2014年, 第0卷, 第4期　刊出日期：2014-04-15

  

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  深海滑翔机水下气动布放技术研究

  李宝仁, 高隆隆, 高磊, 杨钢

  液压与气动. 2014, 0(4): 1-6. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.001

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  水下滑翔机作为一种新型自航式海洋观测平台,因具有隐蔽性高、续航能力强、低功耗、水下工作范围大、制造成本低等特点,成为海洋环境监测、海洋资源探测、海底地貌测量及水下情报搜集等海洋科学研究与军事作战的理想工具。该文综述了水下滑翔机国内外研究概况,针对课题组所研制深海滑翔机水下布放特点,提出了一种基于高压气动控制技术的深海滑翔机水下布放模式。介绍了深海滑翔机水下气动布放系统结构组成、功能、工作原理,在此基础上,重点对深海滑翔机水下布放性能开展仿真研究,分析了其水下布放关键性能与参数变化规律。
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  旋回流非接触式气爪流场及吸附性能的数值分析

  郭丽丽, 郑智剑, 路波, 周盛, 钟伟

  液压与气动. 2014, 0(4): 7-10. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.002

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  在构建旋回流非接触式气爪几何模型和控制方程的前提下,对气爪内部流场特征及影响其吸附性能的关键参数进行数值分析。结果表明:单进气口的气爪,负压中心与气爪的几何中心存在偏移,并且,在回旋流向下运动的同时,负压中心也会随之发生迁移;当气爪的几何参数、工作条件为定值时,存在最适宜的气膜间隙,可使负压值和吸附力达到峰值;双进气口的气爪比单进气口的气爪具备更好的吸附稳定性;在单进气口气爪的气室内增加螺纹式凹槽,可在一定程度上提高吸附稳定性。
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  气动柔性关节六足机器人结构与运动性能

  彭贺, 耿德旭, 张金涛, 赵云伟, 武广斌

  液压与气动. 2014, 0(4): 11-14. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.003

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  采用自主开发的气动空间弯曲柔性关节,研制了一种仿生六足机器人,能实现前后、左右移动和转动功能。研究了柔性关节六足机器人运动原理和行进步态。搭建了试验台和气压控制系统,通过高速摄像等实验手段,分析了机器人重心位置三个方向的位移、速度和加速度等运动学性能。为气动柔性关节在仿生六足机器人中的应用,提供了理论与实践基础。
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  竖直式垃圾中转站转运车液压驱动系统设计与仿真

  关天民, 朱洪鹏, 武力, 雷蕾

  液压与气动. 2014, 0(4): 15-18. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.004

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  垃圾转运车是用于城市生活垃圾中转站转换容器工作状态和运输容器的一种专用车辆,其中改变容器工作状态由翻转架实现。设计了翻转架的液压系统,利用复杂系统仿真平台AMESim建立了背载工况液压系统仿真模型,以ADAMS软件仿真得到的回落液压缸受力变化曲线为信号源,获取了回落液压缸位移曲线、加速度曲线和进出口压力曲线,其中液压缸位移曲线与ADAMS所定义的位移曲线相一致,说明AMESim液压系统仿真结果是正确的。
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  大型客机飞控作动系统配置方案设计

  齐海涛, 付永领, 郎燕

  液压与气动. 2014, 0(4): 19-25. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.005

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  介绍了当前主流大型客机A320、B737和新型客机A380、B787的飞控作动系统配置及其特点,指出了当前大型客机飞控作动系统的发展趋势--高度集成化、功率电传化、信号光传化、液压高压化和智能化。针对我国大型客机发展目标,提出了一种适合我国国情的作动系统能源配置方案,为3套独立液压系统+1套电系统(3H+E)方案,及相应的作动系统配置方案。指出了发展飞控作动系统需要解决的体系架构、高可靠性作动器研制、故障预测与健康管理等关键技术问题。
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  GQ045型公铁两用牵引车液压传动及控制设计

  侯广慧

  液压与气动. 2014, 0(4): 25-27. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.006

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  介绍了GQ045型公铁两用牵引车(以下简称牵引车)的公路、铁路系统转换机构的工作原理、结构特点、液压传动系统工作原理。
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  大型铝挤压机虚拟挤压系统建模与仿真

