液压弹簧操动机构缓冲结构的仿真研究

液压弹簧操动机构是高压断路器的重要组成部分,决定了断路器的分合速度和工作稳定性,而缓冲结构在操动机构动作过程中起着不可或缺的作用。为研究和优化800 kV超高压断路器的缓冲结构,对其进行理论分析,利用SolidWorks和ADAMS软件建立内阶梯形缓冲结构的数学模型,建立基于AMESim和ADAMS软件的联合仿真模型,并对分闸缓冲进行试验测试。通过仿真分析和试验研究,得到缓冲结构的动态缓冲油压及流体特性,对五级阶梯形缓冲结构进行优化改进,进一步提高了液压弹簧操动机构的可靠性和适用性。     

基于SimulationX的挖掘机高压斗杆缸缓冲装置的仿真与试验研究

为研究高压油缸的行程末端缓冲装置的缓冲性能,获得油缸缓冲行程阶段的压力、流量等参数,以一款国产挖掘机高压斗杆缸作为研究对象,将计算机仿真技术应用到实际工程研究中。基于SimulationX仿真软件搭建了挖掘机工作装置液压系统的仿真模型(特别是缓冲模型),开展了液压-机械多体动力学联合仿真;在典型工况下对液压挖掘机斗杆缸的压力、流量等参数进行了试验,通过比对仿真结果,对控掘机液压系统仿真的准确性进行了评价。结果表明,所建立的仿真模型是合理的、科学的,该仿真技术在工程领域更进一步的推广是可行的。     

百万伏大功率操动机构液压系统优化设计

作为高压断路器核心部件之一,液压操动机构具有响应快、流量大、瞬时爆发大功率、长期等待性等特点,该文以1100kV特高压断路器液压操动机构为对象,研究基工作原理及关键部件(电磁铁,大流量高响应控制阀,高速液压缸内缓冲结构等)。基于AMESim仿真平台,建立包括电磁铁、蓄能器、高压大流量多级控制阀、高速液压缸内缓冲结构和连杆传动机构等在内的大功率操动机构液压系统仿真模型。通过实验测试的液压缸分闸过程行程曲线与仿真曲线对比,证明仿真模型的准确性,指导大功率操动机构液压系统的优化设计。     

快速压缩机液压制动活塞回弹现象的优化

为解决当前快速压缩机采用气压驱动、液压制动方式时普遍存在的活塞回弹问题,对一台快速压缩机的高压驱动系统和液压缓冲系统进行了结构优化设计。研究结果表明：通过增加排气口数量来减小高压驱动活塞阻力、强化驱动汽缸活塞被驱动侧的放气过程,可以一定程度上缓解活塞反弹现象;同时,液压缓冲系统中被驱动侧液压油压力的迅速建立和释放是影响制动活塞反弹问题的关键,通过协同优化液压制动活塞结构和出油孔泄油量,提高液压制动活塞对实验条件的适应性,可从根本上解决快速压缩机液压制动活塞的回弹问题。     

新型线香机设计及间隙密封流场仿真分析

针对新型线香机在制香过程中缸筒活塞的间隙密封问题,在研究新型线香机制香的基础上,对新型线香机的密封性能进行了归纳,提出了该缸筒活塞装置泄流量的仿真研究,通过采用GAMBIT软件建立缸筒活塞的数学结构模型,利用Fluent模拟缸筒活塞的内部流动,对不同结构的间隙内部流场进行了仿真分析,得出了缸筒活塞间隙密封内压力场的流场分布图。研究结果表明,该缸筒活塞装置的内部流场的间隙密封的密封性能主要受间隙宽度的控制影响,随着压力、密封间隙的增大,泄漏量也随之增加,而缸筒与活塞之间的密封间隙最优化的宽度应控制在0.3 mm以下,可以通过减小密封间隙来减少泄漏量,该结果可对新型线香机的改进优化提供了方向。     

基于AMESim的液压支架立柱试验台液压系统动态性能的研究

针对液压支架立柱试验台液压系统进行研究,应用AMESim仿真软件对液压系统的物理模型进行了搭建,并对系统的动态特性进行了仿真及分析。得出了系统增压过程中增压缸高、低压腔压力随时间变化的曲线和增压缸活塞位移随时间变化的曲线以及在油液不同体积弹性模量下立柱活塞腔的压力随时间变化的曲线。通过优化仿真参数,改进了增压缸的主要技术参数(缸径、最大行程、油液的体积弹性模量),有效地提高了增压缸的增压效率。     

