2014年, 第0卷, 第8期　刊出日期：2014-08-15

  

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专 题
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  水压马达的研究进展与展望

  高殿荣, 王志强

  液压与气动. 2014, 0(8): 1-8. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.001

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  水压马达是以淡水或海水为工作介质,并能将水压能转换为机械能实现连续回转运动的水压执行元件,在水压传动系统中有着广泛的应用。本文对国内外在高速水压马达,如水压柱塞马达、水压叶片马达,以及在低速大扭矩的径向柱塞多作用内曲线水压马达方面的研究成果进行综述,并对其发展前景进行展望,供水压传动的研究人员参考。
研究 设计
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  间隙对单摆负载电液伺服系统影响的研究

  魏列江, 李娜娜, 董万玉, 冯志清, 强彦

  液压与气动. 2014, 0(8): 9-13. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.002

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  在单摆负载电液伺服系统的研制过程中,发现系统执行机构与单摆负载之间球铰连接处总会存在间隙,为了研究间隙对系统性能的影响作用,结合系统从动部分阻尼较大的特性,在分析了系统主动部分越过间隙过程中从动部分运动特征的基础上,建立了系统含有迟滞间隙特性的数学模型。借助MATLAB软件对一个球铰轴套与负载轴间最大间隙为1 mm、最大摆角为30°的实际单摆负载系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明:随着球铰轴套与负载轴间间隙值的增大,系统单位阶跃响应震荡加剧,稳态误差增大、超调量增加,甚至在间隙值较大时,出现极限环震荡现象。
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  基于CFD的液压油在线除气元件的优化设计

  任玉军, 王陈向, 邹俊, 傅新

  液压与气动. 2014, 0(8): 14-18. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.003

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  把基于流体动力学(CFD)软件Fluent的三维数值模拟作为工具,采用控制变量法,以较低的能量损耗和较大的气体体积分数为目标,优化了自主设计的液压油在线除气元件的结构参数,并进行了可视化试验。在模拟过程中,选择RNG k-ε 模型作为湍流模型,以代数滑移混合(Mixture)模型作为多相流模型。通过对模拟结果的深入分析,阐明了径向和轴向压力梯度在两相分离中的作用,揭示了除气元件工作的原理。
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  基于AMESim的液压凿岩机双缓冲系统动态仿真

  耿晓光, 马飞, 李叶林, 马威, 王顺凯

  液压与气动. 2014, 0(8): 18-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.004

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  液压凿岩机功率的不断提高对缓冲系统提出了更高的要求,之前的单缓冲系统已不能满足需要。首先对凿岩机双缓冲系统的结构和工作原理进行了介绍;然后应用AMESim软件搭建了双缓冲系统模型,并对照凿岩机的结构参数和工作参数对各模型进行了设置;再对双缓冲系统整个周期内的工作状态进行仿真,得到不同初速度下隔套和缓冲活塞的速度曲线、位移曲线以及一级缓冲腔和二级缓冲腔的压力曲线。发现双缓冲系统能够在2 ms时间内将缓冲活塞制动,制动距离最大2 mm,缓冲周期远远小于冲击周期,并且有利于凿岩机空间上的布置。最后又对环形缓冲间隙进行分析,通过赋予不同的间隙值,对比得出满足要求的最优值。
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  深海液压动力源O形圈密封性能分析

  张毅, 王国志, 刘桓龙, 邓斌, 肖鹏

  液压与气动. 2014, 0(8): 23-25. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.005

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  在深海高压、低温环境下O形橡胶圈自身会发生一定量的变形,对其密封性能产生影响。为了确认深海环境下O形圈的变形情况及其能否实现可靠密封,基于ANSYS软件建立了O形圈密封结构二维模型,对O形圈在深海5000 m处的应力进行分析。结果表明:深海5000 m环境对O形圈密封性能影响不大,O形圈满足密封要求。
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  水压蛇形灭火机器人中水压自伺服摆动缸运动特性的研究

