2014年, 第0卷, 第2期　刊出日期：2014-02-15

  

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专题
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  电磁直驱式液压泵及其发展趋势

  赵升吨, 张宗元, 徐凡, 范淑琴, 李靖祥

  液压与气动. 2014, 0(2): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.001

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  电磁直驱式液压泵具备结构简单、体积小、效率高、噪声低等一系列优点,成为目前先进液压元件研究的热点。分析了阀控式和泵控式调速液压系统的优缺点,简介了电动机与液压泵集成化来构造电磁直驱式液压泵的基本原理。重点对典型的串联、并联式电磁直驱式液压泵的基本结构、工作原理及其特性,电磁直驱液压泵的关键技术进行了论述,进一步探讨了电磁直驱式液压泵的发展趋势。
研究 设计
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  外啮合斜齿轮泵内部流场仿真与分析

  张静, 毛子强, 杨国来

  液压与气动. 2014, 0(2): 10-13. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.002

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  为捕捉外啮合斜齿轮泵在高速旋转过程中内部流场瞬时变化情况,采用FLUENT动网格技术,对某型号斜齿轮泵内部流场进行了三维仿真计算。这样我们就得到斜齿轮泵在工作过程中内部瞬态压力场和速度场的分布情况。从仿真结果可以看到,两齿轮在啮合过程中,困油压力可以升高到工作压力的数倍,油液在齿轮啮合处被高速挤出,高压腔油液经齿顶圆径向间隙向低压腔泄漏。该计算结果为外啮合斜齿轮泵的研究和优化设计提供了理论依据。
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  基于CFD的某型卸荷阀内流场研究

  周抚平, 初长祥, 武宗才

  液压与气动. 2014, 0(2): 14-17. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.003

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  以某型号装载机双泵合流液压系统中的卸荷阀为研究对象,首先应用三维建模软件CREO对该阀流道进行实体建模与造型,然后利用流体力学软件CFD对卸荷阀内部流体流动特性进行数值仿真,从而获得该卸荷阀在主阀全开时内部流体的流动特性及主阀半锥角大小与其卸荷压力损失的关系。分析结果表明:该卸荷阀卸荷压力损失较小,当开口度相同时,随着主阀芯半锥角的增大,阀的进出口压差减小,最大流速也减小。研究为该型卸荷阀的优化提供有效的数据,对同类型产品的相关研究具有一定的参考价值。
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  液压变压器控制液压缸工作特性研究

  万保中, 沈伟, 姜继海

  液压与气动. 2014, 0(2): 18-21. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.004

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  由于现有的工程机械中采用多路阀来控制液压缸存在较大的节流损失,而采用液压变压器在理论上可以无节流损失的控制液压缸,故研究了采用液压变压器控制液压缸的液压系统。首先建立了该系统的数学模型,并进行了仿真分析。针对理论研究的结果进行了实验研究,结果表明该系统可以满足实际要求。
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  电液比例换挡阀特性试验研究

  刘嘉舜, 陶刚, 孟飞, 黎晓然, 王叶

  液压与气动. 2014, 0(2): 22-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.005

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  为了提高自动变速器中离合器缓冲控制的精度,设计了一种电液比例换挡阀。分析了其基本结构和工作原理,在不同的电磁阀供电电压下对其进行了阶跃响应试验,得到了换挡阀的电流-压力特性以及不同供电电压下输出压力建压和卸压时间,试验结果表明:换挡阀满足实际使用要求,并针对试验结果提出了改进方案。
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  深水绞车半主动升沉补偿系统设计及仿真

  李明婕, 段梦兰, 叶茂, 任晓瑶, 秦文婷, 吕博

  液压与气动. 2014, 0(2): 25-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.006

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  基于荔湾3-1大型气田,首先对作业区的海浪条件进行数值模拟,获得了深水作业极限海况下的船体及吊装载荷的升沉运动响应。为了避免响应幅值过大,提出了一套以复合液压缸为主体的深水绞车半主动升沉补偿系统,并建立了缆绳吊放载荷的动力学模型及补偿系统的液压系统模型。在Simulink中对采用两种不同反馈的PID控制系统进行仿真,通过对升沉补偿系统补偿效果的定性分析可知,所设计的补偿系统在张力反馈控制情形下具有较高的补偿精度。
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  考虑负载变化的气动摆动马达LuGre摩擦模型的研究