高压斗杆缸缓冲性能影响参数的分析与优化研究

为解决高压斗杆缸在行程末端缓冲性能差、容易损坏油缸的问题,需要对其缓冲结构进行优化设计。以一款国产重载挖掘机斗杆缸为研究对象,将计算机仿真技术应用到工程机械领域,在已搭建的仿真模型的基础上,以缓冲压力和活塞速度两个参数为主要评价指标,采用控制变量法测试了同一缓冲结构在不同参数条件下的敏感性以及各个缓冲结构在缓冲过程中所起到的作用。研究结果表明,对高压斗杆缸无杆腔缓冲作用最大的结构是缓冲套外部斜切面,对有杆腔缓冲影响最大的结构是缸盖节流小孔,并推荐了部分结构参数的最佳值。     

提升机过放被动式吸能系统设计与仿真

针对提升机过放箕斗的强冲击问题,对提升机过放吸能系统进行了研究。提出并设计了一种提升机过放被动式液压吸能系统,对吸能缸关键参数进行了计算,利用AMESIM软件对提升机过放被动式吸能系统仿真模型进行了搭建,初始参数下仿真得到了箕斗速度位移和吸能缸缓冲腔压力流量特性曲线,分析研究了不同吸能缸活塞直径、溢流阀通径和弹簧压缩量对箕斗位移及吸能缸缓冲腔压力的影响规律。研究结果表明:在箕斗不撞缸的前提下,较小的吸能缸活塞直径、较大的溢流阀通径和较小的溢流阀压缩量有利于降低吸能缸缓冲腔压力峰值,并增大被动式吸能系统有效吸能量。     

挖掘机行走马达制动特性研究

针对某型号挖掘机液压行走马达制动冲击问题,对马达驻车延时制动阀和液压缓冲制动阀进行研究.分别建立了驻车延时制动阀CFD仿真模型和液压缓冲制动阀AMESim仿真模型,分析了马达驻车延时制动时间及不同阀芯阀套环形间隙、阀芯阻尼、缓冲活塞行程下的液压缓冲制动时间,对液压缓冲制动时间与延时制动时间进行了合理的匹配,保证了马达较...     

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。     

液压操动机构缓冲特性研究

对液压操动机构的缓冲过程进行理论分析,通过建立对应的数学模型,并用仿真软件进行仿真分析,最后对台阶行缓冲方式的结构参数进行优化。     

基于AMESim的液压缓冲器主要结构参数的仿真分析

对液压缓冲器工作原理进行分析,在AMESim仿真环境下建立相应的液压缓冲器仿真模型。对不同缓冲活塞作用面积、环形配合缝隙宽度以及阻尼孔节流面积变化形式工况下缓冲器响应进行仿真研究,表明它们对缓冲器能量吸收效率以及缓冲平稳性的影响,为按工况进行缓冲器设计提供方案。     

高压断路器配液压操动机构液压缸缓冲特性的仿真研究

分析了高压断路器配液压操动机构常用的阶梯型缓冲结构的缓冲机理,在AMESim仿真环境下建立了相应的仿真模型.在仿真结果与试验结果对比的基础上,分别对不同缓冲行程、缓冲作用面积和缓冲间隙的缓冲特性进行仿真分析,得到各关键参数对缓冲性能的影响,为按工况进行阶梯型缓冲结构的设计提供依据.     

一种外置弹簧缓冲结构的液压油缸

通过对除雪工作装置结构进行分析,发现此类内置弹簧缓冲油缸结构会限制内置弹簧的设计尺寸区间,从而导致内置弹簧的缓冲力局限在很小的范围。液压油缸在缓冲力及其有限的内置弹簧结构下工作,工作装置与阻碍物发生碰撞时,冲击力超过了液压油缸的缓冲上限,缓冲性能不足。因内置弹簧缓冲的油缸存在以上诸多缺陷,针对性地开发了外置弹簧缓冲油缸,创新性地引入弹簧导向杆结构,液压油缸受外力冲击/载荷时,可充分引导缸头座同步进行轴向运动,当外力冲击/载荷减小或消失时,弹簧、缸头座复位完成缓冲工作,解决了缓冲性能不足问题,提高了推雪作业效率,但在实际使用过程中,因液压油缸缸头导向杆小杆与缸头座结构设计问题,易出现液压油缸缸头导向杆塑性变形,降低液压油缸使用寿命。对外置弹簧缓冲结构优化后的液压油缸进行仿真分析,优化结构后缸头导向杆能承受更大弯矩,发现缸头座对弹簧导向杆产生的应力不会使得液压油缸发生塑性变形。优化方案已在柳工D系列平地机上得到实际验证。     