  梅鹏, 蒋林, 赵慧, 晏晚君, 胡金, 邹竞刚, 吴若麟

  液压与气动. 2014, 0(8): 26-31. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.006

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  针对蛇形灭火机器人中,直流电机输出力矩小,液压驱动系统易燃等缺点,设计出一种水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人的驱动装置,以解决蛇形灭火机器人驱动力不足和阻燃性不好等问题。通过建立水压自伺服摆动缸的数学模型,得到了系统的传递函数。通过MATLAB的Simulink仿真模块对该模型进行了动态特性仿真分析。仿真结果表明,水压自伺服摆动缸动态响应快、跟随性准确而稳定,而且抗干扰能力强,总体性能较好。
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  基于小波-平滑能量算子解调的液压泵故障分析

  许葆华, 韩东, 杜明

  液压与气动. 2014, 0(8): 32-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.007

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  在对液压泵的常见故障进行机理分析的基础上,针对液压泵振动信号出现的调制现象以及Hilbert变换解调的非瞬时响应特性,提出基于小波-平滑能量算子解调的液压泵故障分析方法。首先对采集到的液压泵壳体的振动信号进行小波分解,并对高频系数进行重构以获得高频信号分量;然后对高频信号分量进行平滑能量算子解调;最后对解调得到的瞬时幅值进行频谱分析,判断液压泵的工作状态和故障类型。实验结果表明,该方法能实现液压泵正常、滑靴松动、滑靴磨损三种状态的分类,是进行液压泵故障诊断行之有效的方法。
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  基于工况特性分析的流体耦合因素对液压系统功率流的影响机理研究

  王莹, 马汝章, 刘沛津

  液压与气动. 2014, 0(8): 36-41. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.008

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  以闭式液压系统为研究对象,利用键合图理论建立其多能域耦合模型,并结合典型工况特性,分析流体主要耦合因素变化对液压系统功率流分布规律的影响,为从功率流角度分析液压系统耦合特性和液压系统设计提供理论指导。研究表明,不同工况周期过程中,流体耦合因素的变化导致液压系统功率流传递效率的变化,通过合理选择油液体积弹性模量、油液黏度等流体耦合因素,可有效提高系统存储功率、降低损失功率,从而改善系统稳定性和工作效率。
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  阀门粘滞在线检测及粘滞补偿的KNOCKER方法改进研究

  朱亚平, 夏春明, 张亮, 周侃恒

  液压与气动. 2014, 0(8): 41-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.009

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  对阀门粘滞所引起的非线性故障进行检测和补偿方法研究。提出了一种基于OP-PV图上斜率变化,并通过设置适当阈值的方法来判断阀门是否存在粘滞故障。在基于KNOCKER补偿法的基础上,对控制输出叠加补偿信号的关键参数进行自调整改进,使控制回路得到有效补偿并使回路输出的限幅振荡现象基本消失。仿真分析及实验案例结果均验证了阀门粘滞检测和改进补偿方法的有效性。
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  液压泵检测诊断技术的研究现状与发展趋势

  蔡伟, 李慧, 戴民强, 杨志勇

  液压与气动. 2014, 0(8): 49-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.010

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  液压泵检测诊断是液压系统故障诊断的重要组成部分。分析了常见的液压泵故障及成因,归纳了液压泵检测诊断的一般流程。从检测信号选取与点位优化、信号处理以及故障诊断策略三个方面对该技术领域的研究现状进行了详细阐述。最后,对液压泵检测诊断的不解体化、高精度化、复合化和网络化的发展趋势进行了探讨。
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  平底锥阀内流工况稳态液动力的研究

  郑淑娟, 权龙, 王文全

  液压与气动. 2014, 0(8): 55-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.011

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  针对平底锥阀和全锥锥阀在大行程时流动状况的不同,对平底锥阀采用传统液动力公式做液动力计算的可行性进行了研究。首先利用流场仿真技术得到阀内流场信息,根据锥阀底部压力分布,指出需采用包含整个阀芯锥面的控制体积的必要性。根据流体力学动量定理推导出了更加精确实用的液动力计算公式,并与试验数据进行比较。结果表明,计算公式适用于平底锥阀液动力的计算,且便于工程实际应用,为阀的特性研究和设计优化提供了理论依据。
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  直流螺管式电磁阀线圈温升研究

