2014年, 第0卷, 第1期　刊出日期：2014-01-15

  

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专题
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  多自由度振动台的发展与控制技术

  韩俊伟, 张连朋

  液压与气动. 2014, 0(1): 1-6. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.001

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  该文介绍了国内外多自由度振动台的主要应用领域、需求状况和发展趋势;对超大规模多自由度振动台的并联机构进行运动学、动力学分析;分析了振动台台体的自振频率与加速度响应一致性之间的关系,介绍了振动台台体设计的基本原则,最后从自由度合成与分解、运动学分析、同步控制三个方面分析了超大规模多自由度振动台的控制方法。
研究 设计
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  基于推土机风扇驱动系统的匹配研究

  姜友山, 金轲, 韦海云

  液压与气动. 2014, 0(1): 7-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.002

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  通过对温控风扇系统的理论分析,并在生产实践的基础上,针对推土机的使用性能,研究了温控风扇系统液压元件的选型方法,给出了风扇泵和马达选型的匹配条件以及相关的计算公式,可以为工程机械温控风扇系统的合理应用提供理论指导。
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  六自由度水下机械手臂的设计与研究

  李晓晨, 刘子杨, 李德远, 吴汪洋, 王海声

  液压与气动. 2014, 0(1): 10-13. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.003

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  针对水下作业机械手环境恶劣,时变等难题,结合水下作业的具体要求,设计了一种六自由度水下机械手臂。肩部可水平摆动100°,大臂可绕肩关节上下摆动120°,前臂可绕肘关节上下摆动120°,前臂绕自身轴线旋转270°,腕部可绕肘关节上下摆动120°,腕部绕自身轴线旋转360°。利用MATLAB对机械手正向运动学模型进行分析,为下一步六自由度水下机械手的智能控制提供了设计参数。
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  热致动微型阀膜片的仿真分析及工艺设计

  曹剑, 唐建忠, 朱笑丛

  液压与气动. 2014, 0(1): 13-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.004

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  热致动微型阀的主要结构部件为致动膜片。采用硅铝双金属作为膜片材料,设计了一种微型阀的结构,并分析其在温度变化条件下产生挠曲变形的原理。膜片的结构参数与加载温度对其变形量有着重要影响,需要对多个参数进行优化设计。利用ANSYS对膜片进行有限元分析,建立了膜片长度、厚度、宽度及其比例关系、温度对膜片变形的影响曲线,为结构设计提供了理论依据。最后,基于MEMS加工技术,对致动膜片进行了工艺设计。
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  自走式番茄收获机调平液压系统设计

  李成松, 陈端凤, 坎杂, 冯玉磊, 秦金伟

  液压与气动. 2014, 0(1): 18-23. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.005

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  调平液压系统作为番茄收获机调平系统的重要组成部分,其性能的好坏不仅影响番茄收获机割台动刀和输送链的使用寿命,更关系到色选系统的分选效果。通过分析番茄收获机机身倾斜α角度时执行元件的受力情况,确定了系统的工作压力以及主要液压元器件的参数,并完成了液压元器件的选型,设计出调平液压系统原理图。通过AMESim软件仿真以及在4FZ-35型自走式番茄收获机上验证,表明该系统能够长期稳定运行,满足自走式番茄收获机调平系统的要求。
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  基于DSP和双口RAM的高精度电液伺服控制系统的研究

  栾海英, 刘学君

  液压与气动. 2014, 0(1): 23-26. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.006

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  为了提高液压控制系统的反应速度和控制精度,克服传统电液伺服系统的动态结构和参数易受干扰等缺点,采用Antiwindup补偿的PID算法,设计基于32位浮点DSP芯片TMS320C6713和双口RAM的CPCI总线的闭环位置数字控制系统.试验表明,该系统硬件可靠性高,柔性好,满足数控液压系统的快速反应和精度要求,大大降低开发、调试和维护成本。
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  基于Bayesian网络的液压举升系统可靠性评估

  程五四, 付叶群, 胡祥涛, 张红旗, 苏春

  液压与气动. 2014, 0(1): 27-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.007

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  针对传统可靠性方法在多态可靠性评估方面的局限性,采用结构化分析设计技术(SADT)、故障模式及影响分析(FMEA)方法定义Bayesian网络(BN)的结构和变量状态,采用动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network,DBN)评估系统多态可靠性。以某液压举升系统为例,验证方法的有效性。
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  基于ANSYS的透平压缩机转子的结构优化设计

