液压直线激振系统的参数设计与计算

介绍了液压直线激振系统的工作原理,概述了液压直线激振系统的参数设计计算方法,分析了流量参数、压力参数、功率参数及蓄能器容积参数与振动参数之间的数学关系,指出了降低参振质量、采取合适的工作点振动、加装蓄能器等措施可使液压激振系统节能降耗.     

液压激振打桩系统动态特性研究

由于偏心式液压振动打桩机存在结构复杂、参振质量大以及能源利用低的缺点,将液压激振技术应用于振动打桩中以解决上述问题。通过了解与分析现有液压激振器的结构、性能等特点,进行了新型液压激振器的总体结构设计;推导液压激振打桩系统运动过程的数学模型,并在AMESim平台中建立了液压激振打桩系统的仿真模型,研究了不同参数如泵排量、频率、管路长度等参数对液压激振打桩系统动态性能的影响。设计液压激振打桩系统的实验模型,采用理论模拟与实验相结合的办法,对比不同频率下实验位移曲线与仿真位移曲线,得出了与仿真结果大致相同的结论,而且也验证了液压激振打桩系统模型的正确性。     

连铸机结晶器液压振动采用非对称型液压缸的传递函数的分析与计算

本文详细推导了在液压伺服系统中采用对称型液压缸经简化了的传递函数,并给出了相应的阀控液压缸和连铸机结晶器液压振动系统的方框图,对两腔面积比为21的非对称型液压缸与对称型液压缸相比,前者的阀的流量放大系数和压力流量系数均降低了0.05倍.本文还对某一实际采用的连铸机结晶器液压振动系统的主要参数如液压刚度、液压固有频率、液压阻尼比、阀的最大速度增益、阀压降等进行了详细地数值分析和计算,由于非对称型液压缸一系列固有特点在液压伺服系统中获得了广泛应用.     

直顶式液压电梯振动特性仿真分析

以直顶式液压电梯为对象，将其作为变参数振动系统，建立了此系统的一自由度弹簧一质量力学模型及Simulink仿真模型，对液压电梯的受追振动过程进行了动态模拟，对其响应加速度进行了时域及频域分析，从而得到了系统响应加速度幅值与激振力频率之间的关系。上述仿真分析表明，激振力频率与共振区频率相差较大，可以减小液压电梯工作过程中轿厢的剧烈振动，从而保证液压电梯平稳运行。     

高压气液脉冲两相流运动学建模与仿真分析

提出一种通过气路和液路交替通入高压脉冲流体,形成两相振荡流对液压系统管道内壁的污染物进行去除的气液耦合激振方式。设计了气液脉冲试验系统,建立了高压气液脉冲两相流动力学模型,利用ANSYS中的FLUENT模块进行了仿真分析。采用κ-ε二方程湍流模型,气液两相流模型采用VOF模型,用SIMPLE算法对双流体控制方程组进行迭代求解,对气液脉冲两相流的压力场、速度场及流态进行了分析,为气液两相流激振的可控性提供了参考。     

自移式机尾液压调高系统动态分析

介绍自移式机尾液压调高系统的工作原理,对影响自移式机尾液压调高系统动态性能的因素进行了理论分析。运用AMESim软件对液压调高系统进行建模与仿真,得出液压调高系统活塞速度、位移和液压缸下腔工作压力的动态变化过程,并分析了不同泵流量和液控单向阀阀心直径对调高动态过程的影响,为自移式机尾液压调高系统的优化设计提供一定的参考。     

立式磨粉机液压系统关键参数研究

在分析了典型高压辊式立磨液压加压系统主要工作原理的基础上,对液压系统缓冲过程进行了理论研究,并在AMESim环境下建立了该液压系统的仿真模型。重点分析了蓄能器充气压力与液压系统保压能力和液压缸活塞杆运动位移之间的关系,以及不同的料层厚度变化量对液压系统保压压力和液压缸活塞杆运动位移的影响。结果表明:蓄能器总容积越大,液压缸压力变化幅值越小,当容积大到30 L以上时,缓冲效果即不再有明显改善;蓄能器连接油管直径越大,缓冲效果越好,内径在18 mm以上时效果比较好;蓄能器充气压力越大,系统保压能力越强,但过大的充气压力会引起缓冲过程中液压缸活塞杆振动过大;料层厚度变化量的增加会同时引起液压缸活塞杆振动幅值和液压缸压力峰值的增大。     