  王玲玲

  液压与气动. 2014, 0(4): 28-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.007

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  铝挤压机挤压生产过程的虚拟技术,具有重要工程意义。以多学科仿真软件ITI-SimulationX为核心平台,集成三维建模软件SolidWorks建立的挤压机机械结构、成形工艺软件Simufact获取的成形力,组建了虚拟挤压系统模型,并以7075铝合金棒材挤压生产为例进行了仿真研究,得到了挤压行程、压力曲线,以及挤压时间等结果。
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  基于AMESim的高压水射流切割系统压力流量稳定特性分析

  唐群国, 白宗, 孙旭东, 苏畅

  液压与气动. 2014, 0(4): 31-34. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.008

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  利用AMESim软件对所设计的高压水射流切割系统的压力流量稳定特性进行了建模与仿真分析,得到了系统流量、压力和稳压容器的容积对输出稳定性的影响规律。研究表明,所设计的系统具有较好的压力流量稳定特性。
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  分片加载实验机架受力分布研究

  涂福泉, 李贺, 胡良智, 曾庆兵

  液压与气动. 2014, 0(4): 34-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.009

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  在轧机伺服液压缸测试系统中,通过伺服液压缸作用于加载机架模拟实际的轧制工况。加载机架的性能好坏是测试系统能否得到精确结果的一个关键因素,传统的单个加载机架只能针对有限的伺服液压缸,针对这个问题,该研究对分片式方式的加载机架进行了探索,主要分析了两片分片式机架组合变形受力计算问题,最后通过有限元方法对主机架和片机架的强度和刚度进行了计算,得到了主机架和片机架的应力分布规律和最大位移,验证了分片式机架的可行性,为以后的轧机伺服液压测试系统实验机架的研究提供参考。
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  纯电动大客车电动液压助力转向系统的助力研究

  刘文光, 何仁, 游专, 陈峰, 张中帆

  液压与气动. 2014, 0(4): 38-41. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.010

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  针对纯电动大客车电动液压助力转向系统受轮胎气压、车速的影响,依据汽车操纵动力学、多刚体动力学,建立考虑车速和轮胎气压的动态转向力矩模型,利用模糊PID控制因车速和轮胎气压变化对转向助力的影响,并对汽车电动液压转向助力系统的数据进行实验分析。实验结果表明,通过车速和轮胎气压调节转向助力的油压,能实现助力大小的自适应变化,提高了汽车行驶的稳定性和转向轻便性。
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  基于AMESim多工位回转工作台液压系统仿真研究

  卫进, 常涛柱, 杨涛

  液压与气动. 2014, 0(4): 41-44. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.011

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  介绍了压曲机液压回转工作台定位系统要求及组成,并计算确定了回转台最高运行速度,得到运行一个工位所用时间与其最高转速之间的关系曲线图。建立AMESim液压仿真模型,对开环控制与带PID控制器的闭环控制进行比较,最终确定采用PID控制来有效克服了负载扰动对转台定位精度的影响。
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  基于AMESim与Simulink联合仿真的车辆液压辅助制动系统研究

  刘明勋, 杨秀建

  液压与气动. 2014, 0(4): 45-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.012

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  阐述了串联式液压混合动力车辆的结构原理,对重型车的液压辅助制动系统进行理论分析与设计,应用AMESim软件建立液压辅助制动系统仿真模型及整车模型,基于Simulink建立前后轮制动力矩计算模型、能量管理策略模型以及与AMESim融合的接口S函数。针对重型车制动距离长的问题,提出通过液压辅助制动系统进行制动。仿真结果表明:所设计的回收系统参数匹配较为合理,液驱混合动力车辆再生制动系统可以合理的分配液压辅助制动转矩和摩擦制动转矩的比例关系,提高制动减速度,缩短制动距离。在确保制动安全性的前提下,更为高效的回收制动动能。
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  双作用椭圆轨道滚柱泵运动动力特性

  陈舰, 柯尊荣, 陈凯

  液压与气动. 2014, 0(4): 49-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.013

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  基于滚柱泵的工作特点,建立该泵的运动学和动力学模型,分析出了滚柱在泵运转过程中运动状态和受力形式,再建立力学平衡方程,推导出滚柱与定子内壁和U形槽之间的接触力公式,最后根据赫兹定理的接触应力公式和该泵的运动特点,推导滚柱在任意位置的接触应力大小及分布,并且仿真出其应力曲线及应力分布的等高线,该分析结果为滚柱泵的优化设计和应用奠定了理论基础。
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  基于CFD的电液伺服阀污染磨损耐久性仿真分析