  王春民, 沙超, 魏学峰

  液压与气动. 2014, 0(8): 60-63. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.012

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  通过对直流螺管式电磁阀线圈发热试验数据综合分析,得到了线圈散热系数经验公式,并基于此编制了线圈温升计算程序。经不同电磁阀线圈发热试验验证,线圈温升计算程序能够准确地计算直流螺管式电磁阀线圈温升,得到的线圈散热系数经验公式修正了工程中应用广泛的线圈温升计算公式。
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  磁性橡胶在密封系统中的密封特性及有限元分析

  赵斌, 权龙, 王其磊

  液压与气动. 2014, 0(8): 64-67. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.013

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  为了有效改善传统密封材料的密封特性,介绍了磁性橡胶作为中高压密封件的密封机理及可行性。研究发现:由于磁性橡胶具有摩擦系数小,硬度高等特点,密封圈的使用寿命以及使用质量得到改善,密封效果得到有效的提高。使用磁性油封能够避免油封发生老化造成唇口磨损、弹性变坏以及应力松弛,F_i逐渐降低等缺点。利用有限元软件Ansys对其进行了分析,对使用以及安装磁性橡胶O形圈时,在密封界面之上产生的接触应力的分布规律以及接触变形展开了分析, 并与普通密封圈进行了对比,在理论上给橡胶O形圈提供了进一步优化以及可靠设计的依据。
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  一种中空成型机合模机构的优化设计

  张礼华, 邱建成, 徐文良, 向正尧

  液压与气动. 2014, 0(8): 67-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.014

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  随着塑料制品需求的增多,吹塑装置的发展日益扩大,而吹塑装置中的合模机构则是构成中空成型机的关键部件之一,其综合性能的好坏直接影响到吹塑制品的质量。该研究主要结合客户实际需求,认真分析了合模装置的功能要求,从机架结构设计和其液压驱动系统设计方面开展了相关研究,设计出一种上下压合模机构,并通过实验对合模机构进行了充分的可行性论证。结果表明,该合模机构合理解决了以前液压系统设计的空间布局问题,有效地避免了合模机构的震动现象,达到了高效节能的目的。
主机 应用
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  掘进机装运液压系统振荡的研究

  刘子靖

  液压与气动. 2014, 0(8): 71-73. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.015

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  针对某型掘进机在动作切换时出现液压系统振荡,结合现场解决问题的方法和AMESim软件的仿真结果分析出现振荡的原因,进而说明了液压系统流量合理分配的重要性。
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  起重机液压系统结构改进与效率提高

  易迪升, 彭勇, 江涛, 李维嘉

  液压与气动. 2014, 0(8): 73-77. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.016

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  通过对汽车起重机液压系统进行合理改进,进一步提高整机的工作效率,降低能量消耗。以某型起重机卷扬工作系统为例,在分析主阀阀前补偿与阀后补偿两种不同液压系统工作原理的基础上,运用虚拟仿真平台AMESim软件对两种补偿方式进行了准确建模,并对典型工况进行了对比仿真研究。仿真研究及实车运行表明,阀后补偿方式较阀前补偿方式具有节省系统流量、提高泵有效输出功率的优点,有助于提高整机的工作效率。
研究 设计
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  全程悬浮气动平衡器控制系统设计

  齐秀丽, 鞠彬

  液压与气动. 2014, 0(8): 77-79. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.017

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  针对不同重量的物件,设计了可全程悬浮的气动平衡器控制系统,主要包括重量检测功能,保压功能,无重力化操作,手控操纵等功能。运用该气动平衡器,可实现快速提升搬移物件、提高装配精准度、减少工作循环时间。结合气动平衡器的使用工况特点,对设计思路和控制过程进行了详细说明。
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  大型飞机铁鸟升降舵集中式加载方法分析研究

