2016年, 第0卷, 第3期　刊出日期：2016-03-15

  

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综述
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  钢丝缠绕式重型液压油缸应力和变形分析

  丁问司, 黄勇, 陈康

  液压与气动. 2016, 0(3): 1-6. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.001

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  为得到钢丝缠绕式重型液压油缸在预应力状态和工作状态的应力和变形分布情况,建立了解析计算模型和有限元数值模型并进行了模拟计算和分析。结果表明:缸体的径向变形是轴向位置的函数,半径方向的应力是径向位置的函数。基于有限元数值模拟结果与解析计算结果在数值和变化趋势上均趋于一致,充分地证明了建模的正确性。基于钢丝缠绕重型油缸的整体有限元分析方法大大地降低了设计计算难度,提高计算结果的准确性,为结构的进一步优化和设计改进提供理论依据。
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  航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究(连载5) 基于虚拟样机的航空液压泵寿命试验方法

  马纪明, 金智, 卢岳良, 祁晓野, 付永领, 罗经

  液压与气动. 2016, 0(3): 7-13. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.002

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  基于虚拟样机的(加速)寿命试验是开展常规试验的一种有效的辅助手段。针对影响航空液压泵寿命的典型失效模式-疲劳,介绍了基于虚拟样机进行疲劳分析的整体方案。然后,针对四种关键技术分别进行了阐述:多领域建模技术、数据和流程管理方法、疲劳寿命分析流程、多学科模型的校核验证和确认方法。并以某型液压泵为案例,展示了两种不同工作状态下虚拟寿命试验的结果。最后总结了虚拟寿命试验的优点和局限性,以及虚拟寿命试验结果与常规(加速)寿命试验的结合方式。
理论研究
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  基于小波神经网络的电动负载模拟器的复合控制

  杨瑞峰, 付梦瑶, 郭晨霞, 张鹏

  液压与气动. 2016, 0(3): 14-18. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.003

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  为了提高电动负载模拟器的信号跟踪精度和多余力矩抑制能力,在分析系统结构和工作原理的基础上建立了电动负载模拟器系统的完整数学模型。针对电动负载模拟器中存在的力矩跟踪精度问题,提出了一种前馈补偿和基于小波网络的PID控制相结合的复合控制方法。利用改进的前馈补偿法抑制多余力矩,基于小波网络的PID控制器可以在线调整PID参数补偿系统的非线性环节,提高系统动态性能。仿真结果表明,复合控制器对多余力矩有良好的抑制效果,跟踪精度满足要求,和传统PID控制相比,系统鲁棒性得到显著提高。
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  基于AMESim和MATLAB联合仿真的EHA滑模变结构控制分析

  纪铁铃, 齐海涛, 滕雅婷

  液压与气动. 2016, 0(3): 19-24. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.004

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  分析了电动静液作动器(EHA, Electro-Hydrostatic Actuator)系统的结构组成与工作原理,建立了其数学模型,将滑模变结构控制用于控制EHA的位置环,建立了包含滑模变结构位置控制环、PI转速控制环、PI电流控制环的EHA控制器结构,并设计了滑模变结构控制器。最后使用AMESim和MATLAB软件建立了EHA机械、液压部分的模型和电机、控制器的模型,进行联合仿真,并对仿真结果进行分析。仿真结果表明,滑模变结构用于控制EHA是可行的,并且可以提高系统的频响,使系统获得较大的刚度和较好的稳态精度。
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  基于AMESim的衡器载荷测量仪泵控系统仿真研究

  林硕

  液压与气动. 2016, 0(3): 25-27. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.005

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  根据衡器载荷测量仪液压系统数学模型和PID控制系统模型,在AMESim中建立高精度载荷测量仪泵控系统的仿真模型。应用该模型对系统加载过程、恒载荷控制、响应时间、液压控制分辨率等特性进行了仿真分析,并依据仿真结果进行了管径选择,验证了系统设计的合理性。
综合应用
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  基于PLC的拖拉机自适应平衡控制系统设计

  黄明朝, 金志扬

  液压与气动. 2016, 0(3): 28-33. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.006

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  针对拖拉机田间作业时平衡控制系统适应性差、响应慢和效率低等问题,设计了一种基于PLC的自适应平衡控制系统。该系统采用传感器检测、PLC控制、电液比例换向阀驱动和支撑液压缸响应,可以通过PLC对倾角传感器检测值与设定值进行比较,当检测值小于设定值时,则无需调节;当检测值大于设定值时,则自适应调节四个支撑缸的伸缩来使车身平衡。实验结果表明:该系统对处于倾斜位置的拖拉机进行有效调平,效果良好。
理论研究
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  基于功率分流原理液力变矩器的改进及其传动基础特性研究

  翟雁, 郭晓波

  液压与气动. 2016, 0(3): 34-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.007

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  为有效地降低传动系统对变速元件的性能要求和提高动力变速传动系统的高效传动效率,在传统液力变矩器的基础上,拟配置行星齿轮机构作为分流式液力机械变速器的变速器件,通过对分流式液力传动系统的结构分析,结合具代表性的速比、效率以及负荷特性的理论分析,研究分流式传动系统基础特性的响应。结果表明,添加行星齿轮系的分流式传动系统的调速范围要比液力变矩器大的多;在液力变矩器工作的高效率速比区域,分流传动的效率始终优于液力变矩器传动;利用分流式传动系统可扩展系统工作区域、分散系统负荷特性、增强系统传递特性。充分验证该类型分流式传动系统开发的必要性。
综合应用
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  飞机刹车组件智能测试台的设计与实现

  曹愈远, 李艳军, 黄帆, 李成新, 许振腾

  液压与气动. 2016, 0(3): 38-42. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.008

