悬臂式掘进机切割头位置检测方法研究

分析、比较了几种常用的悬臂式掘进机切割头位置检测方法,得出了如下结论:基于编码器的位置检测方法便于在现有掘进机上安装,是目前比较成熟的检测方法,但现场防护困难;基于油缸行程的位置检测方法现场所需空间小,维护量少,但要对现有掘进机油缸重新设计,对油缸的可靠性要求较高。这一结论对采掘设备回转机构的位置检测有一定的借鉴意义。     

产品世界

该装置是一个由十六个加载油缸组成的卧式平面巷道金属支架试验平台。根据试验要求将其中几个油缸组合,通过比例阀施加均匀或不均匀载荷,顶压和侧压可以控制为不同比例,每个加载缸最大可施加300kN载荷,油缸行程500mm,另有两支油缸行程为300mm,施加侧赂荷载。可连续或分级加载。可提供四组独立载荷,以组成不同工况。该试验台可实现自动数据采集和整理,可实现A/D转换,并用分析软件进行分析处理,实验结果用打印机绘图仪输出,提高了支架检测工作效率。     

液压控制系统的模糊-PID算法研究

在LABVIEW平台上将模糊控制算法和PID控制算法相结合设计出一套应用于液压装置性能检测的测试与控制系统,该系统使用模糊-PID自适应控制器,通过模糊规则的建立,对PID的参数进行动态的调整,提高系统的动静态特性,克服传统液压装置效率低,可靠性差,结果受人工影响等不足,本系统中液压缸采用摩擦较低的单活塞杆油缸,缸内径D=40mm,活塞杆直径d=20mm,油缸最大行程为100cm,经过反复测试,控制误差都在+0.5mm,达到了系统设计的要求;最终结果表明:系统实时响应快、超调小、稳定可靠,可以实现对油缸位移的精确控制。     

皮带秤称重传感器振动能吸收装置的研究与开发

为有效降低和消除振动,研发了皮带秤称重传感器振动能吸收装置.对油缸活塞的结构和液压油路控制增加液体流动的行程进行了设计,通过液体流动阻尼将振动能转换为热能,以此吸收振动能达到减振的目的.该装置采用了能量吸收器的振动能转换与吸收技术,具有运行同步、减振及时的优点.     

油缸活塞杆的位置测量

测量油缸活塞杆的位置有很多种方法,但都要改变原有油缸的结构,使油缸工艺复杂化,增加了加工难度,不易实施。利用旋转编码器加磁性钢轮来检测油缸活塞杆的位置,可以不改变原有油缸的结构,同样可以检测油缸活塞杆的位置。经过实验,此种方法检测误差小于1mm。采用此种方法可以对一些老产品进行改造,也可以使新产品油缸工艺不必复杂化,因此节省了人力物力。     

基于OPTIMUS的叉车转向机构的优化设计

一、概述 电叉车转向机构现在普遍采用(图1)横置液压缸式转向机构,这种结构具有形式简单、机构紧凑、布置方便和偏转角大等优点.但是在转向机构设计过程中会遇到一些难题,比如车轮转角误差过大会影响轮胎磨损、油缸径向力大会导致油缸漏油、油缸行程大会引起机构干涉和油缸布置困难、转向油缸推力(或者进油量)要求大则导致转向操作的灵敏性差等问题,并且这些问题之间会相互牵制与制约,很难同时实现的最优设计,因此优化设计方法(特别是多目标优化方法)需要被引入到叉车转向机构的设计过程中.     

一种新型缓冲与定位系统

为实现活塞在油缸全行程内任意点的缓冲定位,介绍了一种用单片机控制的比例阀一油缸缓冲定位系统,详细说明了该系统所采用的自组织模糊控制器的原理和功能,给出了实验结果.     

发射车调平油缸结构损伤弱磁探测仿真分析

调平油缸是某型发射车的主要承力部件,利用弱磁探测技术对其应力集中区和结构损伤点的原位识别具有十分重要的意义。本研究首先构建了调平油缸的三维结构模型和磁场环境模型,进行静态受力分析,然后分别开展调平油缸应力集中、应力释放、损伤裂纹深度、腐蚀损伤程度以及损伤类型与弱磁检测信号的ANSYS有限元仿真实验。结果表明,利用弱磁无损探测技术能够有效检测出调平油缸结构中出现的应力集中和结构损伤情况,并可确定缺陷的类型与大小。     

