一种数字配流与调速式低速大扭矩液压马达

介绍了一种以高速开关阀组取代传统的轴配流和端面配流机构的数字配流与调速式低速大扭矩液压马达;具体分析了数字式配流与调速的机理与实现的结构;进行了新型液压马达的配流特性和速度调节特性的理论分析.该新型低速大扭矩液压马达不仅可以降低传统型液压马达的机械加工难度,而且可以提高传统型液压马达的机械效率和容积效率;且不需要其它的变量控制机构,通过有规律地调节高速开关阀组的控制时序和脉宽信号占空比,就可以实现传统型低速大扭矩液压马达的双向无级调速,增大控制的灵活性和应用范围,达到节能的目的.     

数字式配流摆线液压马达特性研究

传统摆线液压马达由于采用机械配流,造成机械损失和容积损失高,同时马达结构尺寸大,加工难度较高。基于此,研究一种采用高速电磁开关阀组实现数字式配流与调速一体化的摆线液压马达。分析数字式配流摆线液压马达运行机制与结构特点;在对摆线马达和电磁阀流量特性理论分析的基础上,建立阀-马达动力学模型,针对所提出的模型进行仿真;在此基础上研究摆线马达的配流与转向切换的特性,通过改变 PWM 占空比,摆线马达可以较好实现双向调速。相比于机械配流式摆线马达,数字式配流摆线马达结构复杂度大大降低,配流与调速的灵活性得到增强。     

高速开关阀控液压马达系统性能对比研究

采用一款高响应电液伺服阀并使其处于阀口开、关两种极限工况下工作的高速开关控制方式,构建一种阀控液压马达系统,实现对液压马达输出转速及扭矩的控制,以探究液压马达高速开关控制方法的基本特性。完成该高速开关阀控液压马达系统的设计及AMESim仿真模型的搭建。利用PWM信号控制高响应电液伺服阀实现对液压马达的高速开关控制,并通过仿真获得转速等参数随占空比和频率的变化规律。开发基于高响应电液伺服阀的高速开关阀控液压马达系统实验样机,进行实验与仿真结果的对比研究。结果表明：实验与仿真结果较为一致,液压马达转速随着占空比的增大而增大,随着外负载的增大逐渐降低;而仿真结果中负载的增加会轻微加快液压马达转速的稳定时间的结论,在实验中无法得到印证。     

曲轴连杆低速大扭矩液压马达低速特性的仿真研究

本文建立了曲轴连杆低速大扭矩液压马达进口节流系统的数学模型。推导了低速域马达输出轴角速度随时间变化的理论解析式,采用计算机仿真手段,研究了马达自身因素及系统因素对低速稳定性的影响,通过动态仿真验证了理论分析的正确性。     

曲轴连杆式液压马达配流副泄漏特性研究

本文针对轴配流式曲轴加杆工液压马达配流副泄漏形成机理进行理论研究，对轴配流泄漏特性作了深入细致的分析，建立了配流副的泄漏数学模型，通过相应的仿真研究，获得了其泄漏脉动规律，最后分析了泄漏脉动对马达低速稳定性（爬行）的影响。     

直线式液压马达的结构设计与有限元分析

低速大扭矩液压马达具有扭矩大、低速稳定性好、无须减速机构即可直接拖动作用机械工作的特点,因此广泛应用于工程领域。但是由于现有的低速大扭矩马达液压缸沿圆周方向均匀布置,无法适用于径向空间受限制的场合。在内曲线式液压马达的基础上,提出直线式液压马达的设计方案。该新型液压马达采用活塞连杆式结构,液压缸呈直线型排列,从而提高轴向空间的利用率,并且可以通过增减液压缸的数量提供不同的输出功率。介绍直线式液压马达的结构和工作原理,使用ANSYS进行有限元分析,结果表明该设计方案能够满足液压马达工作时的要求。     

挖掘机行走马达正反向输出扭矩一致性技术研究

针对某型号挖掘机液压行走马达正反向输出扭矩不一致问题展开研究,分析得出马达正反向输出扭矩不一致的主要原因为马达正反向进出口压差偏差大,而导致压差偏差大的主要因素为马达正反向回油平衡阀阀口尺寸公差的不一致性。建立马达平衡阀阀口尺寸链模型,分析平衡阀阀芯、弹簧座、平衡阀阀头及端盖割槽尺寸公差对平衡阀阀口尺寸公差的影响。通过CFD仿真及阀口各组成环尺寸链优化设计,结合零部件实际加工难度进行公差分配,使马达回油平衡阀阀口尺寸保持在0.5~0.7 mm,从而缩小马达背压变化范围。试验结果表明：优化后的马达平衡阀口尺寸公差使马达进出口压差保持一致,从而保证了马达正反向输出扭矩的一致性。     

