大惯量负载液压冲击的主动变阻尼抑制方法

在液压传动系统中,由于控制阀突然关闭或负载运动突然换向,会产生液压冲击现象。液压冲击严重影响系统的平稳运行,降低元器件的使用寿命,甚至使执行器产生误动作,造成安全事故。如炼钢高炉扒渣机大臂液压控制回路就存在这种问题,由于负载惯性大,换向频繁,液压冲击现象严重,造成扒渣机大臂驱动马达寿命短,频繁更换,影响了生产效率。为改善这种现象,对大惯性负载液压系统中的液压冲击现象进行研究和分析,提出一种主动缓解液压冲击的方法,利用换向控制信号主动预测冲击峰值压力的出现时间,并据此调整用于缓冲的可变阻尼,达到缓解液压冲击的目的。理论上阐述该方法的原理,利用数字仿真和现场测试进行验证。结果表明,该方法具有速度快、能耗低的优点,在满足系统响应特性的前提下,可有效降低系统的液压冲击。     

活塞式蓄能器在电梯用液压缓冲器中的应用

该文探讨了一种采用活塞式蓄能器复位的电梯用液压缓冲器,通过建立冲击过程的动力学方程,利用MATLAB动态仿真考察系统的缓冲性能,讨论蓄能器对系统缓冲性能的影响。系统缓冲过程平稳,无大的冲击,从理论上论证了带活塞式蓄能器的电梯用液压缓冲器的可行性。     

液压蓄能器应用于摇摆台的仿真研究

蓄能器作为液压系统的重要辅件,其动态响应能力对于改善系统工作性能具有重要作用。为了吸收回路中产生的液压冲击,对摇摆台支撑装置中的液压元件起到保护作用,提高设备使用寿命,针对不同充气压力对于蓄能器吸收压力冲击能力的影响进行了仿真研究。将气囊式蓄能器分为气腔与液腔两部分,在分析工作过程中受力情况的基础上建立了蓄能器的数学模型。根据容腔节点法,利用Simulink建立了摇摆台支撑装置的仿真模型。仿真结果表明蓄能器对于液压系统中产生的压力冲击具有明显的吸收作用。     

船舶泊岸液压储能缓冲系统设计与仿真

针对海浪冲击码头船舶时,长时间会破坏船舶和码头及其附属装置,提出一种船舶泊岸液压储能缓冲系统,兼有储能和缓冲效果,利用液压缸往复运动吸收海浪对船舶的持续冲击,并通过蓄能器储存液压能;失速船舶泊岸过程,液压缸活塞缓冲吸收船舶失速冲击动能。给出了船舶泊岸液压储能机理和缓冲原理,基于AMESIM搭建了船舶泊岸液压储能过程和液压缓冲过程系统仿真模型,开展了系统储能特性和缓冲性能仿真分析,主要计算了蓄能器气囊储能量和缓冲过程储能率值,研究结果表明：船舶泊岸液压储能缓冲系统可有效储存海浪能,对失速船舶冲击具有缓冲作用;系统储能过程,蓄能器单次储能量可达15.8kJ;缓冲失速船舶过程,缓冲时间为1.1s,缓冲位移为0.66m,蓄能器储能率可达23%。     

不考虑进口特性的蓄能器吸收冲击理论及试验

针对蓄能器吸收压力冲击的功用,在忽略连接管道和进油阀参数影响的前提下,将皮囊式蓄能器内部分为气腔、皮囊和油腔三部分,分析皮囊的受力情况,建立蓄能器的二阶数学模型。利用Matlab/Simulink®工具建立仿真分析模型并进行仿真。分别在热轧带钢卷曲机和高速钢筋剪切机上搭接试验系统,以dSPACE为控制和采集工具进行试验研究。将仿真分析和试验研究的数据对比,验证了数学模型的正确性,并得出通常情况下蓄能器在液压系统中吸收液压冲击时,充气压力选择应根据模型中阻尼比最佳的原则完成等结论。     

新型复式皮囊蓄能器动态性能分析

为改进皮囊蓄能器的动态性能, 提高其抑制液压流量脉动噪声及缓和负载变化压力冲击能力, 介绍了新型复式皮囊蓄能器的设计原理。从黏弹性力学出发, 建立了复式蓄能器动态性能方程组, 仿真分析新型蓄能器和旧式单皮囊蓄能器系统动态性能的差异。基于推导的广义Maxwell力学模型, 分析了新型动态系统的性能与其内部参数的联系。计算表明, 在低频及等温情况下, 新型复式蓄能器比旧式蓄能器能更好地吸收压力脉动和缓和压力冲击;新型蓄能器的复式结构提供更多可调节的内部参数, 也为提高液压系统工作性能准备了物质条件。     