  张坤, 姚金勇, 姜同敏, 殷熙中

  液压与气动. 2014, 0(4): 54-59. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.014

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  以电液流量伺服阀的功率放大级滑阀组件为研究对象,分析污染磨损对组件结构的退化影响,将计算流体动力学(CFD)与冲蚀理论相结合,建立滑阀流体冲蚀的数学模型。通过可视化模拟,分析了污染颗粒对滑阀不同部位的冲蚀磨损分布。结合滑阀的工作原理,分析在不同开度下滑阀内部空腔液体流场的分布特点,研究滑阀开度对冲蚀部位磨损的影响规律。仿真结果表明,滑阀的冲蚀磨损发生在阀套和阀芯的控制边锐缘附近,磨损速率与滑阀开度存在着非线性关系。
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  基于AMESim的MC90Y钻机负载特性分析

  耿莉, 林玉平, 纪友哲, 陈华良

  液压与气动. 2014, 0(4): 60-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.015

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  针对MC90Y煤层气车载专用钻机起升系统大载荷负载的工作特性,建立了AMESim分析模型,分析结果表明,负载达到30t以上时,常规平衡阀设计方案存在发散趋势的压力剧烈波动问题,会对液压元件的性能和寿命造成不利影响,通过增加平衡阀回油阻尼,消除了压力与流量的发散波动,在不同负载下,系统都表现出正常的收敛调节特性。钻机现场作业表明,起升系统在大负载条件下运行平稳,没有出现压力大幅波动。
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  液压支架高压大流量安全阀动态特性研究

  畅军亮, 赵继云, 李亚丽

  液压与气动. 2014, 0(4): 63-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.016

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  针对目前液压支架用阀试验台不能满足新国家标准高压大流量安全阀公称流量启溢闭特性规定,本文提出利用蓄能器组通过插装阀组分时开启以满足试验要求,以型号FAD1000/42的安全阀为研究对象,针对矿用液压支架高压大流量安全阀进行动态特性试验研究,并在液压支架高压大流量阀试验台上对安全阀进行动态性能试验。试验结果表明,针对该试验台,插装阀组开启间隔为200ms时,大流量安全阀的流量和压力曲线能够满足新国标要求,蓄能器分时开启的研制成功能够有力的推动安全阀试验标准水平的提升,产生巨大的经济和社会效益。
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  基于前馈补偿的电液伺服加载试验台复合控制

  刘璐, 郭彦青, 张保成, 卫永平

  液压与气动. 2014, 0(4): 66-69. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.017

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  为验证和优化电液伺服系统设计过程,搭建了负载可调的专用电液伺服加载试验台。在结构分析基础上,建立了试验台位置闭环和力矩闭环的数学模型,通过理论计算和模型简化,设计了具有前馈与PID复合控制的控制器。经试验台力闭环和位置闭环试验,验证了设计过程的正确性和可行性,试验所获得的一些定性结论,可为类似应用提供一定参考。
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  大粒径卵砾石层旋挖钻机液压系统工况分析

  李秀磊, 赵玉贝, 李宏远, 李明飞, 李神奇, 李帅

  液压与气动. 2014, 0(4): 70-72. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.018

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  旋挖钻机在普通地层施工和研究都达到了一定的水平,但是施工单位对大粒径卵砾石地层的掘进研究非常欠缺。通过对大粒径卵砾石地层的特性和负载敏感型旋挖钻机工作时钻头扭矩进行分析,并建立仿真模型,在实验室内研究大粒径卵砾石层的钻进施工方法,为相关地层的施工提供理论参考,有效减少旋挖钻机施工事故。
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  液压控制技术在蒲草收割船割台上的应用与研究

  王占海, 王伟, 金金

  液压与气动. 2014, 0(4): 73-76. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.019

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  为了提高白洋淀、衡水湖水域蒲草整齐化收获效率,该研究将机构设计和液压系统相互配合,能够实现高效整齐收获作业。针对割台的动作要求,对其液压系统进行了合理的分析设计。实际作业结果表明:液压系统不但满足割台及割刀刀架升降,而且对拨禾轮上下、前后均可调更有利于蒲草收获作业,同时具有可靠性、安全性和高效性的特点。
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  电动螺旋液压增力机构的研究

