2013年, 第0卷, 第04期　刊出日期：2013-04-15

  

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专题
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  提高工程机械能量利用率的技术现状及新进展

  权龙, 高有山, 程珩

  液压与气动. 2013, 0(04): 1-10. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.001

  摘要 ( 262 ) PDF全文 HTML ( 4 ) 可视化 收藏

  我国工程机械行业规模总量已跃居世界首位,成为国民经济发展的重要支柱产业之一。装载机和挖掘机产量均为世界第一,随着年产量和保有量的不断增加,工程机械已成为继汽车之后的又一燃油消耗主体,能量利用率已成为评价工程机械产品市场竞争力的重要指标。针对影响工程机械能量利用效率的主要因素,从提高元器件效率、降低液压系统能耗、动势能的回收再利用、动力匹配和混合动力技术方面,介绍了降低工程机械能耗的主要技术进展和新的研究成果。希望能对我国相关行业技术人员开发新的节能产品,探索、研究新的节能理论和方法,开发新型节能元件提供有益的启发,推动行业技术进步。
研究设计
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  一种船用舵机水动力负载模拟装置的液压控制系统设计及实现

  魏东, 李维嘉, 张金喜

  液压与气动. 2013, 0(04): 10-12. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.002

  摘要 ( 315 ) PDF全文 HTML ( 0 ) 可视化 收藏

  该文针对某型船用舵机水动力负载模拟装置加载的工作要求,设计了基于比例溢流阀加载和低压大排量液压泵补油的液压系统。针对比例溢流阀控制过程中存在的滞环特性,设计了速度前馈、控制参数非对称的控制策略,实现了该舵机水动力负载模拟的高精度控制。
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  安全阀稳态泄放过程的瞬态模拟与试验验证

  郭崇志, 幸莎

  液压与气动. 2013, 0(04): 13-18. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.003

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  该文采用瞬态模拟方法对开启过程的稳态泄放流动机理进行了研究,采用路径分析法和流线分析法研究了内部和外部泄放流道中流场参数的变化特点,对比了模型的相关参数在典型路径上的变化关系。分析了流动的跨音速发展和演化情况,进而说明了安全阀与传统喷管在超音速机理方面的异同。同时分析发现喉部并未如传统理论预期出现超音速流,而传统认为不会出现超音速流的阀口流场附近区域(密封面)和反冲盘出口却出现了全面超音速流。利用所开发的实验装置对开启过程参数进行了验证测试。模拟结果与测试数据的对比表明,三维瞬态模拟和实验数据非常吻合。
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  基于PLC和触摸屏的气动机械手控制系统的设计

  齐继阳, 吴倩, 何文灿

  液压与气动. 2013, 0(04): 19-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.004

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  气动机械手是一个由机械、气动、电气、PLC 和触摸屏等元件构成的复杂的机电一体化工业装备,机械动作复杂且具有严格的先后逻辑关系。该文基于PLC 和触摸屏设计的气动机械手控制系统,既保证了机械手各种动作之间的严格先后逻辑关系,也实现了操作过程的可视化和系统的安全性。机械手在实际运行过程中,动作顺畅、性能稳定、可靠性高。
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  基于液压伺服控制的静压轴承动态特性测试

  潘云忠, 刘琳霞

  液压与气动. 2013, 0(04): 22-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.005

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  该文利用线性化方法建立了单自由度液压伺服控制系统的数学模型,给出了模型的详细推导过程,并设计了系统硬件电路。对系统进行测试的结果表明,单自由度液压伺服控制的静压轴承响应速度最快,且油膜刚度和承载能力最强,为新型节流器的开发提供了重要的设计参考。
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  比例阀控制非对称液压缸系统的非线性建模与仿真

  郑凯锋, 陈思忠

  液压与气动. 2013, 0(04): 25-29. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.006