无人机液压弹射系统仿真研究

以液压马达驱动的无人机液压弹射系统为研究对象,给出了无人机弹射起飞和弹射后小车缓冲制动减速的工作原理。基于AMESim分别建立了无人机弹射起飞和小车缓冲制动减速仿真模型,分析了蓄能器最高蓄能压力、蓄能器体积、卷筒半径、插装阀通径、双向马达排量对无人机弹射起飞速度及位移的影响规律。研究了缓冲溢流阀开启压力对小车制动过程速度、位移和液压马达缓冲腔压力的影响规律,为无人机液压弹射系统的设计与优化提供指导。     

蓄能器对一种液压系统动态特性的影响研究

蓄能器能有效吸收液压系统压力冲击和压力脉动,对液压系统动态特性有很大的影响。为了给某钢带张力控制液压伺服系统中蓄能器参数的合理选择提供参考,提高该系统的动态性能,改善钢带轧制精度,建立了皮囊式蓄能器的数学模型,从理论上找出影响蓄能器性能的主要参数,然后运用HyPneu软件对该系统进行仿真分析,仿真结果与理论分析结果相符。研究结果表明,蓄能器的预充气压力、容积以及连接蓄能器的管道直径对该系统动态特性有很大影响。     

潜孔钻机大臂油缸缓冲装置性能研究

为了研究液压潜孔钻机大臂油缸缓冲装置在定孔位过程中的缓冲性能,以某型潜孔钻机大臂油缸为研究对象,利用计算机仿真技术,建立潜孔钻机大臂油缸仿真模型,根据实际工况进行大臂油缸缓冲特性的动态仿真。在SimulationX中模拟潜孔钻机钻孔姿态调整过程,输出油缸的压力、流量和活塞位移速度等数据,通过分析仿真结果来确定大臂液压缸缓冲装置的有效性。研究结果表明,浮动缓冲套式液压缸有着良好的缓冲性能,能有效减小钻机工作姿态调整过程中的冲击。     

基于Adams和Matlab的LWL-120扒渣机扒渣力仿真测试及优化

LWL-120扒渣机在扒渣工况下,对扒斗油缸扒渣时的扒渣力进行仿真测试及优化。扒渣力是通过液压油缸压力经构件传递于扒斗齿产生的作用力,能衡量扒渣装置的扒渣性能。在Adams中,通过建立合适的弹簧模型来模拟测力计,可以得到仿真测试扒渣力,并建立了理论计算扒渣力的模型和计算,对比分析,验证仿真测试扒渣力正确性。最后,利用Matlab中的优化工具箱对扒渣力进行优化,优化后扒斗油缸行程变短,扒渣力提高了17.72%,提高了扒渣机的扒渣性能和效率,为扒渣机的设计提供依据和参考。     

绞吸式挖泥船绞刀系统液压冲击研究

随着沿海经济的快速发展,绞吸式挖泥船具有广阔的市场,已成为水下开挖输送施工、水域工程治理的主要设备,但是由于液压冲击,绞吸式挖泥船的叶片泵经常发生故障,降低了挖泥船工作效率。对绞吸式挖泥船由于土质不均所引起的液压冲击进行分析研究,并在系统中连接蓄能器。利用三维建模软件AMESim对绞刀系统进行实体建模,模拟实际工况对绞刀马达加载,得出了叶片泵入口压力曲线。通过比较分析了绞刀系统是否安装蓄能器的压力图,确定最佳的蓄能器前单向阀开口大小。得出的压力曲线与现场所测曲线进行对比,可以为液压系统的仿真提供理论依据。     

基于AMESim的剪板机液压系统动态性能分析

为了提高剪板机的主动安全性,改善剪板机液压系统的动态性能,在介绍剪板机液压系统工作原理的基础上,AMESim模式下建立了剪板机液压系统的仿真模型。重点研究了插装阀阻尼孔直径和蓄能器预充压力对剪板机主液压缸和压料缸动作性能的影响,以及为了使压料缸的压紧力可控,在压料缸和油泵之间加入一个定值输出减压阀。仿真结果对剪板机液压系统的改进具有一定的指导作用。     

快速锻造液压机组蓄能器回程系统特性研究

针对快速锻造液压机组回程系统中蓄能器选用缺乏理论支持的问题,以10 MN快速锻造液压机组回程系统为例,运用AMESim软件分别对含气囊式蓄能器和含活塞式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统进行仿真分析和试验研究。仿真结果表明：含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统比含气囊式蓄能器的快锻压机回程系统的锻造频次高1.2倍;含气囊式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统在回程缸回程时,其响应时间比含活塞式蓄能器回程系统的响应时间少20 ms,但在主机下压时,结束时间比含活塞式蓄能器回程系统响应时间滞后100 ms;含气囊式蓄能器的回程系统回程缸进口流量波动幅较大。在满足压机回程压力的前提下,通过不同初始充气压力、不同蓄能器容积对含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统的试验,结果表明仿真与实测结果基本一致。     

