振动钻削过程中液压颤振器的振动特性分析

提出一种液压颤振器,该颤振器可用于振动切削的激振装置,它主要有高频激振阀和单作用颤振缸组成,该颤振器可输出500 Hz的受控振动。采用ANSYS Workbench对颤振器的关键部件弹性端盖进行静态和模态仿真。实验测量了钻孔和不钻孔情况下该颤振器的压力特性、加速度特性和位移特性,并对数据对比分析,结果表明,工件的振动频率能跟随激振阀的激振频率,能量集中在激振频率;该液压颤振器与不钻孔时的振动特性均未发生太大变化,说明该液压颤振器的稳定性是极好的;谐振频率300 Hz,谐振时振幅明显增加。     

高频电液振动台振动特性实验研究

传统电液振动台由于受伺服阀频响特性的限制,其工作频率难以提高到较高的水平。为此提出一种基于2D激振阀的高频电液振动台,由于2D激振阀是一种特殊结构的转阀,通过提高2D激振阀阀芯的转速可以使电液振动台的工作频率实现大幅提高。分析了高频电液振动台的工作原理,并建立了其数学模型,为了验证理论分析以及高频电液振动台工作时的实际输出振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明：基于2D激振阀的电液振动台能大幅提高振动频率,振动台输出的振动频率达到800Hz,远远高于现有传统电液振动台的振动频率。     

高频电液振动台谐振特性研究

传统电液振动台的工作频率受伺服阀频宽的制约难以提高到较高的水平,为了解决这一难题,提出一种由2D激振阀和数字伺服阀联合控制差动式液压缸所构成的新型高频电液振动台,旨在大幅提高电液振动台的振动频率。阐述了高频电液振动台的工作原理并建立其数学模型,利用Simulink构建了系统仿真模型,对高频电液振动台在谐振点工作时的振动波形进行了仿真研究。为了验证理论分析以及高频电液振动台在谐振点时实际输出的振动波形,设计了高频电液振动台并进行了实验研究。实验结果表明:高频电液振动台的振动频率由2D激振阀阀芯的转速决定,当2D激振阀的激振频率与电液振动台的固有频率相等时,振动台输出的幅值会被突然放大(即产生谐振现象),过了谐振点后振动台输出的幅值则会快速下降。     

基于AMESim的新型高频电液颤振器仿真分析

利用AMESim建立了高频电液颤振器的仿真模型,通过仿真确定了颤振器的谐振频率,并对其在谐振频率和非谐振频率下的振动过程进行仿真研究。仿真结果表明:该电液颤振器的谐振频率为1500Hz。电液颤振器在谐振频率下输入较低压力即可输出较大振幅,达到节约能源的效果。     

新型高频电液颤振器的振动研究

提出了一种高频、微幅、大输出力的新型电液颤振器,该颤振器由转阀控制油液进出从而驱动弹性端盖以某一中心位置做周期性往复振动,并且可以通过控制无杆腔容腔的体积变化实现对颤振器固有频率的改变。介绍了颤振器的工作原理并建立其数学模型,利用MATLAB中的Simulink对振动波形进行了分析仿真。分析研究发现,该高频电液颤振器随着振动频率的提高,其振动输出的位移逐渐减小,在振动频率达到2000 Hz时,产生微米级的振动。     

电液高频疲劳试验机的控制系统

由于电液高频疲劳试验机采用传统的电液伺服阀难以达到较高的激振频率,为了解决这个问题,采用一种特殊结构的2D激振阀来控制液压缸,从而提高电液高频疲劳试验机的激振频率。该2D激振阀具有双运动自由度,控制阀芯旋转可实现激振频率控制,控制阀芯轴向运动可实现激振幅值控制。由于2D激振阀的转阀特性,无法引入一个偏置信号实现对激振中心平衡位置的偏置控制,因此在对称液压缸上并联一个数字伺服阀,通过改变数字伺服阀的开口大小和方向就可以实现激振器振动中心位置的偏置。基于激振频率与激振幅值控制原理设计了一种采用DSP控制的控制器,该控制器能控制电液高频疲劳试验机的激振频率与激振幅值。同时,实验室已有的控制器能控制并联的数字伺服阀开口大小,从而达到偏置控制的目的。基于电液高频疲劳试验机的工作与控制原理搭建实验平台并做实验。结果表明:该电液高频疲劳试验机的控制系统可实现高达2500 Hz的激振频率,谐振频率为980 Hz,在该频率可进行高频率、大载荷的疲劳实验。     