  魏琼, 焦宗夏, 李兴鲁

  液压与气动. 2014, 0(2): 31-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.007

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  针对工作过程中气动摆动马达摩擦力矩随叶片两侧压差动态变化的问题,提出一种能够模拟负载压差变化的摩擦力矩测试方法,并搭建了测试实验装置。提出了一种考虑负载压差的改进型LuGre摩擦模型,测试了摆动马达两腔压差对LuGre摩擦模型中静态参数和动态参数的影响,结合实际测试数据总结得到基于气动伺服加载系统的改进型LuGre摩擦模型,并将实验数据作为输入对改进型模型与实测值以及原模型进行了对比验证。
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  卷吸背压式气动传感器的研究

  乔帅, 苏智剑, 林能涛

  液压与气动. 2014, 0(2): 36-39. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.008

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  介绍了气动测量中卷吸背压式气动传感器的工作原理。分析了影响气动测量精度的主要误差因素, 并通过相应的措施对误差给予补偿, 提高了气动测量的精度和灵敏度。研究结果为气动测量采用卷吸背压式传感器进行尺寸测量提供了理论和试验依据。
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  基于动网格的旋转液压伺服关节动态特性研究

  胡琪, 曾良才, 蒋林

  液压与气动. 2014, 0(2): 39-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.009

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  基于Fluent软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格及UDF技术对旋转液压伺服关节运动过程进行了动态数值模拟。通过动网格技术较好地解决了因阀体运动而导致的计算区域瞬时变化的问题。分析了工作腔排量、阀芯转速、阀芯输入转角、系统压力和外负载力矩等参数对关节动态响应特性的影响。结果表明:该关节的工作腔每弧度排量取2.7×10^-5 m³最为合适,同时还发现阀芯输入转角、系统压力和外负载力矩等参数均对关节动态特性影响较大,而阀芯转速对其影响较小。所得结论可为关节的优化设计、试验提供理论参考。
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  “蛟龙号”载人潜水器液压系统设计研究

  邱中梁, 胡晓函, 焦慧锋, 范华涛

  液压与气动. 2014, 0(2): 44-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.010

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  深海蕴藏着丰富的资源,载人潜水器是深海开发的重要工具。“蛟龙号”是目前世界上同类产品中工作深度最大的深海载人潜水器,液压系统是“蛟龙号”载人潜水器上重要的动力源。该研究在对液压系统的需求和工况进行分析的基础上,给出了“蛟龙号”液压系统参数、油路、线路等配置,并进行了液压油的合理选取。介绍了液压系统在7000 m深海超高压低温环境下的工作情况,最后对载人潜水器液压系统的发展作了展望。
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  一种张力释放型液压绞车的设计研究

  李亚南, 朱鹏程, 鄢华林

  液压与气动. 2014, 0(2): 48-52. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.011

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  以船舶吊机中常用的液压绞车作为被控对象,采用恒速度和恒力矩两种控制方式分别对液压绞车的张力释放机构和排缆绞车进行控制,实现了两者的速度同步。同时采用新型摩擦张力释放技术、电液伺服控制技术和负载敏感技术,设计了一种新型张力释放型液压绞车。实践证明,该张力释放型液压绞车能耗大大减小,同时也解决了因缆绳承载张力过大而挤压切入所造成的缆绳破坏。
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  一种阀控缸非线性特性研究

  李少年, 冀宏, 魏列江, 陈君辉, 司国雷

  液压与气动. 2014, 0(2): 53-56. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.012

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  研究出口节流调速系统的动静态性能,建立较精确的阀控缸数学模型,考虑节流阀流量存在非线性因素,分析阶跃负载对液压缸运动速度稳定性的影响,并建立出口节流调速系统的非线性数学模型。采用微分几何理论对系统进行精确反馈线性化,并通过与常规泰勒展开线性化系统模型及试验结果进行比较。结果表明,精确反馈线性化方法所建系统模型更接近实际,可用于分析出口节流调速系统的动静态性能。
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  胶轮车全液压双回路制动阀静态特性分析

  刘杰

  液压与气动. 2014, 0(2): 56-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.013

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  为掌握胶轮车全液压双回路制动阀的静态特性,对双回路制动阀的设计提供一定理论依据,在对胶轮车全液压双回路制动阀结构及工作原理进行分析的基础上,建立了全液压双回制动阀静态数学模型,得出了制动压力的静态输出公式。利用Matlab/Simulink计算软件,通过模拟不同大小的踏板力,得到了制动压力随踏板力变化的静态关系曲线,分析了制动阀的静态输出特性。通过改变双回路制动阀部分结构参数,研究了双回路制动阀静态特性的变化规律以及最大制动压力的变化情况。结果表明,在制动压力处于静态平衡情况下,制动压力与踏板力成正比例对应关系,该对应关系受到双回路制动阀不同结构参数的影响,当制动压力达到最大值以后,制动压力不再随踏板力的增加而增加,最大制动压力仅仅与制动阀本身结构参数有关。
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  超高压阀体自增强及疲劳寿命分析

