对气动系统中结露现象的探析

随着气动技术向小型化和高速化的发展，在气动系统中结露问题越来越阻碍了气动技术在实际中的应用。本文讨论了气动系统中结露现象的分类、产生机理以及影响结露产生的各种因素，提出了一些防止结露产生的对策。     

气动系统内部结露的机理研究

以容积固定的气动充放系统为研究对象,利用空气动力学、热力学、凝结理论和气悬浮体理论等对内部结露进行了研究,揭示了内部结露的机理。并利用模糊数学的思想。综合各种影响因素给出了系统发生结露可能性的公式。     

气动系统内部结露原因及判别方法研究

分析了气动系统典型回路中内部结露的发生原因,提出了进水能力和排水能力的概念。当系统进水能力大于排水能力时,系统将发生内部结露,当进水能力小于排水能力时,则不发生内部结露。给出了内部结露的判别方法,即用凝结水滴的质量密度表征系统的进水能力,用容积比表征系统的排水能力,在凝结水滴的质量密度和容积比平面上,通过实验确定了不同供气压力条件下的内部结露临界线,并拟合得到临界线方程,为气动系统内部结露的判别提供了依据。     

气动系统内部结露机理及试验

以气动系统中最典型的回路为对象对系统内部结露进行研究,提出气动系统发生内部结露的机理,即当系统内的水分向系统末端移动的能力大于水分向系统外部排出的能力时,系统发生内部结露,反之则不发生。用凝结水滴的质量密度描述水分向系统末端移动的能力,用容积比来代表水分向系统外部排出的能力,确定了凝结水滴的质量密度和容积比平面上的内部结露分界线。对一气动系统的内部结露现象进行试验研究,验证了该方法的正确性。     

气动充放气系统外部结露机理及试验研究

以典型气动充放气系统为研究对象对外部结露进行研究,分析外部结露的发生机理并提出判别方法,当元件表面平衡温度低于环境露点温度时,结露就会发生,反之则不发生.在恒温恒湿环境中进行负载举升的充放气试验,对元件表面温度进行测量,并对外部结露的发生部位、结露过程进行观测和分析.试验表明,有杆腔侧元件表面温度降低并出现结露,无杆腔侧元件温度升高无结露出现;外部结露在开始阶段是细小的珠状凝结并不断长大,最后形成膜状凝结,并在重力作用下形成水滴沿壁面流下.对影响结露的因素进行研究.在各种因素中,环境湿度越大、负载越大及充放气周期越短,结露越严重.结露一般会在若干分钟内就会出现,应该采取必要的防护措施,以避免外部结露的发生.     

基于试验分析的气动系统外部结露的判别方法

气动系统中的外部结露发生在系统的放气过程中,是由于压缩气体的膨胀降温导致气动元件外表面附近的环境气体的温度下降到当地露点或其以下,在元件外表面产生水滴(或结冰)的现象.因为外部结露产生的水滴会影响系统的正常使用或当环境温度较低时水滴会结冰引起阀口堵塞导致系统无法正常动作,所以正确判别和预防结露是气动系统正常使用中非常重要的问题.结露发生在压缩气体的状态变化和运动过程中,伴随着传热和相变等现象,因此如何依据系统的初始参数和元件结构参数等预先判别系统在使用中是否会发生结露是和流体力学、传热学、相变学、变质量系统热力学有关的复杂的理论难题、其研究更多借助于试验研究和基于试验的经验或半经验的研究方法.该文通过大量的试验、采用由系统元件结构参数组成的综合参数分析发生外部结露的试验点和不发生外部结露的试验点的数据分布规律,提出了在一定的初始条件下根据系统元件结构参数判别系统不发生外部结露的经验方法.①当系统的放气管无因次体积大于等于1时系统不会发生外部结露;②当系统的放气管无因次体积小于1时系统有可能发生外部结露,而且此时不发生外部结露的试验点在由系统元件结构参数组成的综合参数作为坐标变量的平面上存在临界值;在此临界下方既使系统的放气管无因次体积小于1也不会发生外部结露,此临界值可作为系统不发生外部结露的判别依据.     

气动系统中水滴的蒸发机理分析

气动系统往往会发生结露现象,即系统内部出现水滴。结露现象发生的本质为系统在运动过程中凝结的水滴经过沉积和蒸发后,仍有水滴滞留于系统中。本文利用传热传质理论,对气动系统中沉积的水滴的蒸发状态进行理论研究,并分析了系统中各参数对蒸发过程的影响。     

矿用气动绞车的结构及气动系统的分析

在分析当前矿用绞车所存在问题的基础上,以某矿工作面为背景,提出将气动绞车应用于煤矿生产中,并对其结构、关键部件的选型和气动系统进行分析,对该气动绞车的气动系统性能进行仿真分析。仿真结果表明,气动系统制动器的响应特性能够满足相应工作压力的要求,说明气动绞车气动系统可靠,可被广泛应用于煤矿生产中。     

气动肌肉结构参数的分析与设计

根据气动肌肉的理论模型，分析了气动肌肉初始直径和初始长度对气动肌肉特性的影响，并对气动肌肉结构设计中的参数选择与设计问题进行了研究。文中提出的思想对气动肌肉的结构参数设计具有指导意义。     