电液激振控制的新方法

传统的阀控液压缸或液压马达构成电液激振器的方案,其频宽在很大程度上受到伺服阀动态响应性能的限制.为提高工作频率至一较高水平,提出了2D电液伺服阀.这种2D伺服阀的阀芯的连续旋转运动使阀开口面积交替变化.而阀芯的直线滑动控制阀开口面积的最大值;2D伺服阀的工作频率正比于阀芯的旋转速度,同时阀芯处于液压油很好的润滑环境中,因而很容易通过提高阀芯的旋转速度来提高激振频率.在支架弹性负载的情况下对激振器进行了实验研究,同时测量液压缸活塞的激振输出波形.实验结果表明:激振输出波形近似为一正弦波;但由于弹性负载的方向变化,激振波形的上升和下降斜率存在不一致性;随着2D伺服阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.2D伺服阀控电液激振器是大幅度提高液压振动的激振频率的新途径.     

有压管道波动激振特性试验研究

针对现有液压振动技术的应用现状以及液压系统中存在的液压冲击现象,提出一种利用液压冲击来产生振动的激振系统。该系统以激波器为波动发生器,以管道为受控对象。阐述液压波动发生的机制,并搭建振动试验测试平台。对管道中的压力波动进行研究,计算压力脉动的最大理论值,并进行试验验证,结果表明:两者吻合较好,管道中的压力波动受控于系统频率。对管道振动特性的试验表明:管道两端的振动强度大于中间的振动强度;管道的振幅随系统频率与系统压力的增大而增大;系统压力在4.6 MPa以上,再增大系统压力,对管道振幅的影响不大。     

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。     

阀控液压缸统一流量方程的分析研究

从阀控对称液压缸、非对称液压缸的统一特性出发,对负载压力与负载流量进行了重新定义,并对工程中出现的对称阀、非对称阀控制对称缸,对称阀、非对称阀控制非对称缸的各种组合形式,推导了统一的阀控液压缸系统的流量方程,不仅兼顾了液压系统实际工作规律和阀控缸系统的统一性,而且为阀控缸系统的其它特性进一步分析提供了理论基础,并得出了一些对理论分析及工程实际有一定指导意义的结论。     

液压系统脉动主动控制研究现状及展望

液压系统的流量脉动会引起压力脉动，脉动过大会产生管道振动、辐射噪声、发热、元器件寿命缩短等不利影响，抑制流体脉动对液压系统的稳定性有着重要作用。相比于液压系统脉动的被动抑制，主动抑制能更好地在非线性变工况和定工况系统中抑制脉动。介绍液压系统流体脉动机制及危害，将主动抑制策略分为伺服作动筒控制、特制液压管路控制和液压阀控制三大类，分析其工作原理、控制特点及优缺点。总结和分析国内外液压系统脉动主动抑制方法的研究现状，最后对液压系统流体脉动主动抑制技术的发展前景和方向进行展望。     

基于ITI-SimulationX的液压挖掘机多路阀建模与仿真

利用ITI-SimulationX软件二次开发平台,对某液压挖掘机铲斗液压缸用多路阀基本单元——固定节流阀进行封装,建立了多路阀主阀模型,在此基础上,建立铲斗液压缸系统模型并仿真,获取了多路阀主阀各端口压力、流量以及铲斗液压缸活塞杆位移与速度曲线。结果表明:多路阀主阀设计参数合理,控制性能可靠,能够保证铲斗液压缸平稳运行。     

高升率液压脉冲系统机制分析与设计

为模拟航空作动器高压力、高升率工作环境进行脉冲试验,设计了T形波脉冲系统,系统采用压力传感器和电液伺服阀构成闭环控制,通过控制经伺服比例阀流入非对称增压缸低压腔的流量建压。在建立蓄能器、电液伺服阀及增压缸-被试工装件的压力-流量数学模型的基础上,基于AMESim搭建仿真模型,对比分析不同工装件容积、脉冲升率对系统动态性能的影响。仿真结果表明,系统主要由蓄能器提供瞬时流量快速建压,释放能量后,液压泵需要在一个周期内为蓄能器补充0.25 L液压油;为保证压力升率,系统最低流通能力为250 L/min。依据仿真结果选择系统关键元器件搭建脉冲试验台,试验台实现峰值压力42 MPa、升率1 100 MPa/s的T形波,并稳定持续20万次脉冲,验证了仿真分析的正确性。     