减少泥水平衡盾构碎石机系统冲击的优化控制方案

针对泥水平衡盾构碎石机油缸换向系统冲击较大的现象，结合碎石机控制过程及系统冲击产生的原因分析，提出一种压力和行程联合控制方案。试验测试表明，优化的控制方案能有效减少碎石机系统冲击，确保设备稳定运行。     

基于CPLD的AGC系统位置检测接口电路设计

压下油缸位置闭环高精度控制是实现冷轧带材板厚板形高精度控制的基础,缸位移信号的检测精度直接影响油缸位置闭环精度。以CPLD为主控制芯片,利用VHDL硬件描述语言,设计了板厚控制(AGC)系统油缸位置检测接口电路,实现了Sony磁尺等增量编码器形式的信号采集与处理。该位置检测接口电路采集和处理信号速度快,抗干扰能力强,若封装成独立模块,可应用于其他工业领域。仿真和试验验证了所设计的AGC系统位置检测接口电路的可行性。     

PLC在水利节制闸同步控制中的应用

大中型节制闸闸门的启闭往往广泛运用双吊点液压启闭机,由于活塞杆的运动不能维持同步,在实际启闭过程中会造成卡死、脱落等安全事故。针对这一问题,设计一个以PLC为核心的闸门自动纠偏系统,将两侧液压缸的活塞杆行程数据反馈给PLC,PLC控制程序判断后发出纠偏指令,控制节流阀流量,达到自动纠偏的目的,从而保证节制闸闸门精确平稳的启闭。通过自动纠偏系统,可有效实现闸门的远程同步控制。     

CFD modeling of the in-cylinder flow in direct-injection Diesel engines

Three-dimensional flow calculations of the intake and compression stroke of a four-valve direct-injection Diesel engine have been carried out with different combustion chambers. A limited number of validation calculations of the compression stroke were first performed in order to explore the limits of CFD representation of the in-cylinder flow. The calculated flow field in three different combustion chambers was compared with laser Doppler velocimetry measurements; the comparison shows that the three-dimensional model is reasonably accurate for crank-angles around top dead center (TDC). In general, it performs better for low swirl combustion chambers while turbulence velocities are under-predicted when squish effects are important.In the main study, the flow characteristics inside the engine cylinder equipped with different piston configurations were compared. For this, complete calculations of the intake and compression strokes were performed under realistic operating conditions and the ensemble-averaged velocity and turbulence flow fields obtained in each combustion chamber analyzed in detail. The results confirmed that the piston geometry had little influence on the in-cylinder flow during the intake stroke and the first part of the compression stroke. However, the bowl shape plays a significant role near TDC and in the early stage of the expansion stroke by controlling both the ensemble-averaged mean and the turbulence velocity fields.     

基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统设计

针对目前提出的车间机械手智能防碰撞监测系统监测精准度低,防碰撞效果较差的问题,提出基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统。硬件系统引入自动调心装置,在机械手内部加入两个避碰开关,将避碰开关与报警器相连接,如果出现碰撞,则发出警报,引用JCQ1工作监测器与机械手串联,确定机械手的工作状态和动作次数。软件部分依据机械臂运动的特点,设置机械手双动式液压缸和臂架单活塞杆双动式液压缸,通过压力反馈计算活塞直径得到液压缸直径,判断最大流量,将判断结果与阈值进行对比,完成防碰撞软件监测。实验结果表明,基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统能够更加精准地控制机械手智能防碰撞监测数据,防碰撞控制精度较高,说明所设计系统能够有效实现间机械手智能防碰撞。     

无杆气缸驱动的柔性机械臂振动控制

提出了一种无杆气缸驱动的柔性机械臂定位和振动抑制系统,采用脉冲码调制(pulse code modulation,PCM)方法实现.首先,推导了气动驱动柔性臂的系统模型,对采用的复合定位和振动抑制控制算法进行理论分析.其次,气缸行程长、气体具有压缩性以及气动驱动存在非线性和阀门开关有时延等因素会引起控制作用的滞后问题,容易激发高阶模态的极限环振荡,导致观测和控制溢出,这将影响控制系统的稳定性.为了克服上述问题,在控制算法中引入时延补偿、低通滤波法.最后,进行气动驱动柔性臂同时定位和振动抑制的试验研究.试验结果表明,采用的气动驱动控制方法可以有效地抑制柔性臂的低频模态振动,并同时实现定位.     