新型电液激振试验台的高频特性研究

电液激振试验台是在振动机架上安装电液激振器,由激振器产生激振力,作用在实验对象的某一局部区域,使其产生强迫振动。该文根据液压马达的大功率、大扭矩的特点,提出了一种由马达驱动高频激振阀的新型电液激振试验台研究方法。该方法主要是通过液压马达对2D激振阀阀芯的旋转进行驱动,采用流量阀控制进入马达的流量达到控制阀芯转速的目的。应用流体动力学和系统动力学理论建立电液激振试验台数学模型,对建立的试验台进行实验研究,同时测得液压缸活塞输出的激振力波形。实验表明:该试验台可以大幅度地提高激振频率,达到1200Hz以上的激振频率,激振输出波形近似为一正弦波。马达驱动2D阀的新型电液激振试验台是提高液压振动的激振频率的有效途径。     

一种受电弓动态特性试验台的研制

传统的受电弓动态特性试验系统工作频率不高,振动频率往往低于20 Hz。为了在更宽的频率范围内进行受电弓的动态特性试验,搭建了受电弓振动试验台,利用电液式激振方法模拟正弦振动环境。首先阐述了试验台的总体方案、组成以及工作原理,并设计了双闭环控制结构,最后为了测试系统的性能,进行了一系列的正弦定频、扫频试验。现场测试结果表明系统激振频率最高可达25 Hz,振幅可达8 mm,可以精确模拟弓网高频振动,对受电弓疲劳寿命及性能进行准确评估,为受电弓动态特性和结构参数优化研究提供了试验依据。     

单轴高频电液振动台谐振现象的机理分析研究

关于液压系统的谐振现象,传统流体理论介绍的不多,仅仅提出当机械系统的固有频率和液压系统的工作频率相接近时会发生谐振现象。针对单轴高频电液振动台出现的谐振现象,运用能量守恒原理对其产生的谐振现象进行了理论分析,并在2D激振阀不同惯性负载以及不同轴向开口作用下,对单轴高频电液振动台输出的谐振波形进行了仿真研究。并利用数字伺服阀调节液压缸无杆腔的容积,实现液压系统固有频率的改变,从而使得电液振动台能够正常工作在不同的谐振频率点。     

2D阀控高频电液振动台的设计及其特性分析

该文在分析目前电液振动技术的基础上,采用2D伺服阀控制激振缸,用2D阀的转速和直线位移来控制振动频率和振幅。文章介绍了2D阀控电液振动台的工作原理,以及振动台控制系统的硬件组成。最后在各种频率下进行激振实验,分析了激振波形,总结了实验结果。结果表明2D阀控电液振动台能实现高频振动。     

高频电液激振器的实验研究

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件,其发展趋势是保证输出大激振力的同时,向着2000Hz以上工作频率段的方向发展,以适应新产品开发过程中的振动环境试验的需求,为此对高频电液激振器的研究显得尤为重要。高频电液激振器系统是由2D阀驱动液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现,在2000Hz至3000Hz高频电液激振器所采集的激振波形比较光滑,且波形失真度不大,趋近于正弦波。同时,实现了激振频率3000Hz的重大突破。     

1000Hz高频疲劳试验系统的实验与仿真研究

采用液压马达驱动一种高频激振阀控制液压缸实现了1000 Hz的高频疲劳振动.该文介绍了这种高频疲劳实验系统及其关键控制元件--高频激振阀,计算了在高速转动时阀芯的阻力扭矩,通过CFD软件对这种高速转阀的阀口流场进行了仿真分析,实验研究了系统在800～1200 Hz的振动特性.     

挖掘机二通插装阀控激振系统换向频率特性研究

为了提高挖掘机液压激振系统运行稳定性,开发了一种同时包含先导阀与二通插装阀的插装型激振阀,有效克服了传统滑阀式电液伺服激振阀存在低频宽的缺陷。通过设置不同系统压力与节流孔径来获得相应激振频率,使激振系统成本显著下降。研究结果表明：换向阀的阀芯位移呈现正弦特征,换向行程为7.12 mm,换向频率282 Hz。设定节流孔直径为6 mm时,换向频率达到312 Hz,换向行程增大至8 mm最高值。换向频率与面积比间呈正相关特征。提高系统压力后,换向阀达到了更大换向频率。仿真与实验结果显示：变化规律基本一致,相对于仿真曲线,实验得到的激振频率更小,验证了本设计系统的正确性。该研究结构易于实现,具有较好的推广价值。     

2D阀控电液激振器的优化设计和实验研究

为了进一步提高电液激振器的激振频率和控制精度,并降低其加工和安装难度,提出了2D高频激振阀的新结构和控制方法。通过增加2D阀阀芯沟槽与阀套窗口的沟通次数,改进与无刷直流伺服电机连接的高速齿轮箱传动机构,设计混合式直线步进电机与堵头连接以控制阀芯轴向位移,实现了对2D高频激振阀的结构优化。经理论以及实验研究表明：新型2D高频激振阀的结构简单,控制精度高,激振频率最高可达3000Hz。     

