2016年, 第0卷, 第12期　刊出日期：2016-12-15

  

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精品文章
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  喷雾直接冷却压缩空气特性分析

  贾冠伟, 蔡茂林, 许未晴

  液压与气动. 2016, 0(12): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.001

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  压缩空气广泛应用于工业生产,但产生压缩空气的效率不高,成为气动系统效率低的主要原因。应用喷雾直接冷却压缩空气以降低压缩能耗,提高气动系统效率,达到节能减排的目的。分析了空气压缩方式、压缩机空气入口温度、喷雾颗粒和不同比体积对压缩机能耗和节能效率的影响。通过计算分析,在喷雾比体积下,采用喷雾直接冷却压缩空气,节能效率最高能达到38.8%,喷雾冷却压缩空气为压缩空气节能提供了一种有效的方式。
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  气动式微位移驱动器的结构设计及其性能分析

  张礼华, 王康, 王树林

  液压与气动. 2016, 0(12): 10-15. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.002

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  为便于精密机床的微进给控制,研究了一种新型的气压式微位移驱动器。根据微驱动器的工作原理,在简化模型的基础上,对驱动器进行了结构设计,用有限元方法分析了微驱动器与微驱动台的主要性能,并且采用实验验证了该设计的合理性。研究结果表明,该驱动器结构简单、可靠,具有良好的输入输出线性度,耦合位移很小,是一种良好的二维可控驱动方式,在精密加工与精密测量中有着广阔的应用前景。
理论研究
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  车辆液压主动悬架系统的设计与性能研究

  迟媛, 任洁, 王勇, 李加奇, 王相宇, 李蒙福

  液压与气动. 2016, 0(12): 16-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.003

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  基于混合控制策略,提出了一种液压主动悬架作动器;对混合控制策略进行理论分析,并建立混合控制策略和液压作动器的传递函数,分析液压系统控制力的实现过程;依据1/4车辆模型选取和设计液压元件;在AMESim软件中对液压系统的减振性能进行分析,并对液压主动作动器进行试制与试验。仿真与试验结果均证明设计的液压系统合理,能够满足主动减振的要求,为国内自主研发液压主动悬架提供了一定的参考价值。
综合应用
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  基于自适应的电液负载模拟器积分鲁棒控制

  岳欣, 姚建勇

  液压与气动. 2016, 0(12): 25-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.004

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  为提高电液负载模拟器的跟踪精度,针对其存在的大量非线性特性和模型不确定性等问题,建立了系统非线性数学模型,基于传统的误差符号积分鲁棒控制方法,融合自适应控制的思想,设计了一种自适应误差符号积分鲁棒控制方法。该方法无需获知模型不确定性的确切界,其积分鲁棒增益的取值可在线调节,更好地克服了模型不确定性对系统的影响,在舵机运动干扰作用下实现了系统的渐近稳定性能。仿真对比结果验证了该控制方法的优良性能。
工程技术
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  保持制冷接收机真空窗口干燥的充气系统

  王凯, 陈卯蒸, 马军, 曹亮, 闫浩, 李笑飞, 项斌斌

  液压与气动. 2016, 0(12): 31-36. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.005

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  微波接收机系统是射电天文观测不可或缺的信号接收设备。通过制冷可以很大程度上降低接收机的噪声温度,从而提高接收机的灵敏度。在接收机制冷后,杜瓦内外温差达200 K以上。由于1.3 cm波段接收机的特殊设计,空气中的水汽会在真空窗处与低温密封薄膜直接接触从而遇冷凝结,这将会影响接收机的接收性能。因此,1.3 cm波段接收机在真空窗外围设计一个干空气腔体,通过充气系统给该腔体时刻注入新鲜、干燥的空气,用小的泄漏来排除腔体内部陈旧气体。这样,真空窗与外界就始终被干燥的空气隔离开,从而避免了水汽在该位置的遇冷凝结。
理论研究
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  液压卷扬系统失速故障的仿真研究

  刘智键, 刘宝林, 胡远彪

  液压与气动. 2016, 0(12): 37-45. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.006