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。     

阀控缸型式液压电梯的振动模态分析

所设计的液压电梯采用直顶方式,以阀控缸型式液压电梯作为研究对象,构建了其物理模型,建立了基于柱塞缸与轿厢架(m_1)、轿厢与电梯载重(m_2)二自由度的阀控式液压电梯系统动力学方程。在此基础上,讨论了该液压电梯系统的振动固有频率的计算方法。通过仿真实验,着重分析了其油液刚度、轿底橡胶减震垫刚度以及轿厢载重大小的变化对系统固有频率的影响。结果表明:其他条件不变情况下,液压电梯系统的一、二阶固有频率随油液刚度的减小而减小;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿底橡胶减震垫刚度的增大而增大;液压电梯系统的一、二阶固有频率随轿厢载重的增大而减小。     

基于模糊RBF的液压压裂泵同步研究

针对液压压裂泵的液压缸工作中的不同步导致整个系统流量和压力脉动大、输出效率低、液压元件使用寿命短的问题,以阀控缸为研究对象搭建其数学模型,提出利用模糊RBF神经网络+交叉耦合的控制策略对液压缸的同步动作进行控制。在传统模糊控制的基础上,将模糊控制与RBF神经网络控制融合在一起,根据系统数学模型,设计了跟踪控制器和同步控制器,实现对阀控缸系统的精准控制与同步反馈。仿真结果表明：与传统PID和模糊PID系统相比,模糊RBF神经网络+交叉耦合同步控制策略同步精度高,响应速度快,有较好的鲁棒性和稳定性。     

基于流固耦合的液压控制阀流体特性分析

基于Workbench平台,利用双向流固耦合的方式,对不同边界条件下换向阀内的流体运动进行了模拟与分析,得到了换向阀内液压油的流体特性在各个开度以及不同流量下的变化规律,并对差异出现的原因进行了分析,针对开度较小时的情况,单独对液压油的缝隙流动做了模拟,并对缝隙流动时流体的流速与压力的分布情况做了比较分析,缝隙流动时,流体运动并不均匀;对液压系统进行了流体冲蚀分析,得出了换向阀的冲蚀规律;对液压系统在液压油影响下的受力情况做了分析,得出了换向阀在液压油流动时的压力分布,并进一步对换向阀在液压力的作用下的位置变动进行了分析。     

水力振荡器压降及频率变化规律的试验研究

在研究水力振荡器结构和工作原理基础上,提出了水力振荡器压力/螺杆转速测试的设计方案;完成了在不同流量下不同定阀直径与动阀匹配时水力振荡器入口和出口的脉冲压力测试试验;通过对测试数据的频谱分析和相关性分析,总结阀口变化频率、压降随阀口直径的变化规律,测试结果对动定阀配合选型具有指导意义,为水力振荡器结构优化和参数设计提供技术支撑。     

矿用液压缸动载特性的仿真及试验研究

基于AMESim仿真计算,综合软件中机械元件库、液压元件库及液阻库,建立了矿用液压缸动载加载系统的仿真模型,对动载条件下液压缸无杆腔的压力特性进行模拟分析,进行了液压缸动载过载的现场测试试验并同步监测无杆腔压力波动,仿真计算数据在一定误差范围内与试验数据吻合,验证了文中仿真模型搭建及参数设定的准确性。在此基础上通过修改仿真模型的技术参数,对矿用液压缸在不同工况条件下的动态特性进行仿真计算,对比不同工况下的液压缸无杆腔压力-时间曲线,得出结论:增大液压缸初撑压力以及无杆腔容积有利于增强液压缸的抗冲击能力;动载过载条件下安全阀超调量达到36%,1.2 s后完全泄压;液压缸动载过载冲击试验台蓄能器对液压缸压力特性的影响表现在随着蓄能器容积的增大,初期无杆腔压力峰值明显增大,后增强趋势逐渐放缓,蓄能器容积达到300 L后影响强度基本为0。