气动CAD系统的研究开发

应用最新三维CAD技术，开发气动CAD系统，快速生成参数化模型，具有非常强大的可扩充性，便于实现CAD／CAM一体化。     

基于流场的气动换向阀流量特性研究

根据可压缩流N-S方程,利用Spalart-Allmaras(简称S-A)湍流模式和有限体积法,并采用四面体非结构网格,对不同阀口开度和接口管径的换向阀进行数值模拟,计算结果与试验吻合较好。通过对流场结构的分析表明,改变阀口开度,可以提高阀的音速流导和临界压力比的值;给出不同接口管径对流量特性的影响;分析得出换向阀流道结构参数的设计方法。研究结果对设计低能耗的气动换向阀具有指导意义。     

遗传算法在气动系统优化中的应用

对气动系统动态特性做了深入的理论分析,提出了兼顾成本最低及尺寸最小的优化目标函数,并利用遗传算法实现了典型气动系统的优化设计。试验结果证明采用遗传算法优化的系统不但能够满足系统性能要求,与传统设计方法相比,优化后系统各元件尺寸较小,为气动系统的设计和选型提供了一种新方法。     

基于CMAC的气动人工肌肉变结构位置控制研究

气动人工肌肉是一种具有功率自重比/功率体积比大、响应快的新型气动元件,近年来已引起了人们广泛关注。然而,由于难于实现气动人工肌肉系统的精确控制,从而阻碍了其更加广泛的应用。在气动人工肌肉动态数学模型的基础上,提出采用基于CMAC的气动人工肌肉两层滑模变结构控制方法。CMAC神经网络用于学习气动人工肌肉系统的不确定信息,并作为前馈补偿使跟踪误差快速收敛,通过变结构控制消除网络的学习误差和不可重复随机干扰的影响,确保系统鲁棒性。试验结果表明了该方法的有效性和系统的鲁棒性。     

STUDY ON THE CONTROL OF SINGLE PNEUMATIC MUSCLE ACTUATOR

The control of single pneumatic muscle actuator is studied, as one basic part of research onthe parellel-robot arthrosis actuated by pneumatic muscle actuators. Experiments show that aself-modified fuzzy-PID controller is obviously effective for its position servo and a simple PID con-troller is good for its force track.     

过共晶铝硅合金组织对切削加工性能的影响

为分析过共晶铝硅合金组织对其切削加工性能的影响,对两种化学成分相同但是组织结构不同的过共晶铝硅合金进行了切削试验研究并探讨了其切削机理。试验结果表明：过共晶铝硅合金经变质处理后组织中初晶硅的大小、形状和分布状况对切削刀具寿命和合金的切削加工表面质量影响极大,具有细小、分散而形状圆钝化初晶硅的合金有比较好的切削性能。造成这种影响的主要原因在于细小的硅粒比较容易协同基体塑性变形和被刀具压入切屑和已加工表面,而粗大的硅块往往发生解理破碎、脱落和位移,直接与刀具发生强烈摩擦并使已加工表面存留许多缺陷。     

Mo对高铬铸铁组织结构的影响

迄今为止，Ｍｏ元素在高铬铸铁中的作用，大多数研究结论是提高淬透性。但是本文研究结果表明，在高铬含钼铸铁脱稳处理时，Ｍｏ元素以ｘ相的形式率先从奥氏体中脱溶析出。由于ｘ相的析出，导致了高铬铸铁中的二次析出物相及其析出规律的变化。     

PILOT LEAKAGE＇S INFLUENCES ON THE PERFORMANCES OF EXTRA HIGH PRESSURE PROPORTIONAL PNEUMATIC VALVE

A mathematic model is built up to analyze the influences of a pilot valve's leakage on the performances of pneumatic pressure proportional valve, and the performances are simulated by using MATLAB. The results indicate that using slide pilot valve in the valve system is feasible, but the leakage's influences can not be neglected, especially it may induce instability in a low output pressure situation. A pilot valve using too large throttle window will cause the valve oscillate. To improve the working condition of pilot valve, a method adopting different widths of two throttle window is proposed. According to our simulation, this method balances the pressure drop between the two stage throttle ports, and reduces the influences of pilot valve's leakage.     

RESEARCH ON EXPERT SYSTEM OF FAULT DETECTION AND DIAGNOSING FOR PNEUMATIC SYSTEM OF AUTOMATIC PRODUCTION LINE

Fault detection and diagnosis for pneumatic system of automatic production line are studied. An expert system using fuzzy-neural network and pneumatic circuit fault diagnosis instrument are designed. The mathematical model of various pneumatic faults and experimental device are built. In the end, some experiments are done, which shows that the expert system using fuzzy-neural network can diagnose fast and truly fault of pneumatic circuit.     

结构参数对砂轮主轴系统动态性能的影响

以某数控螺旋锥齿轮磨齿机为研究对象,建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的较低阶固有频率、振型以及位移的幅频响应曲线和动柔度的Nyquist曲线,进一步分析支承跨距、支承刚度等结构参数对主轴系统固有特性的影响以及对其抗振性能的影响.分析过程中,运用APDL语言将磨齿机主轴系统的关键尺寸参数化,修改预置参数中的跨距后可重新生成新模型,从而使建模和求解的效率大大提高.研究表明,支承刚度对模态影响较大,刚度增加可使第一阶固有频率较大幅度地提升,支承跨距对模态的影响相对较小.要提高该数控螺旋锥齿轮磨齿机的加工精度及加工能力,应使支承刚度达到3450 N/μm,同时将主轴系统支承跨距由原来的260 mm增大到300 mm.