暂冲实验气源两级调压阀串联调压的参数设计及测试

高压气体轴承实验具有压力高、流量大等特点。而现有的气体轴承实验气源的压力调节方法由于工作压力低、流量小无法应用于高压和大流量工况。为了对高压气体轴承暂冲实验气源的输出压力进行控制,提出了两级自力式压力调节阀串联调压方法,通过计算确定了自力式压力调节阀的相关参数,并进行了实际测试。测试结果表明:两级串联阀组能使阀后压力在4 s内由1.2 MPa快速下降至设定压力,可实现压力的快速调节。因采用流程工业广泛使用的自力式压力调节阀作为主要调压部件,显著地降低了高压气体轴承暂冲实验气源系统的建设成本,获得了较好的输出压力稳定性,具有较高的工作可靠性。为小型实验室内的暂冲实验气源系统的压力控制提供了一种简单有效的解决思路。     

二自由度气动比例系统的动态特性分析

气动比例系统的动态特性是影响其工作性能的关键因素之一.通过对影响系统动态特性的主要影响因素气源压力、气体流量及工作负载进行理论分析发现,系统的控制系统受气源压力影响最大,气体流量次之,工作负载最小.通过实验验证了该理论的正确性,同时找到系统的最佳工作点,为提高系统的控制性能提供了参考.     

二自由度气动比例系统的动态特性分析

气动比例系统的动态特性是影响其工作性能的关键因素之一。通过对影响系统动态特性的主要影响因素气源压力、气体流量及工作负载进行理论分析发现，系统的控制系统受气源压力影响最大，气体流量次之，工作负载最小。通过实验验证了该理论的正确性，同时找到系统的最佳工作点，为提高系统的控制性能提供了参考。     

一种恒压恒湿供气系统的设计与试验

开发了一种能提供恒压恒湿压缩空气的供气系统,此系统主要由气源处理元件、压力子系统和气体湿度子系统等组成。对系统的比例流量阀和节流阀等元件进行了选型,设计了包含干空气支路和湿空气支路的气体湿度子系统,通过PID闭环实现了在压力保持恒定的同时,通过改变干、湿两空气支路的流量配比以控制压缩气体的湿度。经试验测定:此系统能够在表压力0~0.2 MPa范围内、大气压下露点-15~20℃范围内同时保持压力和湿度恒定,供气流量可达79.6 L/min(ANR),为恒压恒湿供气系统的研制提供了参考。     

新型气磁悬浮轴承的机理研究及仿真分析

基于静压气体轴承具有可提供较大承载力与主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、可控性好的特点,提出了一种新型气磁悬浮轴承.研究了其悬浮机理,基于静压气体轴承压力分析以及主动磁轴承磁路分析,建立了气磁悬浮轴承悬浮力的数学模型;通过有限元仿真分析了气磁轴承的磁场特性、流场特性以及气磁耦合特性,确定了气磁轴承的承载能力.研究结果表明:...     

两种不同锥腔结构的静压气体轴承性能研究

为研究高承载、高刚性锥腔气体轴承流场特性,建立供气孔和轴承间隙组成的完整气体轴承流场,采用层流和分段湍流模式计算不同间隙下中心进气锥腔气体轴承的压力分布曲线,计算与试验测试结果基本吻合。承载力测试的结果表明这种锥腔轴承具有较高承载力,但气腔容积较大。在此基础上提出了环形进气锥腔气体轴承,计算结果表明:改进后的气体轴承承载力较高,气腔容积大大减小,稳定性提高。     

狭缝节流静压气体止推轴承性能研究

为研究狭缝节流气体止推轴承流场特性,利用运动方程、连续性方程及气体状态方程推导了流场的压力分布公式、质量流量公式和最佳刚度条件,并在一定的参数条件下计算了轴承的承载和刚度。理论分析和计算结果表明,在其他参数相同的条件下,轴承的承载力和质量流量随狭缝的宽度的增加而增加;随着狭缝深度的增加而减小;在其它结构参数相同的条件下,随着狭缝深度的增加,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加;随着狭缝宽度的减小,最大刚度对应的气膜厚度逐渐减小,最大刚度值增加。     