  吴军, 张元祥

  液压与气动. 2014, 0(1): 32-34. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.008

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  转子是透平压缩机的核心部件,其设计方案的合理性关乎整机质量。该研究计算了四种设计方案的临界转速,并根据临界转速计算要求初步选定了设计方案,同时针对设计方案进一步细化计算模型,应用ANSYS软件对模型进行强度分析,算得转子的应力、应变极值均低于许用值。上述研究结果表明,初步选定的设计方案满足工作要求,是一种比较合理的设计方案。
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  基于Fluent的液压阀芯均压槽的流场仿真

  牛晓阳, 陈奎生, 湛从昌

  液压与气动. 2014, 0(1): 35-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.009

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  在液压阀芯上开均压槽用来减少摩擦力的方法已经在实际中得到了广泛的应用。该研究使用计算流体动力学软件FLUENT对液压阀芯开有均压槽的密封间隙内流场流动特性进行分析,得到密封间隙的速度压力分布和剪切力分布,并进一步分析阀芯上不同均压槽形状对泄漏量和摩擦力的影响。通过讨论三角形、矩形、梯形三种常用均压槽,为液压滑阀的设计提供参考。
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  配流盘内外密封带和腰槽宽对油膜厚度的影响研究

  徐建新, 吴红涛, 王辉

  液压与气动. 2014, 0(1): 38-40. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.010

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  配流盘是柱塞泵用来隔离和分配吸油和压油的重要零件,它同时承受着由高速旋转的缸体传递而来的较大轴向载荷。不同结构形式的配流盘主要均由内、外密封带处的液压支承力和压油窗口的液压支承力来平衡来自缸体的轴向载荷。因此,通过调整配流盘内、外密封带内外半径比和腰形槽宽度来改变配流盘的支承面积,可以改善配流盘的润滑状况。通过对配流盘的内、外密封带的半径比和腰型槽宽度进行参数化研究,利用MATLAB和Mathematic讨论了两参数对油膜厚度的影响,得出了该配流盘的优化结构参数,达到了改善配流盘润滑状况的目的。
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  以推土机为载体的《液压与气动》教学研究

  刘文婷, 胡云萍, 王波

  液压与气动. 2014, 0(1): 41-45. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.011

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  针对当前高校《液压与气压传动》课程讲授模式已不能适应为社会培养创新型、应用型人才的问题,提出了以“工程案例”为载体的创新讲授模式。首先介绍推土机系统的工作任务、动作循环并浏览整个液压系统原理图,然后将其分解为五个子系统并详尽分析每个子系统的工作循环、动作原理、油液工作路线及基本回路组成,最后对复杂系统子系统间的相互关系进行分析。结果表明,仅一个工程案例就囊括了教材液压基本回路这一章约70%的内容,且能接触到液压方面的前沿技术。这种讲授模式能理论联系实践变枯燥无味的抽象学习为生动形象的趣味学习,与人才培养政策要求相吻合。
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  某新型RDDV伺服阀的设计与仿真分析

  付华军

  液压与气动. 2014, 0(1): 45-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.012

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  介绍了某新型RDDV伺服阀结构组成及原理,并用UG三维软件对RDDV伺服阀进行结构优化设计,通过matlab/Simulink仿真软件对RDDV伺服阀动静态性能进行仿真分析,验证了对RDDV伺服阀的设计满足其性能要求。
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  基于FLUENT高温压蜡机蜡模充型流场的数值计算与分析

  张齐生, 韩李娜, 赵南山, 聂文磊

  液压与气动. 2014, 0(1): 49-52. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.013

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  随着计算机技术、有限元理论及计算流体力学等学科的不断发展,压蜡机充型过程的数值模拟技术也得到了快速发展,已成为一种能够用于科学研究并指导生产实践的模拟技术。利用三维建模软件对充型模具进行实体建模,并利用流场分析软件FLUENT对压蜡机充型进行了数值分析和计算,得出了入口压力曲线、体积分数图、流线图及温度云图,并通过比较分析了不同入口流速情况下模料的流动状态,确定最佳的充型速度,得出准确的入口压力曲线,可以为液压系统的仿真提供理论依据。
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  数字缸伺服系统的自适应鲁棒滑模控制