低速大扭矩液压伺服马达

低速大扭矩液压伺服马达除了应有一般工程机械中使用的液压马达的要求外,还有它的特殊要求,如动态特性、调速范围等。本文从伺服马达的要求出发,分析了各种类型低速大扭矩伺服马达的结构优缺点,并且阐述了为满足其特殊要求而采用的设计方法。     

液压马达对发射装置扭转冲击振动的控制

以阀控低速大扭矩液压马达驱动多管火箭发射系统的回转机构为研究对象,建立了扭转振动响应与液压马达参数的关系.通过对马达参数和扭转冲击响应的计算分析,表明增大油腔工作压力和减少不溶气体的渗入量可以提高系统的动态扭转刚度,回转机构的冲击角速度随着旁路节流阻尼孔的增大而减小;另外,增加合适的节流孔基本上不改变系统的动态扭转刚度.说明在发射系统其它参数不变的情况下,可通过调整液压马达的旁路节流孔实现对回转结构抗燃气射流冲击振动的控制.     

新型偏置式径向柱塞马达特性分析

介绍了一种新型偏置式径向柱塞马达的结构特点。对该马达柱塞的排量、扭矩和运动特性进行理论分析,结果表明该马达具有低速启动性能好、滑靴滑移性能好、运行平稳、噪声低等特点,性能明显优于一般的低速大扭矩马达,且相对于其他类型的液压马达其寿命增加,加工和维修难度降低,除用于普通液压系统外,在一定条件下还可用于纯水液压系统。     

A comparative study of Cr−X−N (X=Zr, Si) coatings for the improvement of the low-speed torque efficiency of a hydraulic piston pump

The internal parts of hydraulic pumps operating at variable speed should be protected from insufficient lubrication. The axial piston type pumps employ a steel-base cylinder barrel rotating on a soft bronze valves plate with a slide contact, where the insufficient lubrication of these components can cause rapid wear of the valve plate and increase the friction loss. In this study, the cylinder barrel surface was deposited with CrZrN coatings, which were expected to improve the tribological contact with a valve plate under low-speed mixed lubrication conditions. Its effect on the improvement of the low-speed torque efficiency of a hydraulic piston pump was investigated and compared with that from the CrSiN coating. The coated cylinder barrels showed much lower friction coefficients and wear rates of the valve plates than the uncoated plasma-nitride one. In particular, the CrZrN coatings revealed better performance than the CrSiN coatings. By representing the improvement in the torque efficiency of the whole pump based upon the degree of the friction coefficient reduction, the CrZrN coatings exhibited approximately a 0.35% higher improvement at 300 bar and 100 rpm than CrSiN coatings. The possible failure modes of the coatings coated on the barrel were sugested and the microstructures of the coatings seemed to have a strong effect on the film failure mode.     

电机械执行器驱动压差可控型多路阀特性研究

现有负载敏感多路阀,由于压力补偿器受到液动力等因素的影响,存在流量控制精度低等问题。以阀后补偿多路阀为研究对象,应用补偿压差调控原理,设计由伺服电机与滚珠丝杠组成的电-机械压差控制单元,增设于压力补偿器之上,构建新型压差可控型多路阀。阐明新型压差可控型多路阀的工作原理,在SimulationX仿真平台上建立了多路阀联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明:伺服电机采用转矩控制模式,控制电机输出转矩,对补偿器阀芯施加附加力,可以在0~3.5 MPa范围内对主阀节流口压差进行连续控制;而且可以对液动力进行估算与补偿,提高了流量的控制精度;此外,在电-机械压差控制单元非控制和控制两种状态下,伺服电机转动惯量越小,滚珠丝杠导程越大,对补偿器响应特性影响越小,压差控制动态响应越好。     

轨道车辆液压减振器的研制与试验分析

以自主开发阀片式液压减振器的低速阻尼特性为研究对象,通过分析减振器的工作原理与结构特征,推断出影响低速阻尼特性试验数据与设计值存在较大差异的原因为间隙泄漏。通过对比结构改进前后的阻尼特性数据,得出低速阻尼特性最优的组合结构,为后期减振器中高速阻尼特性的研究提供参考。     

