流场内流体速度、压力分布、节流温升、气穴气蚀以及阀芯变形的情况。研究结果表明:阀芯与油液接触的区域温度受影响较大,而远离油液的区域阀芯温度变化不明显,在油液温度影响下,阀芯上节流槽区域发生膨胀变形,说明节流温升对阀芯的影响主要集中在节流槽附近区域;当主阀口开口度较大,压力补偿器开度较小时,阀内易出现气穴,产生气蚀现象,节流槽处温升非常明显,阀芯变形量较大,容易引起卡滞现象;该研究结论可为多路阀阀芯的结构设计提供理论支撑。     

考虑有效体积弹性模量的柱塞泵流场仿真分析

为提高柱塞泵的寿命和安全可靠性,确定柱塞泵合理的工作范围,运用FLUENT对轴向柱塞泵的运动特性进行仿真分析,研究了油液的含气量、变转速、温度与柱塞泵出口流量脉动之间的关系。仿真结果表明:油液的含气量对油液压缩性产生很大的影响,对泄漏流量影响较小;负载压力一定时,主轴转速超过2 600 r/min左右时,容积效率随着转速的增大而减小;压缩流量和泄漏随着温度的升高而增大。模型的准确性得到了实验验证,为开展柱塞泵的非线性动力学及故障演化机理等方面的研究提供了有效的工具。     

煤化工严苛工况阀门多相流冲蚀磨损-气蚀机理及预测方法研究

正本文以煤化工严苛工况阀门内多相流冲蚀磨损-气蚀失效为研究对象,明确了复杂流动条件下阀内件的失效机理及损伤过程,并建立含气液相变的多相流冲蚀磨损-气蚀预测方法。通过工艺过程、运行状态分析、受损表面微观形貌测试,基本明确了热高分液控阀和高压黑水角阀的失效机理;通过阀门空化-空蚀试验和高温冲蚀磨损试验,研究阀门气蚀和冲蚀磨损机理,并对空化模型和颗粒冲蚀磨损模型进行修正;构建了含气液相变的多相流冲蚀磨损-气蚀数学模型,并提出阀内流动     

液压电梯液压系统抗摇摆设计

液压电梯具有运行平稳、传递力大,易于无级调速,井道面积小,工作寿命长等优点。该文以200kg船用防爆液压电梯为研究对象,考虑纵摇以及横摇的复杂工况,设计在摇摆情况下能正常工作的液压电梯液压设备。静态分析摇摆情况下油液液位情况,并通过摇摆实验,动态分析液压系统的抗摇摆性能。比较其不同工况下上下行速度及加速度曲线,验证设计的的可靠性。     

一种新型伺服液压垫系统及其热分析

为了解决采用背压阀调压的大型压力机液压垫系统工作中油温过热的问题,提出了一种无需背压阀调压的伺服液压垫系统。该系统压边力控制采用伺服电机驱动液压马达的形式,将原本进入油液的热量转移到电机的制动电阻上,从而解决了系统液压油温过高的问题。以某型液压垫系统为例,采用AMESim软件对伺服液压垫系统及采用背压阀控制压力的液压垫系统的传热进行了分析计算,并进行了实验验证。结果表明:相比背压阀控制液压垫压力的系统,伺服液压垫系统可较大的减少系统油液的发热量。压力机在炎热的夏季连续工作2 h,伺服液压垫压力调节元件排油侧油液温度也不会超过50℃,较背压阀控制液压垫压力的系统温度低31.77%。     

油液体积模量的研究与在线测量

随着对液压系统的位置精度、响应时间和稳定性的要求的不断提高,油液体积模量越来越受到科研和工程人员的关注。分析油液体积模量对液压系统的影响,在建立油液体积模量理论模型的基础上,通过仿真对含气量、压力和温度对油液体积模量的影响进行分析。并根据油液体积模量的定义,设计油液体积模量在线测量装置。通过仿真和试验结果的对比,说明提供的分析和测量的方法对确定实际液压系统中的油液体积模量很有意义。     

油液等效体积弹性模数的分析

本文系统分析了油液的压缩性及其影响因素,阐明了油液压缩性对液压控制系统性能的影响,得出了在其他条件允许时,液压控制系统应尽量采用高的工作压力的相应结论。     

油液弹性模量对轧制力的影响及改进措施

通过对平整机轧制力液压伺服系统的油液弹性模量的测量,分析了油液压力和温度对弹性模量的影响,在开式系统的工况下采取控制油温和提高控制腔油压力的方法,使轧制力液压伺服系统工作在油液弹性模量值相对较高的范围,从而减小因油液弹性模量随压力高频变化给控制系统造成的不稳定影响,以获得较好的动态响应,提高轧制力的控制精度。