海水浮力调节系统压力平衡阀研究

该文简要介绍了海水浮力调节系统中压力平衡阀的工作原理及技术难点,分析了球阀和锥阀两种结构形式的特点。针对具体工况,完成球阀式压力平衡阀研制,并测试了其工作性能。试验结果表明,该阀具有良好的工作性能,完全满足海水浮力调节系统的要求。     

水液压数字比例阀实验研究

该文设计了一种采用PCM控制的水液压数字比例阀。该阀具有流量大、响应快、控制精度高、抗污染能力强、成本低等一系列优点,可用于水下作业工具的方向和流量控制。同时,制作样机并对样机的压力、流量控制特性和压力动态响应特性进行了实验研究。实验结果表明,样机具有较好的压力、流量控制特性和压力动态响应特性,阀的静态和动态性能基本满足设计要求,具有较好研究价值和应用前景。     

深海液压技术应用与研究进展

液压传动（包括油液压和水液压）具有刚性好、结构紧凑、承载能力高、功率重量比大、响应速度快等突出优点,在深海高压环境下压力补偿相对容易;同时,液压传动的失效模式为渐进式（如压力、流量逐渐下降等）,给设备操作人员提供预警时间,可有效避免突发式的故障,提高设备的安全性,因此,液压技术在深海装备上得到了广泛的应用。在分析液压技术在深海装备中应用的优点的基础上,概述其国内外研究现状,介绍深海液压技术的几个典型应用：①潜水器浮力调节系统;②水下作业工具;③水下作业机械手。最后,对深海液压技术存在的问题进行了分析和展望,指出深海环境下介质特性变化和结构形变是需要关注的两个重要问题;随着元器件不断丰富和成熟,海水液压技术会在深海装备中发挥更大的作用。     

阻尼器试验台架液压夹紧装置的分析设计

应用有限元方法对所设计的阻尼器试验台的液压夹紧装置进行了分析，在此基础上校核了夹紧装置的强度，分析了液压力、横梁与导向柱配合间隙等因素对夹紧力的影响。试验结果表明，设计达到了使用要求，同时理论分析与试验结果比较吻合。     

模拟海深条件下提升阀流动特性的实验研究

水压传动技术应用于深海环境可以直接从海洋中吸水加压，高压水作功之后可以直接排入海洋，不需要水箱和回水管道，大大简化了系统，具有独特的优势。然而，在深海作业时，液压元件的工况同陆地相比有较大的差异，海深压力相当于在元件出口加了一个背压。文中用背压来模拟海水压力，对以水作介质时背压对提升阀口流量特性的影响进行了实验研究。研究结果表明，背压使得流量饱和更容易发生；有背压时的流量系数比没有背压时的流量系数大；当阀芯和阀座有叠合时，背压对阀口流量特性的影响比阀芯和阀座没有叠合时的影响大。     

油井封隔器内微型液压系统设计与仿真

封隔器是石油开采设备中重要的组成部分,其性能优异会直接影响到开采的进行。而传统封隔器采用机械式方式进行坐封,并依靠橡胶胶筒的自身回弹力进行解封。但在极端情况下,容易出现由于坐封力过大而造成封隔器胶筒发生压缩破坏,解封时胶筒损坏而无法回弹的情况。为此,设计了一种微型液压系统,可实现液压封隔器压紧力与解封力的协调控制及精确调节,保证封隔器实际工作中的安全可靠。搭建AMESim系统仿真模型,模拟运动过程中的坐封与解封过程,研究吸油处流道阻力、出口负载情况、柱塞泵的转速情况以及滑动缸内闭死容积等因素对液压系统动态特性的影响。最后对液压系统的参数进行优化。结果表明,采用微型液压系统入口增压、提升转速、减小吸油处流道阻力等措施可以提高整体系统的响应速率。     

二级节流的性能分析及其在水压阀中的应用

本文对二级节流的刚度特性和气蚀特性进行了理论分析,对以水作为工作介质时其流量压力特性进行了实验研究,并将其与一级节流进行了比较,实验结果表明这种节流形式比相同形状的一级节流具有更强的抗气蚀性能。最后,简要介绍了二级节流在水压阀中的应用。     

水液压双斜盘轴向柱塞式电动机泵试验研究

针对海上作业平台和深海环境中工作的液压系统和设备对液压动力源提出的小型、便携、环保以及功率密度大等一系列发展要求,提出一种带双斜盘结构的轴向柱塞式电动机泵。该泵将双斜盘轴向柱塞泵泵体集成于屏蔽电动机转子内部,适用于在水下环境(包括条件比较恶劣的海水)工作,其整体具有小型,轻便,结构紧凑,功率密度大,同时抗污染能力强等一系列突出优点。对于泵内部特殊的双斜盘和缸体结构,进行运动状态下的受力平衡分析研究。研制样机并对电动机泵进行各项性能试验。试验结果表明,该泵在工作环境下散热良好,相比于传统的电动机、联轴器和柱塞泵三段式动力单元,泵工作状态下噪声有所降低,同时泵的各性能曲线基本达到预期的要求,验证该种电动机泵结构方案的实施可能性。该泵是一种比较有发展前景的新型液压动力单元,可以作为水下液压动力源设计的新思路。     

全海深超高压往复密封静态特性

针对深海单、双边受压工况,通过有限元方法研究不同海深压力和压缩量对往复密封静态特性的影响,探究可能发生密封失效的危险区域。建立与接触应力、接触长度及密封压力相关的综合性指标平均裕度值,分析平均裕度值随海深压力的变化规律,单边受压时平均裕度值在40 MPa左右达到峰值,双边受压时随海深压力增加而减少,两种工况的平均裕度值均在最高海深压力时最低。因此,根据两种工况在120 MPa时密封压缩量与平均裕度值的对应关系,结合试验研究压缩量对密封可靠性的影响,进而得到满足全海深作业要求的设计平均裕度值不小于4.38 MPa,密封压缩量不小于0.4 mm。该往复密封结构应用于“奋斗者”号全海深载人潜水器可调压载装置,经过万米海试验证密封性能可靠。     

水压比例流量阀的模糊PID控制策略研究

研究水介质大流量比例阀开度的控制策略。比例阀采用二级结构,用4个先导级锥阀控制主阀阀芯开度。根据比例阀的结构特点,将比例阀模型简化为4个独立可变节流口控制双出杆对称缸模型,通过增加适当的约束条件后,借鉴零开口四通滑阀控制双出杆对称缸模型,进一步推导出比例阀简化模型的传递函数形式。在传递函数基础上建立基于模糊PID控制算法的控制策略,以比例阀期望开度与测量反馈开度的偏差及偏差变化率作为模糊控制器输入,由模糊控制器在线计算输出PID控制器3个参数增量,从而在线动态调整PID控制器参数,通过MATLAB/Simulink仿真实验,证实模糊PID控制策略优于单纯PID控制。