小型动静压振动主轴的仿真与实验研究

一种小型动静压振动主轴,该主轴结合螺旋腔轴承,通过双自由度阀(2D激振阀)控制轴向振动,适用于高转速、高频振动的切削中。通过Fluent软件对动静压轴承油膜在不同参数下的压力分布及承载力大小进行仿真分析。实验采集激振频率在20~800Hz之间,振动腔的压力、主轴振动位移以及主轴振动的加速度;通过测试主轴不同的旋转速度以及不同供油压力对主轴径向位移的影响,分析主轴的回转精度。     

电液激振器的谐振特性研究

电液激振器作为疲劳试验机的关键部件,其发展趋势是向着高频率发展的同时,能保证其较大的激振力输出,以满足工程试验对激振器的高频率大激振力的需求,为此电液激振器的谐振特性研究显得尤为重要。电液激振器系统是由2D阀驱动单出杆液压缸活塞以某一振动中心位置作周期性往复运动。根据流体力学和系统动力学的理论对该系统进行数学建模。通过实验研究与分析发现,随着电液激振器的激振频率的上升,激振力的输出会逐渐减小,但在中间的某个频率段激振力会突然增大,且输出波形更趋近于正弦波,因此可以确定在这一频率段激振器发生了谐振。     

振动拉削系统振幅衰减特性分析与实验研究

为了探究振动拉削中导致激振幅值衰减的主要因素,以双伺服阀电液激振拉削设备为研究对象,综合考虑双阀电液激振系统动力学特性,以及拉刀多齿接触效应、工件尺寸参数等影响下的动态拉削力特征,建立了振动拉削过程中的激振系统模型;再分别通过理论计算及系统实验,对比研究了电液激振器在非线性负载扰动下实际输出力和输出位移的衰减波形,为振动拉削激振系统参数优化提供理论指导和实验依据。实验结果分析表明：振动频率是导致系统振幅衰减的主要因素,而动态拉削力通过影响激振缸活塞的运动特征使得输出波形的峰值衰减,甚至使位移振幅趋向于0。     

电液谐振疲劳试验新方法

研究2D高频转阀控制液压缸实现谐振疲劳试验新方法。提出2D高频转阀控制单出杆液压缸谐振疲劳试验方案,2D高频转阀阀芯可以双自由度运动,阀芯旋转运动可以控制系统激振频率,阀芯轴向滑动可以控制系统输出载荷力幅值,液压缸无杆腔初始容积变化可以控制系统谐振频率。建立2D高频转阀、单出杆液压缸和阀控缸系统的数学模型,建立阀控缸系统的Simulink非线性仿真模型,仿真研究液压缸无杆腔定初始容积时阻尼对系统输出载荷力幅频特性、相频特性和系统流量的影响,及谐振工况时载荷力波形失真度和载荷力幅值控制方法。试验结果验证了电液谐振疲劳试验新方法的可行性。该方案能有效提高电液疲劳试验的谐振频率,拓展电液高频疲劳试验机在工程领域的应用范围。     

2D阀控电液激振器

传统的阀控制缸或马达构成电液激振器的方案,在很大程度上受到伺服阀频响特性的限制,其激振频率难于提高至较高的水平,为此提出采用2D阀控制液压执行元件的实现方案,旨在大幅度提高电液激振器的频率.在2D阀中,阀心的旋转运动和轴向滑动分别用于实现激振频率和幅值的独立控制,激振频率与阀心的转速、阀心台肩一周的沟槽数及该沟槽数与阀套一周的窗口数之间的配合关系等因素相关,通过改变这些因素易于实现2D阀控激振器的高频激振.以2D阀控双出杆缸为例,进行理论分析和试验研究.研究结果表明:2D阀控激振器的负载以弹性力为主时,随阀心旋转阀口面积变化的波形近似为上升与下降速率相等的三角波形,但是受到弹性负载方向变化的影响,而激振波形上表现出上升与下降过程斜率的不一致性,这种不一致性在2D阀的轴向开口达到某一临界值时表现得最为显著.随着2D阀轴向开口的减小,激振波形逐渐趋于一致.     

应用电流变材料改变镗杆动态特性的研究

为保证镗削加工切削稳定性,基于电流变材料设计一种智能型镗杆。该镗杆可通过调节施加于电流变材料上的电场强度来改变整个镗杆的动态特性,并借以抑制切削颤振。采用 端部激振方法研究镗杆在不同激振频率和不同电场强度下的动态特性。实验结果表明,在不同的电场强度和振动频率下,电流变材料表现出来的振动特性差异明显,使镗杆的支撑刚度和结构阻尼特性发生显著的变化。