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  电液比例阀控制液压缸组成的闭环系统多以传递函数的形式进行系统的稳定性分析和稳态误差分析,很难把握系统的中间状态(如液压缸两腔压力和流量的变化)。而直接以物理微分方程建立起的阀控缸非线性模型可方便地进行数值仿真分析,从而对系统的中间状态有直接认识。当采用对称阀控制非对称缸时,因液压缸两腔的作用面积不等,使活塞在方向切换时导致液压缸两腔压力的突变,同时流量在两个运动方向上的不对称也会引起活塞杆位移和速度的不一致,压力的突变会不会产生超压或气蚀,流量的不对称会不会超出额定流量,这些疑问都使考查系统的中间状态显得非常重要。签于此,该文建立了阀控非对称缸的非线性微分方程模型,同时在AMESim液压仿真软件中建立了相同的模型以进行对比验证,最后进行阀控非对称缸整个闭环系统的仿真分析,为系统的设计提供指导。
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  基于神经网络的闪光焊机液压系统的控制研究

  王睿, 梁涛, 张军伟, 高忠林

  液压与气动. 2013, 0(04): 29-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.007

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  该文介绍了闪光焊机液压系统的组成及其工作原理,建立了闪光焊机液压系统的数学模型。提出了一种基于单神经元-参数自调节的控制模型,通过神经元控制和模糊控制并行结合,发挥两种智能控制方法的优势,实现闪光焊机顶锻液压系统的位置跟踪。
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  高压先导轴流式天然气减压阀性能优化研究

  李树勋, 周世豪, 张兴, 李确

  液压与气动. 2013, 0(04): 32-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.008

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  建立了天然气高压先导轴流式减压阀数学模型,运用MATLAB/Simulink进行动态模型仿真,得到了天然气高压先导轴流式减压阀系统动态特性。绘制了不同进口压力、弹簧刚度以及泄流孔直径下天然气高压先导式减压阀的动态特性响应曲线。根据不同设计变量,建立以输出压力为目标函数的优化模型,基于遗传算法理论得出最佳适应度和最佳均值轨迹。分析结果表明,在入口压力4 MPa的工况下,先导式减压阀阀后输出压力最大超调量由1.7 MPa减小为0.5 MPa,系统动态响应时间由0.65 s缩短为0.42 s,天然气高压先导轴流式减压阀性能得到优化。
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  自行式多轴特种车辆电控液压助力转向系统研究

  虞军胜, 段培勇

  液压与气动. 2013, 0(04): 36-39. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.009

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  自行式多轴特种车辆电控液压助力转向具有转向灵活、结构布置简单、成本较低等特点,成为重型特种车辆转向技术的发展趋势。论文介绍了电控液压助力转向系统的组成、工作原理,利用仿真软件AMESim建立相应的液压模型进行仿真,通过仿真验证了方案的可行性,并对实车转向系统进行了测试,测试结果与仿真结果基本相符,该转向系统在工程车辆领域具有一定的应用推广价值。
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  利用公路减速带发电建模及理论分析

  孔凡国, 吴冠霖

  液压与气动. 2013, 0(04): 39-42. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.010

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  为解决机动车辆路过路面减速装置时大量压力能被消耗的问题,研究把车辆的振动能量转换成液压囊中油液的压力,从而带动液压马达,再带动发电机发电。该文针对振动过程产生最大压力的理论建模分析计算,并在得出最大动载荷的基础上对后续的液压囊、蓄能器等液压发电系统进行了探索,建立机动车辆经过减速装置产生的机械量与液压系统产生的液压能之间的关系。最后经计算表明,模型基本还原实际情况,经济效益显著。
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  风动弓锯床气动系统的设计与试验分析

  阮学云, 王鹏彧

  液压与气动. 2013, 0(04): 43-45. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.011

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  针对煤矿、石油等对安全性能要求较高的厂矿企业锯削金属材料的需求,该文提出了一种完全采用气动系统的风动弓锯床,并在研制风动弓锯床的基础上,对该样机的气动系统进行了气动试验。试验表明:该气动系统工作可靠,维修方便,结构简单,可最大限度地避免弓锯床由于过载产生冲击或打刀等现象,提高了切削效率。
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  起落架液压收放系统建模与故障仿真

  于方圆, 高永, 程钊

  液压与气动. 2013, 0(04): 45-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.012

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  该文以某型飞机起落架液压收放系统为研究对象,应用AMESim建模仿真平台对该系统的前起落架收放系统建模。分析了放下前起落架过程系统压力及作动筒行程变化,仿真结果满足了起落架收放系统的主要性能指标。在此基础上,通过设定故障元件的失效参数,仿真研究了典型故障情况下液压系统的动态特性,为液压系统故障诊断提供参考。
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  舞台防火隔离幕驱动机液压阻尼系统设计及阻尼力计算