基于 AMESim 的航空燃油柱塞泵特性仿真

针对柱塞倾斜安装的某型航空燃油柱塞泵进行运动学分析,首先基于坐标互换法建立柱塞运动方程,然后采用 AMESim 软件构建柱塞泵模型,最后仿真分析柱塞倾角和转子转速对柱塞泵运动特性、流量特性及压力特性的影响。仿真结果表明,相同工况下柱塞倾角对流量的影响小于转子转速,但斜柱塞结构能增大柱塞行程,增加泵的供油量,适度改善柱塞泵的流量脉动情况。     

A PNEUMATIC POSITIONING DEVICE COUPLED WITH PIEZOELECTRIC SELF‐MOVING MECHANISM

This paper reports a new pneumatic positioning device coupled with a piezoelectric self‐moving mechanism to overcome the main disadvantages of the inherent poor positioning accuracy obtained by traditional pneumatic cylinder. The new driving mechanism is to mount a piezoelectric Impact Drive Mechanism (IDM) to the controlled sliding table driven by the pneumatic cylinder. Based on the configuration, the first step of positioning process is to actuate the sliding table with rough position accuracy but with the benefits of high‐speed and large‐range due to the pneumatic cylinder. The second step is to drive the sliding table with high position accuracy by utilizing the impact force of IDM. The experimental results show that the controlled sliding table is successfully positioned in 0.236 s with rough accuracy of 10 μm and with the stroke of 100 mm by utilizing the pneumatic cylinder, and the final positioning accuracy of 10 nm with respect to the terminated position of the first‐stage control is obtained in 1.479 s due to the actuations of IDM. It is shown that the pneumatic positioning device coupled with IDM has attractive practical applications in the field of precision industry.     

挖掘机高压轴向柱塞泵的虚拟样机

为利用虚拟样机技术预测挖掘机高压轴向柱塞泵的各项性能,基于AMESim和Virtual.Lab开展液压系统建模、一维与三维刚柔耦合联合仿真建模、缸体的系统级疲劳分析以及柱塞泵的辐射噪声分析,得到流量和压力特性曲线、缸体疲劳损伤结果以及各场点的声压曲线,为开展优化设计提供参考.     

基于自适应偏心模型的柱塞副水膜特性数值分析

柱塞副间隙形状对柱塞副的润滑特性影响很大,为提高径向柱塞泵柱塞副工作效率和可靠性,需要准确仿真柱塞副的水膜形状和压力分布。首先,建立了基于等效液阻高度和柱塞自适应偏心的柱塞副间隙泄露模型。模型考虑了柱塞在缸体内的微运动和柱塞受力平衡的因素,运用遗传算法和有限体积法对柱塞副间隙形状和压力分布进行数值仿真分析,进而讨论柱塞副间隙泄露流量。最后,从出口压力、电机转速以及初始密封间隙等方面对压力分布特性和泄露流量进行分析,深入探讨了柱塞副水膜压力分布和泄露流量的影响因素及变化规律。试验结果表明,考虑柱塞自适应偏心的模型对柱塞泄露流量的模拟准确,获取的实时柱塞偏心状态和压力分布与实际状态更为接近。     

数字式气体活塞压力计的活塞系统设计

介绍了数字式气体活塞压力计的关键部件——活塞系统的设计方法,详细阐述了活塞系统的设计原则、材料的选择以及关键尺寸的设计,并通过了活塞系统性能指标和数字式活塞压力计性能指标的验证,为数字式活塞压力计技术的迅速发展提供了理论依据.     

Precise piston trajectory control for a free piston engine

A free piston engine removes the mechanical constraint on the piston motion by eliminating the crankshaft. The extra degree of freedom offers many advantages for reducing fuel consumption and emissions. Nevertheless, stability and robustness of the engine operation has been affected in the meantime. To ensure smooth engine operation, an active motion controller, which utilizes robust repetitive control, was developed previously to regulate the piston motion of a hydraulic free piston engine to track pre-defined trajectories. However, the long piston stroke length, high operating frequency and system nonlinearity impose challenges to precise piston motion control. Therefore, feedforward controllers are investigated in this paper to complement the repetitive control to further improve the tracking performance. The first feedforward design involves the inversion of a linear plant model that describes the dynamics of the engine operation, and the second design is based on the flatness approach, which involves the inversion of a nonlinear model of the system. The two feedforward controllers are designed and implemented on the free piston engine. The experimental and simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed control under various operating conditions and reference piston trajectories.