射流管电液伺服阀特性分析

针对基于经验和数学推导得出的射流管式电液伺服阀各部分数学关系,得到的动态特性不够精确的问题,分别对射流管电液伺服阀的衔铁反馈组件刚度、力矩马达的电磁力矩以及射流管接收器的流场,运用有限元分析工具得出了具有物理意义的数据,运用MATLAB拟合得到它们之间的数学关系。将上述拟合得到的数学关系用Simulink进行多物理场联合仿真,进而得到阀整体的输入输出关系、频率响应和阶跃响应规律,可以比较准确地反映阀实际的工作状态,仿真结果与实际工作过程相吻合,同时在有限元分析过程中考虑了材料和关键设计尺寸的影响,从而为射流管式电液伺服阀整体设计提供了新的思路。     

压裂液连续混配石油设备液压系统分析与优化

压裂液连续混配常规采用阀前负载敏感液压系统作为其液压动力系统,由于混配施工工艺不断改良细化,在大扭矩工况下多马达复合动作,液压系统流量饱和情况下流量优先向轻载分配。为解决这一问题,优选阀后负载敏感液压系统,在流量供给不足情况下,同比减少各负载流量供给,实现马达同步动作。基于AMESim仿真软件,分别搭建连续混配设备阀前及阀后负载敏感液压系统仿真模型,得到泵与马达压力、流量及功率变化曲线。仿真结果表明:阀后负载敏感系统中,负载敏感泵输出功率始终与负载所需功率相匹配;系统流量充足时,泵输出流量始终随着系统所需流量的变化而变化;系统流量不足时,阀后负载敏感阀可以实现流量共享,各马达负载同步动作。实验结果表明：仿真与实验数据差距小于3%,阀后负载敏感系统可以按照阀口开度比例分配各路负载流量,实现各负载平稳动作。     

非平稳工况下液压马达转速波动机制分析

针对液压马达驱动负载系统中,马达输出轴的转速波动特性直接影响负载工作稳定性和可靠性的问题,建立典型液压马达-负载系统的动力学模型,阐明液压马达等效弹簧扭转刚度的计算方法;根据非线性动力学原理,分析等效液压弹簧扭转刚度和摩擦转矩对系统转速波动特性的影响机制,提出利用高频采样计数方法对转速波动进行测试与分析。理论分析与实验结果均表明：非线性摩擦转矩、输出容积脉动、负载转矩、油液有效体积弹性模量等因素的变化影响系统的转速波动特性。     

新型电液振动台振动参数的分析

新型电液振动台采用具有双自由度的2D高频激振阀作为电液激振器,其驱动装置采用大功率、大扭矩的液压马达驱动阀芯的径向旋转,阀芯的轴向滑动用电机通过偏心轮机构来驱动.作者对高频激振阀阀口面积波形进行分析,根据已建立的数学模型采用分段积分的方法求解出振动波形的分段表达式,由此振动波形的解析解推导出振动幅值、工作频率、阀芯轴向位移以及阀芯转速之间的相互关系,在电液振动台上进行疲劳试验以验证解析结果的正确性.研究结果表明:加载模式以弹性负载为主的条件下,振动幅值的大小与阀芯的旋转速度成反比,与阀芯的轴向位移成正比,但是当阀芯位移达到某一临界值时,振幅由于压力饱和而不再继续增大,同时工作频率越大,考虑到实际机械设计及加工,振动波形越不容易出现饱和现象.     

基于变化载荷下孔口出流的扭矩缓慢输出装置

扭矩缓慢输出装置通过齿轮齿条以及压簧良好的储能特性产生扭矩,通过液压缸、单向阀和流量阀的组合应用,实现扭矩的缓慢输出。针对液压缸非恒定出流缺少变化载荷下的计算公式,无法进行量化分析,建立了受变化载荷下的孔口非恒定出流的流速和流量的数学模型,得到了扭矩缓慢输出的时间。经过理论分析和实验验证可以将大扭矩缓慢输出,验证了建立的数学模型的正确性。该装置具有结构简单、传动效率高、输出扭矩大等特点,同时可以有效地防止其在零件失效的情况下因扭矩快速输出造成危害。     

大扭矩无级变速器实验箱的液压系统设计及仿真

为了使用实验箱来测试能否通过提高摆销链式大扭矩无级变速器的传递性能来实现大扭矩地输出,首先设计了满足大扭矩传动要求的液压控制系统。接下来,采用传递函数框图法建立了液压控制系统的数学模型。最后,使用MATLAB软件对液压系统进行仿真分析。仿真结果表明系统上升时间为0. 046 6 s,调整时间为0.108 s,超调量几乎为零,比例阀可以快速响应并准确达到指定值,这表明所设计的液压控制系统的正确性和可行性,为大扭矩无级变速器的研究提供一定的参考。