  徐长城

  液压与气动. 2013, 0(04): 49-52. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.013

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  该文根据目前舞台防火隔离幕驱动机使用现状,设计了一种新型液压阻尼系统,基于阻尼系统的作用,使防火幕幕体能以多级速度自动切换实现自由下降。对阻尼系统在幕体最大自由下降速度时(阻尼回路阀口全开时)的阻尼力进行了分析计算,确定了提升幕体的钢丝绳所需的最小拉力。
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  管道法兰连接机具液压系统设计

  王才东, 李宏伟, 王立权

  液压与气动. 2013, 0(04): 52-55. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.014

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  管道法兰连接机具是用于连接水下石油管道的自动化作业机具。该文在分析管道法兰连接机具的机械结构原理与作业流程的基础上,设计了管道连接机具液压控制系统。对螺栓拉伸液压回路与螺母拧紧同步液压回路进行了详细设计,采用增压器实现螺栓的拉伸预紧,通过采用齿轮同步分流器实现螺母库多马达的同步运动。分析了液压系统的工作原理,实现了对管道法兰连接机具的有效控制。
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  后铰支点可移式起升系统联合仿真研究

  冯江涛, 郭晓松, 冯永保, 仕润霖

  液压与气动. 2013, 0(04): 56-59. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.015

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  后铰支点可移式起升系统结构复杂,负载时变,建立精确的数学模型比较困难,常规PID控制难以达到理想效果。该文运用AMESim和Simulink对起升过程进行了联合仿真,用理想缓冲曲线代替了匀加速和匀减速曲线以减小液压缸的冲击,设计了模糊PID控制器。仿真结果表明:模糊PID控制抗干扰能力强,动态误差小,满足起升过程性能要求。
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  基于灰色理论的全液压自行式平板车液压系统故障树研究

  郭锐, 张明星, 赵静一

  液压与气动. 2013, 0(04): 60-63. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.016

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  针对重型平板运输车液压系统故障分析时数据少且不确定问题,引入灰色理论分析方法。通过对其故障模式和故障机理分析,建立故障树模型,并给出故障判据和权重,进而快速准确地进行故障溯源,从而为重型平板运输车液压系统的故障预测和诊断研究提供了一种新思路和方法。该研究成果可以应用到类似产品的故障分析领域。
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  同步马达推进系统的设计

  沈亮远, 李冰, 王小康, 姜小存

  液压与气动. 2013, 0(04): 64-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.017

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  某液压推进装置由于工作行程长、载荷大、工作环境场地有限,要求其推进平稳、快速、准确,充分利用液压马达体积小,能连续工作的特点,故采用了同轴液压马达同步、齿轮传动连续推进方案,对液压推进系统进行革新设计,采用PLC控制电液比例阀稳定调速,实现自动和手控的平稳控制,适应各种使用状况,大大提高工作效率。
主机应用
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  电液比例控制技术在耙头绞车主动补偿系统中的应用研究

  李浩

  液压与气动. 2013, 0(04): 66-68. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.018

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  该文主要研究了液压及控制系统中主动补偿的一种实现方法——电液比例控制技术。主要对主动补偿及被动补偿实现方法进行设计。其中比例溢流阀接受张力反馈信号控制缆绳张力恒定,电液比例方向流量阀控制绞车的正常收放,也可接受张力反馈实现绞车的主动补偿控制。轴向柱塞泵则通过叠加相关元件构成的调节器实现负载敏感及恒压变量功能。
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  气动浇注系统的设计与应用

  李渊, 李锡文, 崔峰, 郭芳

  液压与气动. 2013, 0(04): 69-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.019

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  该文针对化工药浆在浇注过程中,机电一体化设备无法满足环境安全要求的问题,根据浇注设备的功能和工艺要求,设计出一套由气控阀、气缸、气动马达、逻辑元件、PLC等组成的现场全气动和远程电气动控制的浇注系统,完成药浆的整个浇注过程。该系统具有控制过程简单、操作方便、效率高、工作性能安全可靠等特点。
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  超高液压螺栓拉伸器的安全系数评定与试验研究