民航运输机蓄压器刹车系统建模与故障仿真研究

蓄压器刹车是民用运输机在主液压系统失效以后唯一的刹车形式,为保证飞机着陆的安全起着至关重要的作用。研究蓄压器刹车系统的工作过程,即主液压系统失效后踩刹车时由蓄压器提供刹车液压油至刹车作动筒进行刹车,并进行了蓄压器刹车过程理论计算。利用AMESim建立蓄压器刹车系统模型,模拟在充压和释压过程中的蓄压器工作过程和蓄压器存储的可用油量。根据AMESim仿真模型分析了蓄压器刹车系统在气穴和漏油情况下的工作特点,得出不同情况下蓄压器刹车的有效刹车次数,为民航运输机蓄压器刹车系统的维护提供技术支持,也为保障飞行安全提供技术支持。     

小型汽车制动能量再生系统液压蓄能器计算与选择

以捷达GIF型的小型汽车为研究对象,采用液压储能方案对其制动能量进行回收。在对该车制动过程动力学分析基础上,利用MATLAB软件,对制动能量再生储能过程中蓄能器气囊体积和压强进行计算,初选出所需容积的蓄能器。在仅有制动能量再生系统起作用的情况下,对小型汽车制动减速和起步加速过程的加速度、速度、气囊压强及气囊体积进行仿真,检验出所选蓄能器能满足使用要求。     

基于AMESim的特高压断路器管道系统压力波动

针对特高压断路器管道系统中产生的液压冲击波对操动系统运行的影响,以蓄能器及其管道系统作为研究对象,在分析其压力波动产生机理的基础上,确立了管道子模型的选取原则,应用AMESim软件建立了液压系统的综合仿真模型,对模型进行求解后得到了液压管道的压力波动特性,同时分析了管道长度和内径对压力波动幅度的影响。研究结果表明：现有管道系统的压力波动幅度较大,不利于系统的稳定运行;对管道长度和内径组合进行优化设计后,压力波动的降幅在50%以上。所采用的研究方法对特高压断路器管道系统的优化设计具有参考价值。     

液压高速冲击模拟系统

设计了一套液压式高速冲击模拟系统。采用高压蓄能器供油，通过伺服阀控缸系统将液压能转换为冲击能，模拟冲击速度与加速度的动态变化过程，并且具有冲击角度调整功能。介绍了液压冲击模拟系统的组成与工作原理，重点分析了液压冲击机构；建立了基于蓄能器供油的伺服阀控缸系统动态模型，分析了其简化模型和基本特性；分析了冲击动态模型中各参数对于冲击过程的影响。最后介绍了液压冲击模拟系统的原理样机，并给出了冲击试验数据。     

高低压蓄能器在回转泵控液压系统中应用及仿真

为了提高挖掘机回转系统的运行稳定性,通过引入高低压蓄能器的方式提出了一种回转泵控液压系统,通过相互协同的方式来实现泵控过程,并在Simulink 平台开展了仿真分析。结果表明:单蓄能器和双蓄能器在各运动阶段和泵输出功率基本一致,形成了相同的能量释放与保持特性。相对于单蓄能器,双蓄能器回转系统缩短了约0.5 s的制动时间。高压蓄能器形成较小的油液充放范围,但能够达到较高压力,同时低压蓄能器起到弥补高压蓄能器体积偏小问题。减速制动时,高压蓄能器升高到最大压力后高低压蓄能器开始回收能量,可以更加高效回收能量,显著缩短制动时间。该系统的液压系统设计具有能量回收以及系统自动补油的功能,表现出很好的节能高效性能,对提高挖掘机液压系统运行效率具有一定的理论意义。     

合理选择关键参数提高液压再生制动能量回收率

针对半挂车制动器磨损严重、能量损耗等问题,对半挂车的再生制动系统进行了研究,提出了液压蓄能器式再生制动系统。通过建立仿真模型,并针对制动与驱动工况建立数学模型,分析蓄能器容积与预充压力、泵/马达排量对液压再生制动系统的影响。研究结果表明,增大泵/马达排量,能提升制动能量回收效率;制动能量回收效率随着蓄能器的容积大小而不同;蓄能器预充压力增大,制动距离短,但不利于制动能量的回收与驱动位移的增加。再生制动系统能增加半挂车的行驶位移,提高燃油经济性,为液压混合动力研究提供了参考。