  张家盛, 段婷婷, 刘波

  液压与气动. 2014, 0(8): 80-83. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.018

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  大型飞机铁鸟舵面加载试验是飞机铁鸟试验的关键试验项目,用于检测带载情况下飞机飞控系统的动、静态特性,然而大型飞机平尾由水平安定面与升降舵两部分组成,其偏转是个复杂的组合运动,即升降舵除绕自己转轴偏转外,还要随着水平安定面以水平安定面转轴一起偏转,这一特点给大型飞机铁鸟试验中升降舵的集中式加载带来了难度。该研究对大型飞机铁鸟升降舵加载特点进行了分析,提出了两种集中式加载方法,并对两种方式进行了对比分析,得出了各自的优缺点,通过对两种方法优缺点的对比权衡,并应用CATIA软件进行了集中式加载运动仿真,得出了一种满足工程需求的集中式加载方法,并为同类加载提供了工程参考。
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  新型浮杯泵的虚拟样机研究

  巩良, 赵惠清

  液压与气动. 2014, 0(8): 84-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.019

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  为了解该新型轴向柱塞泵的基本性能,借助动力学仿真软件ADAMS及液压系统仿真软件AMESim,并引入有限元柔性体,搭建刚柔耦合、固液耦合的浮杯泵虚拟样机,对泵的运动学、动力学及液压性能进行仿真研究。通过仿真得到了该泵的运动学规律、主要部件的受力情况,以及泵的出口流量及压力波动情况。结果表明,由于柱塞数目的增多,使得该泵具有波动小、运行平稳的优势;同时,由于泄漏点的增加,该泵的泄漏量增加。
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  聚四氟乙烯软管组件耐久性初步研究

  聂水湘, 陈明璟, 巨筱, 孙爱民, 屈宝丰, 刘宝林

  液压与气动. 2014, 0(8): 88-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.020

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  针对聚四氟乙烯软管组件耐久性无考核指标的问题,该研究描述了开展耐久性特性分析,建立寿命计算模型,提出耐久性研究方法,综合运用弯曲试验和脉冲试验技术进行试验等。根据试验结果,初步计算得到了耐久性定量指标,提出了软管使用维护维修建议。
主机 应用
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  液压挖掘机振动掘削控制系统设计与仿真

  高国栋, 权龙, 葛磊

  液压与气动. 2014, 0(8): 95-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.021

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  将振动理论应用到液压挖掘机挖掘作业过程中不仅可以减小挖掘阻力,降低能耗,而且能够提高挖掘机特种作业(如冻土开挖)的能力。该文对振动掘削技术进行介绍,并分析液压挖掘机振动掘削减阻的机理。在此基础上,研究和设计了挖掘机振动掘削液压系统,该系统可以根据作业对象的不同特点,及时调整振动频率和振幅;运用SimulationX对系统建模和仿真。
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  电控气动高速履带车辆转向制动操纵技术研究

  李国强, 张进秋

  液压与气动. 2014, 0(8): 99-102. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.022

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  介绍了某高速履带车辆转向机构的工作原理。根据该型车辆的结构及转向机的工作特点,分析了转向机工作时各操作机构的动作关系,设计了电控气动转向机操纵系统,分析了电控气动转向制动系统的工作原理,对实车进行改造,并进行了实车试验。与原车辆转向制动装置操纵数据进行比较,实车试验证明电控气动转向制动操纵系统能够很好地满足高速履带车辆行驶的转向、制动要求。
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  大型油压机冲孔功能的实现

  耿培涛, 胡晓丽, 王洋, 江涛

  液压与气动. 2014, 0(8): 103-105. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.023

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  大流量、高压力的油压机液压系统,系统冲击很大。介绍了一条实现大型油压机平稳冲孔的液压系统设计思路,对原理进行了详细的介绍,并对其中的典型故障进行了详尽分析。
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  矫直机液压系统压力冲击的解决方案