  周思柱, 严奉林, 李宁, 陆英娜, 王鹏, 易文君, 吕博

  液压与气动. 2014, 0(2): 61-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.014

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  分析了高压阀门在发展中遇到的问题,选用某高压阀门阀体作为研究对象,对其进行了有限元静力学分析,找到了结构的薄弱之处。依据材料的包辛格效应,对阀体的自增强过程进行仿真分析,并对自增强过程中阀体的应力进行了分析,从阀壁内部应力的角度说明自增强能改善阀体的应力分布状态。通过对比自增强处理过的阀体与未经自增强处理的阀体在80 MPa下的应力分布图可知,前者应力分布更加均匀,应力最大值较小,改变了内表面应力最大的状态。通过疲劳分析可知,自增强处理能提高阀体的疲劳寿命达11倍之多。
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  矿山救援系统气动强排卫生设备气动冲洗系统的设计

  欧阳国强, 杨德良, 蒋求生

  液压与气动. 2014, 0(2): 65-67. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.015

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  根据某型号矿山救援系统的技术规范设计要求,采用机械按钮一键控制方式,利用气压传动特点,实现了无电控制的气动强排卫生设备气动冲洗系统的设计。
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  车辆制动能量回收模拟试验系统设计

  郑鑫, 林慕义, 衣杰, 王秀杰

  液压与气动. 2014, 0(2): 67-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.016

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  提出一种新型能量回收模拟试验系统,并用Solidworks三维软件进行了布置。通过阐述该系统的结构组成和工作原理,计算设计并进行特点分析,为该能量回收模拟试验系统的进一步仿真和试验提供了理论依据。在能量回收与能量释放过程中,该系统可以随时切换系统工况,完整、清晰地模拟出车辆行驶工况的实时变化,为车辆制动能量回收系统的试验研究提供了更好的硬件平台。
主机 应用
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  RS-485总线在大型液压泵站多PC分布式监控系统中的应用研究

  魏列江, 董万玉, 李娜娜, 李旭方, 孟犁

  液压与气动. 2014, 0(2): 71-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.017

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  针对大型液压泵站中,由多台上位计算机通过RS-485总线同时监控多台变频器,从而控制多台液压泵驱动电机的实际应用需求,提出了将RS-485通信模式由传统的一主多从式网络结构拓展为多主多从式结构并应用于分布式监控系统的思想。该研究对于多主多从式RS-485总线网络结构在具体应用时所出现的问题做了详细的分析,通过在软件中添加从节点地址识别码、在各主节点与从节点之间采用多路开关切换的方法,克服了主节点中访问报文与应答报文识别冲突问题和多主节点同时刻访问总线所出现的短路问题,实现了大型液压泵站中多台上位计算机对多台泵驱动电机的分布式监控,在不增加成本的情况下满足了系统要求,提升了系统性能。
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  一种汽轮机高可靠性停机电磁阀组的设计

  张静, 汤继星, 杨捷

  液压与气动. 2014, 0(2): 75-77. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.018

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  通过对常规汽轮机低压保安系统特点的分析,以及对停机电磁阀不同冗余方式可靠性进行比较,提出采用三取二冗余的原理设计一种高可靠性停机电磁阀组的设计方案,并介绍了该电磁阀在驱动汽轮机上的应用。
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  基于AMESim的钢拱架安装机运动控制与仿真

  徐莉萍, 张奕霏, 任德志

  液压与气动. 2014, 0(2): 78-81. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.019

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  为实现对钢拱架安装机工作装置的轨迹控制,介绍了钢拱架安装机液压系统的工作原理,利用AMESim软件平台对其工作装置进行了建模,通过设置主要参数,实现了该机电一体化系统的运动仿真。仿真结果表明,引入PID控制方法能明显提高系统的控制性能。
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  白土精制装置压滤机的升级改造及应用

  木合塔尔·买买提, 阿卜杜艾尼, 郭昊虔, 何德明

  液压与气动. 2014, 0(2): 81-84. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.020