  梁卫兵, 张江涛, 徐海旭

  液压与气动. 2013, 0(04): 72-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.020

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  该文采用有限元仿真与试验研究相结合的方法对超高压螺栓拉伸器的安全系数进行评定。首先利用ANSYS软件对螺栓拉伸器中关键结构在不同工况下进行强度校核,并且优化结构进而保证应力水平控制在安全范围内,得到合理的安全系数;同时制定试验方案,对螺栓拉伸器进行模拟工况试验,试验得到的结果与仿真的结果进行对比,为结构可靠性和安全性提供依据。
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  基于数字控制的飞机气动活门测试台气路设计

  李书明, 但敏, 胡玉冰

  液压与气动. 2013, 0(04): 75-78. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.021

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  当代飞机的气动活门测试台基本上都是手动型号的测试台,研制数字控制的气动活门测试台是很有必要的。该文首先通过对气动活门出现的故障进行分析,确定了气动活门的故障特点和测试要求;然后针对气路功能需求的特点,建立了气动测试台的气路测试过程图;通过试制测试台体和活门夹具,完成了整个测试台体的实体制造;最后通过对飞机上的气动隔离活门进行测试,达到前期研制要求。
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  基于故障树的掘进机液压系统可靠性仿真分析

  候惠萍, 刘混举, 牛卫兵

  液压与气动. 2013, 0(04): 79-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.022

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  该文以某型号掘进机的水平摆动液压系统为例,根据系统工作要求建立了故障树,进行了失效原因分析和可靠性指标计算。依据故障树分析结果结合液压系统串联单元较多,易发生故障的特点,从设计和使用方面提出了系统的可靠性保障措施。根据建立的系统可靠性框图,借助MATLAB/Simulink对系统进行可靠性进行建模和仿真,并将计算机仿真结果与理论计算值进行比对。结果表明,计算机仿真所得结果是可信的,从而将系统的可靠性水平可视化。
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  XL型液压凿岩机在梅钢4^#高炉炉前的应用

  蔡国良, 符荣飙, 邢西雷

  液压与气动. 2013, 0(04): 82-85. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.023

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  该文介绍了XL型液压凿岩机,重点阐述了XL型液压凿岩机正打机构的工作原理及其在梅钢4^#高炉炉前使用中正打机构出现的“正打时有时无”、“正打受力时无”以及“正打无”三种常见故障类型,并简要做了分析及相应改进,改进后凿岩机取得较好的应用效果。
元件介质
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  一种新型液压油箱的优化设计

  苏杰, 傅连东, 湛从昌, 涂威

  液压与气动. 2013, 0(04): 86-88. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.024

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  油箱作为液压系统中重要的组成部分,担负着储存工作介质 ,维持液压系统工作温度,分离空气中混入的空气和沉淀物的重任。该文通过对传统油箱的外形进行优化设计,改善了油箱的散热和保温性能,并通过Fluent对油箱的散热、保温进行了仿真分析。
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  提高连铸机结晶器振动伺服液压缸可靠性途径的初析

  陈静, 曾良才, 杨程, 毛季, 湛从昌

  液压与气动. 2013, 0(04): 88-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.025

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  近年来,连续铸钢法在钢铁行业已得到了广泛的应用,其核心技术是连铸机的拉坯速度,而结晶器是影响连铸生产速度和质量的关键设备。该文简要介绍了连铸机及结晶器液压振动装置,分析了振动伺服液压缸的失效形式,并提出了如何提高连铸机结晶器振动伺服液压缸可靠性的方法。
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  高精度液压油污远程监测系统设计

  张捷, 王春, 廖映华, 云虹

  液压与气动. 2013, 0(04): 91-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.026

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  针对传统液压油污监测系统的不足,根据滤膜堵塞法原理,以CC2430射频模块为核心,设计了一种高精度液压油污远程监测系统。该系统采用ZigBee无线通信技术,将采集的数据传送到协调器,再通过RS232与计算机监控中心连接,具有高精度、高可靠性、远程通信、在线显示等特点。结果表明,该系统能实时监测油液中固体颗粒物污染度的变化情况,对延长液压系统使用寿命,判定设备工作正常与否有重要的意义。
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  超磁致伸缩材料在液压阀中的应用现状