  孙莹, 赵庆详

  液压与气动. 2014, 0(8): 106-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.024

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  设计一种新型双向缓冲阀叠加在插装溢流阀中,能很好解决矫直机液压系统压力冲击的问题,使系统控制更加平稳、准确、可靠和低噪。此解决方案在多级压力控制系统中,具有广泛的应用性。
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  PULSE分析系统在伺服阀并联系统调试中的应用

  苏嵩, 陈红光

  液压与气动. 2014, 0(8): 109-111. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.025

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  当多个伺服阀并联工作时,在工作频段内各个伺服阀之间相位响应的一致性需要满足系统的要求。利用PULSE Labshop软件的OLE接口,开发了相位测量软件,为顺利完成对多个阀并联系统相位响应的调试提供了关键的技术手段。
元件 介质
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  气体弹簧对大流量安全阀动态特性的影响

  王伟, 周如林

  液压与气动. 2014, 0(8): 111-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.026

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  根据液压支架用安全阀的工作原理,对气体弹簧模型进行搭建,并对其刚度模型进行分析,计算结果表明其在安全阀阀芯开度范围内其刚度接近于常数。以1000 L/min安全阀为例通过计算及实验室测试对矩形机械弹簧与气体弹簧对其动态响应特性进行了对比分析。试验和计算结果均表明,气体弹簧式安全阀结构较矩形弹簧结构有更好的动态响应特性,提出了气体弹簧在大流量安全阀设计中替代机械弹簧的可行性。
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  电液伺服阀静态测试台阀前压力变化特性研究

  沈国泉

  液压与气动. 2014, 0(8): 115-117. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.027

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  电液伺服阀静态测试台,由于阀前采用整体式电比例溢流阀,在小流量时压力有突然下降现象,导致溢流流量小于5 L/min时压降变大,不能满足试验要求。用电比例溢流阀控制二通阀可以克服压降大的问题,但是由于设备间有2根30 m长管道存在,导致在高压时有管路震动和啸叫问题,也无法使用。最终采用震荡环节最少的直动式大流量溢流阀克服上面两个问题,既实现小压降,又实现管路不震荡,实现了电液伺服阀静态测试要求。
使用 维修
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  绞盘模拟加载液压系统的改进

  付丽萍, 梁娟

  液压与气动. 2014, 0(8): 118-120. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.028

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  液压绞盘模拟试验系统是液压绞盘产品性能测试的重要关键设备。分析了现有模拟加载液压系统的原理以及存在的问题,找出问题产生的原因,提出了解决方案,并对系统进行了改进。
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  THT168B水压机液压站与增压器控制回路的改造

  权德香, 杨丽红, 高玉海, 刘朝池, 张晓亮, 李树亮

  液压与气动. 2014, 0(8): 121-124. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.029

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  首先对THT168B水压机原有液压系统进行了分析,指出了其存在的弊端,有针对性的对水压机液压泵组和增压器液压控制系统进行改造,达到该液压系统性能的最优化,通过后续的使用证明,该液压系统改造成功,达到了一个标准液压系统所要满足的要求。
主机 应用
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  接触网多功能综合作业车液压系统的设计

  孙梅玉, 刘福春

  液压与气动. 2014, 0(8): 125-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.030

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  接触网多功能综合作业车是电气化铁路、高速客运专线接触网检修、维护、抢修的专业设备。介绍了接触网多功能综合作业车的低速走行、支撑锁紧和冷却液压系统的结构及原理。该车液压系统性能可靠、稳定,完全满足接触网多功能综合作业车的工作要求。
元件 介质
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  回风巷超前支护支架组电液控系统的设计与应用

  宋涛

  液压与气动. 2014, 0(8): 128-130. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2014.08.031

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  针对传统综采面顺槽超前支护主要用单体液压支柱出现的问题,介绍了在神东地区使用的ZFDC35400/27/47型回风巷超前支护支架组的主要技术参数和技术特点,完成了支架组电液控制系统的设计。分析了该支架组的液压系统原理及电控元部件的选用,应用结果证明该支架使用情况良好,事故发生率减少并提高工作效率。