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  自动板框式压滤机在白土精制装置生产过程中出现压滤机油缸的活塞密封环易磨损及液压站管线接头泄露而导致压滤机保压不足;行程开关设计缺陷而导致接液翻板多次发生卡住、翻板电机烧损;液压站油路中无过滤器而导致压紧板不能及时松开;液压元件的结构、质量缺陷而导致自动拉取板器不拉取板;电器控制回路系统故障多而导致维护工作量重、难度大等问题。对这些问题的出现经分析、论证后,实施了优化升级改造,并取得了良好的使用效果。
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  某液压弹簧式浮动机仿真及优化

  郭竞尧, 刘彦, 李勇, 谢杨杨

  液压与气动. 2014, 0(2): 85-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.021

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  采用浮动机能够有效控制自动炮的后坐力及射击稳定性,对自动炮的适装性及武器系统的射击精度有重要作用。分析了液压弹簧式浮动机的基本结构和工作原理,建立了使用该原理浮动机的自动炮后坐运动数学模型,对使用本原理浮动机的某自动炮进行了十连发射击后坐运动的数值模拟,并对该浮动机进行了优化设计和仿真对比。优化结果缩短了自动机连发射击的最大后坐距离,能够提高该自动炮的工作可靠性;降低了最大后坐力,能够对炮架进行进一步的轻量化设计,提高自动炮装载平台的机动性。
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  神经网络在电子封装点胶控制中的应用

  郭世杰, 黄灿超, 许志托

  液压与气动. 2014, 0(2): 88-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.022

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  由于时间-压力点胶系统具有影响因素较多、缺乏整体一致性的特点,导致点胶过程非常难以控制,为此提出了基于BP神经网络PID控制器的方法。在广义幂律经验公式的基础上建立了有效的流量模型,运用BP神经网络PID控制器对其进行补偿控制。实验结果表明,使用这种控制器能够对时间-压力点胶系统进行有效的控制,使其基本达到点胶一致性的要求。
元件 介质
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  直线共轭内啮合齿轮泵泵轴动态分析

  杨国来, 陈萍, 李世伟

  液压与气动. 2014, 0(2): 91-93. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.023

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  对直线共轭内啮合齿轮泵泵轴进行动态分析。利用有限元分析软件ANSYS Workbench,通过模态分析计算出泵轴固有频率和临界转速;同时,对其进行谐响应分析,得到交变载荷作用下泵轴产生共振的激振力频率,为防止泵轴发生共振提供可靠的理论依据。
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  一种新型力矩马达直接驱动式伺服阀的研制

  王海玲

  液压与气动. 2014, 0(2): 94-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.024

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  提出了一种新型的直动式电液伺服阀,伺服阀的驱动部分由力矩马达直接驱动实现,简述了结构原理及工作原理,对伺服阀的输出静态性能进行了仿真,并与实验结果进行对比结果吻合,表明研制的新型力矩马达直接驱动式伺服阀具有良好的静态特性。
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  黑水调节阀内闪蒸现象的CFD探索

  颜震, 李峰, 刘永良, 赵海燕, 曹宇

  液压与气动. 2014, 0(2): 98-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.025

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  以航天煤化工系统中某型号黑水调节阀为研究对象,应用CFD数值模拟方法得到了阀门流场特性的可视化效果,根据流场特性对阀门内部闪蒸现象进行了分析,并给出了对现有结构进行改进的建议。
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  多齿轮变量齿轮泵接触力理论与仿真分析

  卢淑群

  液压与气动. 2014, 0(2): 101-104. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.026

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  针对普通齿轮泵存在振动、噪声及变排量等问题,创新性地提出一种新型结构多齿轮变量齿轮泵。基于Hertz静力弹性接触理论对其轮齿接触力进行了理论分析,运用虚拟样机技术对两种齿轮泵轮齿啮合运动进行了动态仿真分析及比较。结果表明,新型结构多齿轮变量齿轮泵的轮齿接触力及其脉动值较普通齿轮泵要小,并且具有错开从动轮接触力同时到达幅值的特性,表明所设计的新型结构多齿轮变量齿轮泵有效、可行。
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  基于AMESim的轴向柱塞泵流量脉动影响因素分析

  闫玉庆, 师占群, 郑琳

  液压与气动. 2014, 0(2): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.027

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  流量脉动是影响柱塞泵工作性能的重要因素。为了深入研究柱塞泵的流量脉动特性,采用AMESim软件进行了建模和仿真,并在此基础上分别分析了柱塞泵结构参数和泄漏参数对轴向柱塞泵流量脉动的影响,为控制流量脉动提出了参考依据。
使用 维修
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  某轮舵机液压系统故障分析与改进