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  针对旋挖钻机卷扬系统发生多次失速故障,从现场反馈和卷扬系统液压原理入手,分析故障产生原因,利用卷扬系统的数学模型进行理论分析,并通过AMESim软件建立液压卷扬系统仿真模型验证理论分析,得出诱发失速的关键因素和参数。理论分析和仿真验证显示,卷扬负载急剧变化及马达提升侧单向溢流安全阀开启后无法关闭和下放侧补油不足都将引发卷扬系统失速,主阀稳态液动力是导致液压马达提升侧单向溢流安全阀开启后无法关闭的根本原因。根据仿真分析结果,液压马达提升侧单向溢流安全阀开启压力应大于该侧最大稳定压力的1.9倍。该研究为液压卷扬系统优化设计和故障诊断提供依据。
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  油液混合动力挖掘机建模与参数匹配仿真研究

  谭贤文, 胡波, 方锦辉, 王振兴, 董永平

  液压与气动. 2016, 0(12): 46-53. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.007

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  为提高油液混合动力系统挖掘机的节油效果及操控性能,对某21 t油液混合动力挖掘机进行了参数匹配仿真研究。基于元件样本曲线及试验测试曲线,建立混合动力挖掘机数学模型和整机AMESim/Simulink联合仿真模型。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,确定了释放策略。利用AMESim/Simulink联合仿真,分析不同辅助马达与蓄能器参数对燃油消耗量的影响,并依此确定系统匹配参数。仿真对比分析了参数匹配后的混合动力系统与原系统动臂油缸下降速度、发动机输出扭矩、燃油消耗量、燃油消耗率。结果表明,相对于原系统,节油率为12.5%,节油效果显著。
综合应用
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  新型气制动阀特性的试验研究

  马恩, 李素敏

  液压与气动. 2016, 0(12): 54-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.008

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  为进一步提高三轮汽车行车气制动系统制动性能,对新型气制动阀的静态特性和动态特性进行了理论计算、分析和试验研究。通过适当调整气制动阀内部结构参数,找出了影响其行车制动的静态特性和动态特性因素,进而提高了其静态、动态特性指标和三轮汽车的制动性能。试验表明,新型气制动阀静态特性不仅与进气阀口内径、输入压力及制动推杆行程、制动主弹簧刚度有关,也与制动推杆、活塞及芯杆总成制造精度、连接板总成装配质量、气制动阀总成安装调整误差有关;其动态特性不仅与制动主弹簧刚度有关,也与进气橡胶阀门组件硬度和进气阀座的阀口内径有关。该研究可为三轮汽车行车气制动系统气制动阀的研发提供一定参考。
理论研究
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  介质压差驱动管道机器人速度调控装置的研究

  李建永, 高兴华, 杨泽, 王明旭

  液压与气动. 2016, 0(12): 61-64. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.009

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  鉴于流体管道裂纹检测的不易,对一种利用管道内流体介质来驱动的新型管道机器人进行研究。该机器人可根据管道传输介质的流速、压力及摩擦负载的变化,实时对管道机器人的行进速度进行调控;构建了一套电机驱动锥阀的新型管道机器人泄流调速装置,并对其调速机理进行了分析,推导出影响机器人行进速度稳定性的负载和通流面积之间的关系。介绍了以压差和速度为反馈环节的双闭环速度调控机理,为流体压差驱动管道机器人速度调节和控制提供了一套新的解决方案。
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  基于AMESim的齿轮分流马达的同步误差分析

  孙飞, 熊瑞平, 党磊, 唐静莹

  液压与气动. 2016, 0(12): 65-69. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.010

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  针对齿轮分流马达为核心的液压同步系统偏载,造成执行元件同步误差较大的问题,在齿轮分流马达各出油口分别接入单向顺序阀,并调节各顺序阀的开启压力相同,减小各出油口压力差,达到减小系统同步误差的目的。建立了基于AMESim的齿轮分流马达双缸同步系统仿真模型,对有、无顺序阀两种工况下不同偏载造成液压缸的压力脉动、流量变化、位移差、系统同步误差、热特性进行了对比分析。分析结果表明:单向顺序阀的接入,能够有效减小齿轮分流马达双缸同步系统的同步误差,保证系统的同步性。
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  AMESim在冷床液压故障分析中的应用

  要继业, 唐超

  液压与气动. 2016, 0(12): 70-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.011

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  某步进式冷床升降油缸的同步由同步马达来控制,但在使用过程中经常会出现严重不同步情况。在对液压原理分析的基础上,利用AMESim对其液压系统进行模拟,发现原设计存在缺陷。在负值负载的工况下同步马达接在进油侧同步效果会很差,尤其是载荷比较大且存在偏载的情况。根据分析结果对原理进行了修改,并做了模拟。按照新原理对冷床液压系统进行改造,实际同步情况良好,问题得到了解决。
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  气动马达控制阀流场的CFD数值模拟