  程浩

  液压与气动. 2014, 0(4): 76-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.020

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  为了丰富液压增力机构的类型,提出了一种电动螺旋驱动的液压增力机构。可以借助人机接口设置参数,远程操作电动螺旋驱动模块,实现液压增力机构自动运行。研究了该机构的组成、使用特点和工作原理,将电动螺旋传动与液压技术结合起来,达到高效增力的目的。并介绍了螺旋传动、液压增力机构的设计方法和微型力矩电机的选择方法。
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  非圆行星齿轮液压马达总效率的提高

  许鸿昊, 张华, 沈银杰

  液压与气动. 2014, 0(4): 80-84. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.021

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  针对以乳化液为工作介质的非圆行星齿轮液压马达,提出按阶梯形设计内齿圈、行星轮和太阳轮厚度的新方法,以提高其总效率。将液压力作用下两个配流盘的受力状态简化为等效模型,通过有限元分析求得了它们的变形。结合端面间隙的最优值和内齿圈的变形量,确定了齿轮厚度的阶梯形设计方案。按照该方案,试制了5台非圆行星齿轮马达,并以5%浓度的乳化液为工作介质进行了加载测试。结果表明总效率均值达到了64.9%,这与原有设计相比有了明显的提高。
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  风帆驱动控制策略的研究

  何建海, 胡以怀, 张建霞, 薛树业, 侯萍

  液压与气动. 2014, 0(4): 85-89. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.022

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  风帆驱动具有参数多、变量复杂、风向风速变化频繁等特性,对其控制有较高的要求。该研究首先介绍了几种风帆助航船风帆驱动控制的方法,然后比较了液压与电气驱动的优缺点,通过对某48000DWT散货船所装风帆扭矩的计算,并根据风帆驱动的节能及驱动安全性、稳定性的要求,得出液压驱动控制是大型船舶较好的方法。最后在常规液压控制的基础上进一步提出并设计了一种变频液压驱动的更优控制,为大型船舶风帆驱动控制提出了一种较好的控制方法。
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  长行程液压缸密封系统优化设计

  韩慧鑫, 朱淼, 孔令飞, 张艳云, 王纪来, 陈震德

  液压与气动. 2014, 0(4): 89-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.023

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  通过对长行程液压缸密封系统的研究和分析,进行了密封系统优化设计,并对设计选型和结构原理进行阐述。
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  基于逆推法的高温阀门开度控制器设计

  田静, 袁彪

  液压与气动. 2014, 0(4): 92-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.024

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  工作在高温条件下的高温阀门,通过手动调节流量很难保证响应速度和调节精度,并且存在安全隐患,因而远程控制高温阀门的开度成为实际工程的需要。通过对电液伺服系统的详细分析,把高温阀芯与液压缸的活塞杆刚性的连接在一起,使高温阀门的开度控制转换成位移控制。在控制器设计过程中采用逆推法求解了伺服阀和液压缸的真实数学模型,利用Simulink仿真软件对数学模型进行闭环特性的仿真,设计了阀门开度闭环控制器PID参数,并把PID参数应用到实际控制当中。实验结果表明:模型求解正确,控制器具有较好的响应速度与精度;受控的高温阀门最小开度达到2%;大开度变化时响应速度快,小开度变化时响应速度稍慢;实验与仿真结果虽存在偏差,但符合工程需求。
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  齿轮式同步马达在LF钢包精炼炉中的应用

  孙亚飞, 李岚萍

  液压与气动. 2014, 0(4): 97-99. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.025

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  LF钢包精炼炉是目前应用最广泛的炉外精炼设备之一,其三点式的炉盖提升装置由三个液压缸驱动,且要求三缸同步,通常选用柱塞式同步马达作为系统的同步控制元件。为了进一步降低投资,在新的项目中,用齿轮式同步马达替代柱塞式同步马达,并在实际应用中取得了预期的效果。
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  LHB-3E型平衡阀的稳态液动力补偿分析

  陆远望

  液压与气动. 2014, 0(4): 100-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.026

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  LHB-3E型平衡阀广泛应用于汽车起重机起升液压系统中。通过分析LHB-3E型平衡阀的稳态液动力补偿机构的工作原理,建立了阀芯的稳态液动力数学模型。结果表明,采用稳态液动力补偿机构的LHB-3E型平衡阀,能有效地消除阀芯上的稳态液动力,使平衡阀的静态性能得到提高。
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  高水基高压大流量安全阀气蚀的研究