活塞速度对液压缸缓冲特性的影响分析

液压缸在缓冲过程中，内部液压油受到挤压而形成非定常的流动，会对液压缸的工作性能及液压系统的稳定性造成影响。采用数值模拟方法对某三级液压缸在收回过程中的缓冲特性进行数值模拟分析，分析活塞以不同速度进入缓冲区后液压缸内油液的流动情况。结果表明：活塞端面进入缓冲套后，从缓冲腔中挤出的油液的压力及速度都增大，并在缸底的缓冲腔内形成较大的漩涡，阻碍活塞的运动；当活塞收回速度较大时，活塞端面靠近缓冲套时，受到挤压而从缓冲区内挤出的流体会在与出油口相连的油腔内形成两个较大的漩涡，大漩涡的破裂会引起缓冲间隙内油液的速度及压力波动。计算结果能够为液压缸缓冲结构的设计及优化运行提供指导。     

基于AMESim的混凝土泵车泵送系统缓冲功能仿真研究

通过分析混凝土泵车泵送系统工作原理,在AMESim软件中建立了该液压系统的仿真模型。在验证模型准确的基础上,针对某款混凝土泵车泵送系统有无缓冲结构进行了仿真对比。结果表明带有缓冲结构的泵送系统,活塞的顶缸速度比无缓冲结构的小,这样能有效地减轻泵送时的振动与冲击,对延长泵车使用寿命具有重要意义。     

液压缸缓冲动态特性对比研究

在低速重载情况下,液压缸通常设置缓冲装置来避免活塞在行程末端撞击缸壁。针对缓冲过程中各物理量对缓冲动态特性的影响,将该缓冲过程分为局部压力损失、锐缘节流和可变节流三个阶段。为了准确描述各阶段之间的切换过程,建立数学模型及其切换标准,同时在考虑流场与活塞之间流固耦合效应的条件下,运用Fluent软件动态分析了液压缸缓冲过程,将数值解与仿真解作对比分析。研究结果表明:解析结果与数值仿真结果具有较好的一致性,末端间隙和外载荷对缓冲过程影响较为明显。     

自由锻造操作机顺应过程分析

以自由锻造操作机的一次锻打工况作为研究对象,建立锻造操作机"锻造-机械-液压"多领域耦合动力系统模型。基于模块化建模思想,模型中锻造子系统,机械子系统和液压子系统均采用状态方程统一表达,通过定义子系统间的输入输出关系,可耦合成系统的动力学模型。利用此模型对锻造操作机一次锻打过程中的顺应过程进行描述和分析,揭示了顺应运动应分为两个阶段:2自由度主动顺应阶段和3自由度主被动顺应阶段。针对某典型作业条件,分三种不同工况:缓冲缸失效、缓冲缸背压恒定以及实际作业工况,对某型号锻造操作机的顺应过程进行仿真和分析。仿真结果验证了顺应运动一方面能够保护操作装备免受过大载荷的破坏,另一方面能够改善装备的外部载荷环境,对保证锻造操作机正常工作具有重要意义,同时为操作机的设计和性能优化提供了重要的理论依据。     

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%。     

储能液压缸协同驱动重型机械臂系统研究与优化

针对采用储能液压缸协同驱动重型机械臂升降来实现重力势能回收和利用的方法,研究了不同储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统节能效果的影响。分析了储能缸协同驱动回路控制动臂升降的工作原理,建立了系统的数学模型;以76 t液压挖掘机为例,在Simulation X中构建了整机的多学科联合仿真模型,并通过试验验证了模型的准确性。依据此模型对液压挖掘机空载和带载工况下,储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统能耗特性的影响进行优化仿真研究。仿真结果表明：在相同的工作周期,优化后储能缸协同驱动系统的液压泵输出能量约为732.0 kJ,较改进前节省能量约253.8 kJ,节能率由27.2%提高至46%,实现了节能效果的提高。