  郑恒, 郭志平, 王景祥, 张艳锋

  液压与气动. 2016, 0(12): 75-82. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.012

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  气动马达控制阀是气动马达的关键控制元件,其控制结构直接影响气动马达的动力输出及工作效率。针对气动马达控制阀内部气体流动特性,根据计算流体力学理论,建立了气动马达控制阀的仿真模型,利用动网格和滑移网格技术分析了配气阀在不同工况下进气管流场特性,并计算了安全阀在不同升程的速度场及瞬态流动特性。研究结果表明:安全阀在小升程时,流体局部湍流较强,压力损失严重;随着升程的增大,压力损失减小;配气阀在正转工况下进气管出口处流量及压力均大于反转工况。对控制阀的结构及配气相位进行优化,可以有效提高气动马达的工作效率和输出功率。
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  旁路分流实现滤芯脉动流量下多次通过试验方法存在问题的探讨

  董乃源, 李方俊

  液压与气动. 2016, 0(12): 83-87. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.013

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  目前评定液压传动滤芯过滤性能的多次通过试验法是在恒定流量下进行,脉动流量下的评定方法正在制定中。对旁通分流实现滤芯脉动流量下多次通过试验方法存在的问题进行了探讨,使用AMESim软件对旁通分流条件下的流量脉动波形进行了仿真分析,对试验结束时油箱的重量污染度进行了计算。仿真及计算结果表明,旁通分流很难满足脉动流量波形及油箱重量污染度的要求。
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  拖拉机液压系统多路阀结构改进及流场仿真

  徐莉萍, 崔彦斌, 蔡留金

  液压与气动. 2016, 0(12): 88-93. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.014

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  针对拖拉机液压系统多路阀在实际中存在的压力损失严重、操纵力过大问题,对原有阀芯提出改进意见,利用Solidworks对改进前后的多路阀实体建模,在ANSYS中抽取油路流道模型,采用Hypermesh对模型进行网格划分并设置边界条件,最后导入到Fluent中进行求解计算,获得流体在工作中的速度、静压云图等。分析仿真结果可知,改进后的多路阀使用性能更佳,有效提高多路阀在工程上的应用能力。
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  螺纹插装式缓冲溢流阀的流场分析及结构改进

  鲜雪萍, 尹杰, 高敬成

  液压与气动. 2016, 0(12): 94-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.015

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  螺纹插装式缓冲溢流阀作为缓冲阀的一种,已经广泛应用于各类工程机械。在分析液压回转马达缓冲式溢流阀结构及工作原理的基础上,运用Fluent流场仿真软件对其流道模型内部流场进行仿真研究。通过流场速度矢量分布图及压力云图,对不同参数下该阀的流场特性进行分析,据此对缓冲溢流阀进行结构改进。结果表明在阀芯上加均压槽有助于减小阀腔内的局部高压而降低系统的压力冲击,从而提高缓冲式溢流阀的缓冲性能。
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  传动供油管网流阻特性复合维度建模分析方法研究

  熊庆辉, 杨庆俊, 顾宏弢, 刘志恒

  液压与气动. 2016, 0(12): 99-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.016

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  建立了基于AMESim的履带式车辆液压供油系统管网一维仿真模型和基于CFD的三维仿真模型。通过对具体元件和整个管网的对比分析,表明一维仿真模型与三维仿真模型的误差不超过10%,可以作为供油系统初设计的依据,以缩短仿真分析时间。三维仿真分析模型更准确,且能揭示内部流场分布,可作为终设计的特性分析。这种结合一维分析和三维分析的复合维度建模分析方法为履带式车辆液压供油系统的高效设计提供了新的分析方法。
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  基于Fluent的滑片泵式挤出机构速度场和温度场分析

  张自强, 王占礼, 陈延伟, 张邦成, 王丽, 马驰骋

  液压与气动. 2016, 0(12): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.12.017

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  针对滑片泵的工作性能稳定、效率高等特点,将其应用于FDM3D打印机挤出机构之中。应用流体力学软件Fluent对滑片泵的内部流场进行分析,得到滑片泵温度场和内流域流体速度场的分布。分析结果表明滑片泵内温度分布均匀、液体流速平稳,满足FDM3D打印机的需求。分析结果对挤出机构的优化和改进具有参考价值,同时对滑片泵的创新性设计提供新的方法。