  郭冰菁, 聂辰鹏, 李阁强

  液压与气动. 2014, 0(4): 103-106. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.027

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  针对高水基阀严重的气蚀损伤,本研究基于CFD软件对阀内气穴流场在高压大流量工况下进行两相流仿真。通过对不同开度下内部流场压力、速度和气穴分布的分析,得出气穴初生、生长和分布特点,探索安全阀气蚀失效的主要影响因素,从而达到抑制气蚀的目的,为高水基高压大流量阀的设计和改造提供理论依据和技术支持。
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  大型飞机起落架液压管路布置

  张怿, 朱成成

  液压与气动. 2014, 0(4): 107-110. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.028

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  介绍了典型的陆用飞机和水陆两栖飞机起落架液压管路的布置特征,总结出起落架液压管路布置中应该综合考虑的一些因素,提出了某型飞机起落架液压管路的布置要求。
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  矩形止推气浮轴承的静态特性分析

  李加福, 孙杰, 胡佳成, 李东升

  液压与气动. 2014, 0(4): 110-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.029

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  为了提高分析矩形止推气浮轴承静态性能的精确度,利用有限差分法对雷诺方程进行了求解。据此,对双U形止推轴承和双圆形止推轴承中两个均压槽之间的耦合关系进行了分析,并利用所设计的装置分别对这两种气浮轴承的承载力理论结果进行了试验验证。研究结果表明:双U形止推轴承中均压槽之间的耦合关系随着气压的增加而增强,双圆形止推轴承中的均压槽之间的耦合关系相对稳定,其强度不会随着外界条件的改变而改变;双U形止推轴承承载力要强于双圆形止推气浮轴承;有限差分法所得出的承载力与试验结果具有较好的一致性,其最大的相对误差分别为12%,13.3%。证明了该方法对矩形止推气浮轴承进行静态性能分析的有效性。
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  一种电缆收放自动控制阀(组)的设计

  叶竹刚

  液压与气动. 2014, 0(4): 115-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.030

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  根据某矿用运煤车电缆收放液压控制系统的需要,基于通用插装阀技术,设计了一种可实现电缆收放自动控制的专用液压阀(组),可以保证运煤车在行驶过程中,电缆能在一定张紧力下实现自动收放,避免电缆被碾压或拉断,该阀(组)可以替换国外同类产品。
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  浅谈《液压与气动》杂志中常用技术词语与物理量的规范

  陈慧宇

  液压与气动. 2014, 0(4): 118-120. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.031

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  《液压与气动》杂志属于科技期刊,多年来,它一直是机械、仪表类学科的全国中文核心期刊。该文针对一些作者论文中有关技术名词和物理量使用上出现的不规范、不统一等问题,提出了一些规范化处理的建议,希望能为作者在论文中进行规范化表达提供一定的帮助。
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  自行式液压载重车转向升降液压系统的改进

  周爱斌, 康绍鹏, 赵静一, 王滋佳

  液压与气动. 2014, 0(4): 121-124. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.032

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  自行式液压载重车转向升降液压系统目前主要采用负载敏感控制系统,该系统结构复杂,成本较高,为此提出一种负载敏感液压泵的恒压变量控制,设计一个变量控制阀组既可以实现液压泵的负载敏感控制模式,又可以实现恒压变量控制模式,一台液压泵可以当负载敏感液压泵使用,也可以当恒压变量泵使用,升降液压系统采用恒压变量控制,通过变量控制阀组与升降控制阀组的配合实现升降速度的调节。现场试验表明能够满足实际使用要求,控制性能更好,成本降低。
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  飞机燃油系统流量模拟控制系统研究

  樊泽明, 马龙

  液压与气动. 2014, 0(4): 124-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.04.033

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  阐述了飞机燃油系统流量模拟控制系统的重要性并分析了传统控制方案的缺陷。对传统流量控制系统结构作出适当改进,以解决分段测量所引起的切换过程数据不精确问题。采用单神经元PID控制器,在保证大范围动态跟踪效果稳定的前提下,很好地抑制了切换过程中的抖动,具有较好的控制效果。