  张新宇, 于晓光, 宋锦春

  液压与气动. 2014, 0(1): 53-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.014

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  针对存在参数不确定性、复杂非线性等特点的数字缸伺服系统,提出了自适应滑模鲁棒控制方法,在Lyapunov稳定性分析的基础上,给出了参数自适应律,设计了相应的控制器,并通过MATLAB对系统特性进行仿真分析。仿真结果表明,该控制算法改善了系统控制性能,具有较好的跟踪响应和较强的鲁棒性以及工程实用性。
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  大型矿用液压挖掘机铲斗及开斗液压控制方案研究

  王永进, 李光, 李爱峰, 权龙

  液压与气动. 2014, 0(1): 57-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.015

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  在设计目前国内最大的装机质量达270 t大型矿用液压挖掘机的铲斗和开斗的液压控制系统中,铲斗、开斗液压缸分别由三台和一台主工作泵供油,采用主工作泵(电液比例变量泵)和比例多路阀组合控制。为了提高工作效率,在开斗液压缸伸出(闭斗)时采用差动连接。对挖掘机进行了试验研究,通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。
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  高压液压柱塞泵(马达)磨损主动控制技术

  梁娟, 黄栋源

  液压与气动. 2014, 0(1): 60-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.016

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  描述了高压液压柱塞泵(马达)在工作过程中产生的磨损,其中一类磨损是由外来物引起的,包括油液污染和工艺污染,这类磨损称为被动磨损;另一类磨损是由于高压液压柱塞泵(马达)本身所产生的,包括材料选择不当和工作过程中零件在高压下工作的变形,这类磨损称为主动磨损。该研究提出了控制这些磨损的方法和技术。
主机 应用
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  气动发动机配气冲程对其工作性能的影响

  王文彪, 谈乐斌, 潘孝斌

  液压与气动. 2014, 0(1): 63-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.017

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  为了研究气缸配气冲程对某型气动发动机工作性能的影响,根据该气动发动机的工作原理建立了气动发动机的AMESim仿真模型。通过改变仿真参数,得到了不同配气冲程下气动发动机的工作性能。通过对仿真结果的分析,可以为气动发动机的结构设计和配气控制提供参考依据。
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  液压实验台活塞杆位移开环控制的仿真与实验

  苏乃权, 涂艳玲

  液压与气动. 2014, 0(1): 66-69. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.018

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  在教学液压实验台建立的开环控制系统的基础上,采用AMESim仿真软件,建立该开环控制系统的仿真模型,并进行仿真实验,得出活塞杆位移与时间的仿真曲线。同时采集活塞杆实际伸出位移变化的数据,把采集出来的数据进行相关处理后绘制出位移随时间变化曲线,并将其与仿真的位移曲线进行比较分析。
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  履带运输车行走驱动液压系统的设计

  田富, 李向阳, 李龙

  液压与气动. 2014, 0(1): 70-73. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.019

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  由于履带行走机构具有牵引力大、接地比压低、爬坡能力强、转弯半径小等优点,在工程领域得到了广泛应用。基于北方重工320 t履带运输车,详细介绍了该履带车行走驱动液压系统的设计、参数选择以及液压元件的型号确定等方面的内容,可为类似设计提供参考。
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  基于气动与单片机技术的水溶性酸测定仪的设计

  赵云伟

  液压与气动. 2014, 0(1): 73-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.020

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  根据GB/T 7598-2008 要求,设计了一种基于气动与单片机技术的全自动水溶性酸测定仪,给出该仪器的工作流程和气动回路结构,阐述了控制系统的设计思路。经应用证明,该仪器的使用大大提高了水溶性酸测定的精度和效率。
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  海洋石油钻井平台的称重

  李年煜, 袁斌, 李挺前

  液压与气动. 2014, 0(1): 76-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.021

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  介绍使用变频调速电机驱动超高压定量泵作伺服控制元件,并用这种伺服控制元件构成超高压位置闭环或力闭环液压控制单元,在工业控制总线的联接下,根据所提出的力均衡算法,依靠位置闭环和力闭环,对上万吨的大型海工平台,进行多支点自动称重,并求出重心位置。
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  绳索取心钻杆用液压拧扣机的研制