精密导轨用气体轴承微米形状静压面特性研究

精密加工装备或测量仪器要求导轨具有高刚度高精度特性。文章提出了基于气体轴承静压面微米形状的刚度提升方法,研究分析多孔质气体轴承微米形状的结构原理及类型,采用母线多线法和同心圆法测量圆柱型气体轴承静压面,并评估其曲面不规则度或同心度偏差,以减少加工误差对静压槽形对气膜静态特性的影响;通过SolidWorks内嵌插件对气体轴承加载力进行仿真分析,为气体轴承微米形状静压面静态特性的槽型深度提供试验参数依据;最后对比分析了0.1～0.5 MPa气体压力对平面气膜在承载载荷力、静态刚度、气体流量等特性影响,当凹面槽深h_1=1μm即该值接近受承载力变形量时,气体轴承刚度较好且气体流量较低;当微米形状为凸面时,气体轴承静压面特性表现较差,为精密导轨工程应用高刚度高精度气体静压轴承设计提供参考依据。     

气体轴承实验台管道非定常流动初步研究

为研究气体轴承实验台管道气体流动特性,尤其是管道内速度、压力的变化,采用特征线法对简化管道模型的一维非定常流场进行计算。计算结果表明:该模型能够计算定压容器管道的非定常流动特性,特征线法能满足计算精度与计算速度要求。研究结果为实验台的进一步设计、可靠性评价和优化提供了一种可能的方法。     

基于PLC与组态技术的气体超声波流量计校准平台

针对气体超声波流量计校准装置成本高、精度低、检定效率差的事实,以喷嘴流量计为标准表研制气体超声波流量校准平台。在分析超声波传输原理与校准平台结构的基础上,以50 mm管径为待测表管道,采用空气负压气源,建立气体流量模型,进行气体流量稳定的PID仿真验证。采用PLC控制电动阀实现稳流,经温压补偿运算后上传至组态界面,在组态监控环境下比较标准表和待测表的流量值,完成校准平台的实流检定。对校准结果进行测量性能指标分析,该平台达到了设计要求。     

610管道检测机器人速度控制装置研究

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计 610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明： 610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过 2/3 区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。     

液压支架高压大流量阀综合试验台设计与仿真北大核心

针对液压支架高压大流量阀设计以双蓄能器组为辅助动力源的试验台,配合增压缸实现系统的分时快速加载。该试验台可为被试阀提供近乎阶跃的短时大流量高压冲击,模拟液压支架承受严重顶板冲击的工况。基于AMESim软件搭建试验系统的仿真模型,并以FAD100/40型安全阀为试验对象,进行冲击压力安全性和公称流量启溢闭特性仿真分析。结果表明:所设计的安全阀冲击安全性试验系统能在规定时间内达到国家标准规定的阀前冲击压力;公称流量启溢闭特性试验系统提供的被试阀开启压力、流量、压力上升梯度及公称流量溢流时间均满足国家标准,进一步验证了试验台及试验方法的合理性。     

承压输油液压管路振动实验研究

采用模拟及实验的方法研究承压输油液压管路在管内速度、压力变化时的频率响应特性。在承压输油液压管路振动模拟实验台上进行实验,采用某EVM 8振动监测分析系统。该系统采用嵌入式系统内核、高采样率高精度A/D模块、自适应放大电路、信号频率自动追踪和基于CPLD的自动跟踪抗混滤波器,具有较高的测试精度。通过实验,得到输油管路的振动固有频率。根据计算结果分析液压输油管路内的液压油流速、压力变化对输油管路固有频率的影响。对输油管路内不同流速、压力条件下的频率响应特性进行分析,结果表明：当输油管路内压力不变时,管路的各阶固有响应频率随着流体流动速度的提高而降低;当流动速度不变时,管路的各阶固有响应频率随压力的提高而增加。     

苹果多功能作业平台液压系统性能研究

针对苹果园区果树种植模式,设计全液压驱动苹果多功能作业平台。利用试验采集的液压系统流量和压力数据,分析平台升降、侧向伸缩和行走液压系统的工作性能。结果表明:平台最大上升速度可达0. 062 m/s,升降系统稳定性和作业效率较高;平台侧向伸缩液压管路设计分流集流阀,使液压泵输出液压油平均分配给4个侧向伸缩液压缸,液压缸同步性较好;高速行走工况下,平台15. 03 s达到匀速运行阶段,匀速运行时液压泵输出流量和压力波动较小,其流量和压力平均值分别为58. 78 L/min和7. 95 MPa;高速上坡工况下,液压泵出口流量较快达到44 L/min,并保持恒定流量向液压马达供油,稳定性较好,完成上坡和下坡整个测试过程所用时间为18. 41 s,系统效率较高。     