  何法明

  液压与气动. 2014, 0(2): 109-111. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.028

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  船舶舵机装置是保证船舶航行安全的重要设备,舵机装置故障将直接危及船舶的航行安全。针对某轮频繁出现的跑舵故障,对舵机液压系统的工作原理进行了分析,并深入剖析了加在舵叶上的水动力矩的变化规律,找出了舵机液压系统中双向液压锁频繁损坏导致跑舵的原因,指出了舵机液压系统设计中存在的不足,提出了改进措施。
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  阻尼型双向液力锁

  曹杨, 黄秋来, 闫茂春

  液压与气动. 2014, 0(2): 112-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.029

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  通过对普通型双向液力锁和阻尼型双向液力锁的理论分析,找到了普通型液力锁在采煤机摇臂下降过程中发生抖动和系统压力过高的原因,提出采用阻尼型液力锁可以解决这些问题,并找到了降低摇臂下降压力的途径。
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  高压节能叶片泵的研制

  马金河, 胡凯, 王新彪

  液压与气动. 2014, 0(2): 114-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.030

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  介绍了一种高压节能叶片泵的研制。高压节能叶片泵主要是通过叶片控制技术,使泵在空载时停止油液循环,加载时再启动油液循环达到节能的效果,其原理主要是通过子母叶片与柱塞叶片相结合的技术方法,利用辅助阀控制供给子叶片腔室和柱销腔室压力油通道的通断切换,有选择地对全部腔室或部分腔室提供压力油,以改变在泵的容积扩大区段作用于叶片的压力油腔室受力总面积,从而合理控制不同阶段叶片对定子内表面的压力,较好地避免了定子磨损失效,使叶片泵的工作压力可以实现较大幅度的提升。为了提高结构工艺性,该泵还采用了两半转子结构和三合一内置阀技术。
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  基于PLC的不压井修井机液压控制系统

  钟功祥, 周耀胜, 吕治忠, 刘涛, 林宁

  液压与气动. 2014, 0(2): 117-120. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.031

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  为了提高不压井作业的自动化程度,降低工人的劳动强度,针对现在广泛应用的独立式不压井修井机,设计了一种基于PLC的不压井修井机控制的液压控制系统。阐述了独立式不压井修井机的基本工作原理,提出了具体的液压控制系统方案和PLC控制框架。采用两级起升液缸和差动回路交替控制,实现了快速起升及缓慢下放油管作业。动力卡瓦回路采用了四缸同步回路和互锁控制,使得油管能自动对中。PLC控制实现了动态寻找起、下作业的“平衡点”以及各种修井作业的自动控制。该系统提高了不压井修井机的工作效率,避免了起下管柱作业的过程中生产事故的发生,增强了作业的自动化和安全性。
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  管端加厚机液压冲击的分析与处理

  郝兴安, 廖晓林

  液压与气动. 2014, 0(2): 121-124. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.032

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  介绍了管端加厚机的液压系统原理。针对生产中系统的液压冲击故障,分析了故障产生的原因,提出了解决方案和措施,满足设备动作要求,使系统可靠、稳定运行。
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  两级射流管式电反馈伺服阀的研制

  陈立辉, 丁建军, 赵晓华, 金瑶兰, 俞帅

  液压与气动. 2014, 0(2): 124-127. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.033

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  介绍了最近研制成功的CSDM765型两级射流管式电反馈伺服阀。该阀由射流管式前置级驱动,取消了力反馈杆,并由LVDT式位移传感器进行电反馈控制。据此,选择了HR-5型位移传感器,设计了功率级滑阀和伺服控制器。该型伺服阀耐用、可靠、精度高。通过试验表明,CSDM765型两级射流管式电反馈伺服阀的性能达到了设计要求。
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  混凝土砌块成形机的液压激振系统设计

  黄庆专, 黄宜坚, 庄劲松

  液压与气动. 2014, 0(2): 127-131. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.02.034

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  砌块成形机是振动利用的典型设备,主要介绍了液压激振技术的研究及液压激振在砌块成型机中的应用。经过实践证明,液压激振器与机械激振器相比较,具有无级调频、调幅、系统简单和操作方便等优点,并能产生更大的振动加速度、幅值,更加节能,完全可以应用于实际生产中。