  唐爱国

  液压与气动. 2014, 0(1): 79-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.022

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  针对人力拧上绳索取心钻杆接头劳动强度大,效率低的生产现状,自行设计、制造了液压拧扣机设备,解决了生产中的技术难题,提高了拧上接头的质量和效率;介绍了该设备的结构和工作原理,分析了其工作过程及特点。
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  地下铲运机全封闭油箱的研制

  郭兵, 张国梁, 张建刚

  液压与气动. 2014, 0(1): 83-84. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.023

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  首先介绍了传统的液压油箱:开式油箱和闭式油箱;然后主要介绍了全封闭油箱的设计背景,以及其主要构成、工作原理和主要特点。
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  基于PLC的制袋机机械手控制系统设计

  杨勇, 孙甫照

  液压与气动. 2014, 0(1): 85-88. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.024

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  塑料制袋机以气动机械手为主体,集热切制袋、计数、冲切成型、折叠、排放、输送等工序于一体,其机械动作复杂且具有严格的逻辑关系。基于PLC和人机界面设计了制袋机机械手的控制系统,保证了机械动作严格满足工艺要求,提高了生产效率和系统安全性。经测试系统动作准确、性能稳定、可靠性高。
元件 介质
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  双线圈磁流变阀结构参数对压降特性的影响分析

  胡国良, 黄敏, 喻理梵, 龙铭

  液压与气动. 2014, 0(1): 89-92. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.025

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  根据磁流变液的可控流变特性设计了一种双线圈磁流变阀,阐述了双线圈磁流变阀的工作原理,并对其进行了压降分析。利用ANSYS软件对双线圈磁流变阀进行磁场仿真,研究了两个线圈的通电方向、阀芯倒角和工作间隙宽度对阻尼间隙中间的磁感应强度和压降的影响,依据对各种结构参数的研究结果得出双线圈磁流变阀的最终结构尺寸,并加工出双线圈磁流变阀。相关结论和方法对磁流变阀的结构设计具有一定的指导意义。
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  小型船舶液压舵机教学实验台的设计

  卢运娇, 王贵, 麦冬玲

  液压与气动. 2014, 0(1): 93-95. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.026

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  根据小型船舶实际的液压舵机系统,结合《船舶辅机》高校教材教学大纲,设计出一套用于教学的船舶液压舵机实验台。该实验台系统简单,制作成本相对较低,能完成多个实验项目,无论是对教学还是对相关科研都将起到积极的作用。
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  液压动力转向泵声学振动综合分析

  李九灵, 吴德旭, 蒋雪文

  液压与气动. 2014, 0(1): 95-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.027

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  测量了助力转向泵出口处的动态压力脉冲,结合对噪声的主观评价,对液压助力转向泵噪声进行了综合分析。通过对客观数据与主观评价结果的对比、关联分析,确定了有效、稳定的改进方案。
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  基于Simulink的大流量电磁球阀的动态性能研究

  魏中良, 廉自生

  液压与气动. 2014, 0(1): 99-102. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.028

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  分析电磁球阀的工作原理,设计出一款大流量的电磁球阀,并推导出其系统方框图和传递函数框图,利用Simulink软件进行仿真分析,得到电磁球阀的动态性能曲线。结果表明,设计的电磁球阀响应快,稳定性好,输出流量也有较大幅度的提升。
使用 维修
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  异型坯连铸拉矫机液压系统改造设计

  张龙江, 李萌

  液压与气动. 2014, 0(1): 103-105. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.029

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  对马钢异型坯连铸拉矫机原液压系统工作原理、设计特点和存在缺陷进行了深入的分析.在此基础上,提出了用比例溢流阀代替直流电机溢流阀调节拉矫机液压系统压力的改造方案,提高了液压系统的动态响应速度和设备可靠性,同时降低了备件采购成本,缩短了备件供货周期。
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  一种提高直驱式泵控电-液伺服系统频宽的方法

  郭慧, 孙强, 曹明垚, 岳继光

  液压与气动. 2014, 0(1): 106-110. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.030

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  直驱式泵控电-液伺服系统采用闭式油路,系统效率高,但频宽比阀控系统低。风力机变桨距机构采用泵控系统可提高可靠性,但需设计合适的调节规律以提高频宽。基于定制的HY-50型直驱式泵控系统的模型仿真与试验,分析了单闭环比例放大系统的跟踪正弦指令的性能。建立并合理变换模型,选取工程易测量的液压缸高压腔压力为副参数,设计了串级PID-P与PD-P控制系统,并利用区间分解优化的遗传算法优化了PID-P与PD-P参数。经过优化参数的串级系统快速抑制了负载对副回路的扰动,改善了系统的动态性能。
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  多轴线重型液压载重车悬架液压系统的改进设计