  薛光明, 何忠波, 李冬伟, 李玉龙, 崔旭

  液压与气动. 2013, 0(04): 94-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.027

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  超磁致伸缩材料(GMM)具有应变大、响应快和输出力大等优良特性,它的应用开发已成为当前研究热点。该文介绍了超磁致伸缩材料的性能及物理效应;综述了该材料在机电领域的应用;系统地介绍了该材料在三类液压阀中的应用现状,并对该材料在液压阀中的应用作了展望。
使用维修
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  脱棒辊道液压站故障分析及处理方法

  李桂云, 莫士广, 冯艳宏

  液压与气动. 2013, 0(04): 99-102. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.028

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  随着生产自动化程度的不断提高,钢管生产中脱棒辊道在原有电机传动的基础上进行了改进,设计安装了一个小型的脱棒辊道液压站。该文简单地对脱棒工艺进行了描述,详细阐述了脱棒辊道液压站的工作原理,并对液压站的常见故障进行了分析,提出了相应的处理方法。
元件介质
• Select
  阻尼孔对手动先导换向阀的影响分析

  陈超, 廉自生

  液压与气动. 2013, 0(04): 102-104. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.029

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  该文分析了液压支架用手动先导阀的工作原理和结构,并在AMESim平台上建立了手动先导阀模型并进行了仿真,重点分析了其动态特性和主控阀阀芯上的阻尼孔大小变化对阀芯运动的影响,得出主阀芯的位移、流量和速度响应曲线。结果表明,主控阀阀芯的阻尼孔变化对阀芯速度及开启时间影响很大,为合理设计主阀阀芯阻尼孔提供了一定理论依据。
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  转向泵滑阀位移的可视化监测系统研究

  张胜, 毛林林, 许文轩, 杨杰, 陈海泉

  液压与气动. 2013, 0(04): 105-107. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.030

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  该文简要地介绍了转向泵滑阀的结构、原理以及在转向助力泵中的作用,并将基于AS语言的Flash动画应用于转向助力泵滑阀位移的可视化监测系统中,实现了监测系统中滑阀尺寸设定和阀芯运动可视化这两项功能。
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  电液换向阀智能试验台研究

  樊瑞龙, 廉自生

  液压与气动. 2013, 0(04): 107-109. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.031

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  为配合液压支架电液控制阀的研制和试验,满足对其快速、高效的性能测试,研究开发了一台电液阀智能试验台。该文介绍了试验台的液压系统、工作原理及特点,描述了试验过程。采用虚拟仪器技术,使用LabVIEW软件编程,实现了试验数据的采集和过程控制的自动化。
使用维修
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  气动抛绳器的改进设计

  王海涛, 刘浪波, 熊伟

  液压与气动. 2013, 0(04): 110-112. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.032

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  该文介绍了气动抛绳器的结构和工作原理,分析了传统气动抛绳器的缺陷与不足,提出了结构与功能的改进方案。改进后的气动抛绳器与抛射架一体,有效缓冲发射后座力,结构紧凑、小巧,可根据实际需求调节抛射角度、工作压力等参数,实现了抛绳器的自动发射,提高了抛绳操作的效率和精准度。
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  液压钻机给进油缸钻压损失问题的研究

  陶勇, 王志红

  液压与气动. 2013, 0(04): 113-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.033

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  给进机构是液压钻机的主要执行机构之一,其性能的好坏直接影响钻机技术性能的发挥。通过对钻机给进机构的试验和推进力、起拔力试验数据的计算和分析,得到了钻机给进能力参数的准确计算方法及提高钻机给进机构性能的具体方法。
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  防爆胶轮车用液力变矩器的故障诊断与解决措施

  赵瑞萍

  液压与气动. 2013, 0(04): 115-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2013.04.034

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  井下防爆胶轮车中载车型大部分使用了液力传动,液力变矩器是液力传动的主要部件,其正常与否直接影响车辆的使用性能和寿命。该文主要介绍了液力变矩器的工作原理及系统组成,对液力变矩器在使用过程中出现的主要故障,给出了详细的诊断方法及解决措施。