基于AMESim油气悬架非线性输出特性建模分析

根据单气室油气悬架的结构特点,搭建其非线性数学模型,基于AMESim建立仿真模型并搭建油气悬架试验台模型。针对缓慢加载工况和周期激励加载工况,油气悬架特性进行对比分析,并重点考虑油液可压缩的影响,对弹性模量和流量系数进行修正。通过模拟仿真和试验结果对比发现,在缓慢加载工况,由于系统载荷较小,仿真和试验结果基本一致;周期激励加载工况下,在行程比较大时,由于压强和活塞杆搅动的影响,油液中将溶解部分气体,将导致油液整体弹性模量的下降,且对输出结果的影响比较明显,同时对流量系数进行了修正,获得修正后的油气悬架非线性输出特性模型;对比分析验证了模型的准确性,为进一步研究提供参考。     

船舶疏水系统流量压力脉动特性研究

疏水系统在船舶中担任疏干排污等重要工作,其工作时产生的管道流量及压力脉动是系统产生振动噪声的主要原因。降低系统流量压力脉动、抑制系统噪声的关键之一是掌握系统流量压力脉动特性。通过分析低噪声柱塞泵的结构原理,结合疏水系统管道结构,建立完整的疏水系统仿真模型;通过试验台对仿真模型的准确性进行验证;最后基于仿真模型,对疏水系统特性及压力脉动的影响因素进行研究。结果表明：流量压力脉动主要作用频率为5 Hz和20 Hz;阀开度及管道长度对压力脉动影响较大,泵参数变化的影响较小,后续设计优化应优先考虑出口管道。     

负压式气浮平台供气压力的研究

液晶平板在线检测过程中,使用负压式气浮系统的稳定性更高,为了比较负压的大小对气膜稳定性、供气参数、质量流量的影响,运用气体润滑理论,对气浮平台的单个节流孔进行理论分析,得到气膜平面的压力分布规律。建立正负压节流孔间隔排布的通孔阵列模型,通过Gambit建立模型并划分网格,对模型提供不同的负压,导入Fluent进行数值计算,得到各种情况下通孔阵列和阵列中心的压力、速度分布曲线。比较得到负压为-2 k Pa时,气膜稳定性更好。分析不同负压所需与之匹配的正压,得到对同一支承物,气膜厚度不变的情况下,正压随负压的变化规律。最后从稳定性和经济性因素出发,得到玻璃光学检测仪器的气浮支承平台的供气参数。     

管内智能封堵机器人封堵及调速装置设计与研究北大核心

提出一种适用于小管径、中低压力油气运输管道维抢修作业的封堵及调速装置。该装置借助管道内介质压差驱动行进,利用电机控制环形缝隙及节流口,实现行进速度的控制及管道内输送介质的封堵。阐述封堵、驱动及调速装置的设计;采用有限元仿真分析方法,研究封堵橡胶的密封特性、环形缝隙及节流口对机器人行进速度的影响;并利用所研制的机器人样机在实验测试平台上开展了封堵可靠性及调速性能实验研究。结果表明:所设计的封堵及调速装置能够在介质压差的驱动下行进,通过控制环形缝隙及节流口可实现速度调控,同时在1 MPa介质压力条件下,可实现快速、可靠封堵。研究结论为管道内智能封堵机器人在速度调控及封堵可靠性方面的研究提供了参考。     

脉冲微射流技术实验台气压系统的设计

为了对燃气射流的喷射状态进行研究,通过控制射流的流场状态,实现射流与周围空气更好地混合,提高燃气的燃烧效率,设计了一套基于高频电磁阀控制的脉冲微射流控制圆射流的实验台。利用模块化设计的方法,选择新型的气动元件,进行了脉冲微射流控制圆射流实验台气压系统的设计。