  程斐, 赵静一, 刘平国

  液压与气动. 2014, 0(1): 111-113. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.031

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  悬架液压系统是多轴线重型液压载重车的重要工作系统之一。分析了传统悬架液压系统中运用双管路防爆阀和单向管路防爆阀以及两种防爆阀联合使用三种防爆回路的工作原理以及存在的缺陷与不足,介绍了一种新型双向防爆阀的基本结构与工作原理,并将其应用在多轴线重型液压载重车悬架液压系统管路的失压保护中,通过试验测试验证了改进后的悬架液压系统在管路爆裂时,能有效防止车辆倾覆,具有可靠性高、成本更低、位置布置灵活,安装方便等优点。
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  起重机液压系统的粒子群神经网络故障诊断

  游张平, 江洁, 胡小平, 叶晓平

  液压与气动. 2014, 0(1): 114-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.032

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  为了研究汽车起重机回转液压系统故障诊断问题,提高诊断效率。为有效提高汽车起重机回转液压系统故障诊断的速度与精度,针对传统故障诊断算法收敛速度慢、容易陷入局部最优,导致诊断精度不高的问题,提出了一种根据小波包能量熵的粒子群神经网络汽车起重机回转液压系统故障诊断方法(EE-PSONN)。首先依托汽车起重机回转液压系统实验平台,提取五种回转故障模式信号;然后利用小波包变换提取Shannon熵值,作为故障输入特征向量;最后利用粒子群优化算法提升BP神经网络,对故障进行建模识别。试验表明此法具有较高识别率,为汽车起重机回转液压系统故障诊断提供一种有价值的诊断方法。
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  籽棉打模机的液压原理和常见故障研究

  万畅, 李文春, 尹新文, 蒲春旭

  液压与气动. 2014, 0(1): 118-121. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.033

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  针对籽棉打模机的液压系统原理,首先,分析了一种10 t打模机的结构和工作过程;其次,给出了一种液压系统图,该系统采用柴油机驱动双联泵,采用两组多路阀控制多个执行元件完成打模工艺。总结了该液压系统常见故障和处理方法,并提出增设过载阀和单向阀、去掉单向节流阀的改进措施,以减少冲击和泄漏现象。
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  伺服阀配磨实验台阀口压差控制技术改进研究

  樊泽明, 任永亮

  液压与气动. 2014, 0(1): 122-125. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.034

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  在伺服阀液动叠合量配磨系统当中,阀口压差的控制技术对最终的实验结果有着至关重要的影响。在实际伺服阀配磨实验台的测试实验过程当中,考虑并分析计算压力传感器到实际阀口位置之间存在的压力损失,而对配磨台的阀口压差控制技术进行改进。将压力损失补偿作为前馈对PID反馈控制进行改进,构成复合PID阀口压差控制方法。通过实验测试与简单PID进行比较,结果显示提高了阀口压差的控制精度,并最终提高了系统的整体测量精度。
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  挖掘机动臂和斗杆的可回收能量实验研究

  张树忠, 张弓

  液压与气动. 2014, 0(1): 126-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.035

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  明确液压挖掘机的可回收能量分布是开展挖掘机能量回收的前提之一。以国内某7吨级液压挖掘机为样机,利用压力传感器、流量计、数据采集器等搭建了液压挖掘机动臂和斗杆可回收能量的实验环境,通过实验得到动臂和斗杆下放时各自液压缸中的压力和流量特性,并加以理论分析和计算得到可回收能量的大小和分布,结果表明该样机动臂的可回收能量约为斗杆的5倍,应着重考虑开展动臂势能的回收和再利用。
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  轧机液压系统的振动诊断

  吴炳胜, 穆银兵

  液压与气动. 2014, 0(1): 128-130. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.01.036

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  介绍了液压系统的故障诊断方法,然后通过这些方法对某轧钢厂CSP热轧机轧制过程中液压系统出现的振动故障进行了诊断,并分析了出现这些振动故障的原因,提出了该厂CSP轧钢机液压系统的改进措施。