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  飞机刹车组件是飞机制动系统中的一个重要部件。针对其性能测试要求,设计了测试飞机刹车组件性能的液压试验台。传统的试验台在压力控制、跳项测试以及自动化水平上都存在不足,为解决这些问题,设计了飞机刹车组件智能测试台。该试验台可以对飞机刹车组件进行排气功能、高压保压功能、往复试验功能、低压保压功能、测间隙功能、微压保压功能等性能进行测试。解决了传统试验台中存在的几个关键问题。经实验验证,该试验台能够满足测试要求。
工程技术
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  液力缓速器叶片倾角敏感度分析及优化

  李昊, 任晓慧

  液压与气动. 2016, 0(3): 43-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.009

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  以某企业生产的液力缓速器产品为参考样机,建立了流场计算三维几何模型,基于CFD平台对缓速器内流场进行了三维数值模拟。由数值计算结果可知,循环圆流道内出现壁面脱离现象,弦面内产生不利于产生恒定制动转矩的涡旋。为提高缓速器的制动性能,对叶片倾角进行敏感度分析并提出不同优化方案,通过束流理论计算和流场数值模拟确定了最佳倾角值。通过对优化前后不同转速下制动力矩的对比,表明优化后液力缓速器制动性能得到了明显提高。
理论研究
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  掘进机用螺纹插装式平衡阀流场特性研究

  赵美卿, 郭晓娥

  液压与气动. 2016, 0(3): 49-53. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.010

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  针对掘进机用螺纹插装式平衡阀易产生低频抖动、气穴、漩涡、噪声等现象,对螺纹插装式平衡阀的内部流场特性进行了模拟仿真。主要分析了螺纹插装式平衡阀的工作原理和主阀芯的受力情况,建立了主阀芯的数学模型;建立了螺纹插装式平衡阀的主阀二维几何模型,利用FLUENT软件模拟其内部流场特性,寻找出低压区、高速区和漩涡区。结果表明:较大的锥角角度,可以减小节流口出口的低压区域,可以减少气蚀现象的发生,也会使阀芯侧面的漩涡区域变大,易使阀芯产生抖动;较小的开口度,会减小节流口出口处的负压区域,增大节流口出口漩涡区域,减小阀芯侧面的漩涡区域,减少和避免气蚀和低频抖动现象发生,也会加大油液对阀芯锥面的冲击。
综合应用
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  液电航空综合保障车的设计

  黄璜, 许瑛

  液压与气动. 2016, 0(3): 54-57. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.011

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  根据航空兵部队维修保障的需求和现役航空保障设备的不足,设计了一款集飞机液压系统检测、维护和航空地面电源保障为一体的液电航空综合保障车。分别从保障车的功能、预期达到的技术指标、基本组成、各系统的工作原理展开了该保障车的设计。保障车具有体积小、操作简单、机动性好、可靠性高,可同时给飞机提供液压和电源保障,可适用于航空兵部队现役的各种机型。该保障车的投入使用,将大大节约部队的维修保障资源,提高飞机的维修保障效率,具有广阔的应用前景和显著的军事和经济效益。
理论研究
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  基于ANSYS的可调行程液压缸的活塞杆有限元分析及优化

  张杰, 万化云, 李宗靖

  液压与气动. 2016, 0(3): 58-61. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.012

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  以可调行程液压缸的活塞杆为研究对象,针对其结构特点对液压缸整体性能的影响,利用ANSYS软件建立活塞杆的有限元模型。通过分析可调行程液压缸的工作情况,得到受力最大的工作位置,对此位置进行静力与疲劳分析,校核活塞杆的屈服强度,得到了活塞杆的应力云、变形和寿命分布云图,分析得到活塞杆的薄弱部位。根据有限元分析结果,对活塞杆进行了结构优化与改进,再对优化后的活塞杆进行分析。结果表明优化后的活塞杆特性有显著的提高。
工程技术
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  烟田高架作业车轮距调节机构的设计与液压系统仿真

  种东风, 王万章, 朱晨辉, 秦伟桦, 王建波, 王宝山

  液压与气动. 2016, 0(3): 62-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.013

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  为了满足烟田高架作业车道路行驶和田间行驶两种不同的行驶工况,设计了轮距调节机构。为研究轮距调节液压系统中两液压缸的同步特性,利用AMESim仿真平台建立了轮距调节液压系统的模型并依据实际作业工况进行了动力学仿真。仿真结果表明:在负载相同,负载相差100 N,负载相差500 N,负载相差1000 N这四种不同的工况下,轮距调节液压缸的位移差异最大为0.0503 m,位移的差异值在允许的范围内,轮距调节液压系统能够满足实际工作的要求,为其他车辆轮距调节机构的设计提供了参考。
理论研究
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  直驱燃气调节阀的高精度高响应控制策略研究

  顾春荣, 刘梁, 常思勤

  液压与气动. 2016, 0(3): 67-71. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.014

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  针对固体姿轨控制系统燃气调节阀在精度和响应上日益提高的性能需求,提出了一种动圈式电磁直线执行器直驱燃气调节阀的方案。通过分析其原理及特点,提出了基于逆系统+PI分段控制的方法:对于整个运动过程采用逆系统控制方案,确保系统快速响应;趋近于目标位移时采用PI控制方法,实现对位置的精准控制。基于Simulink建立了直驱燃气调节阀的仿真模型,并搭建试验系统。通过仿真和试验验证了控制算法的有效性,结果表明:在任意目标行程下的响应时间小于10 ms, 阀芯位移控制精度达到±0.02 mm,控制算法不仅满足高响应和高精度的性能要求,同时还具有一定抗负载扰动能力和对参数变化的鲁棒性。
综合应用
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  基于AMESim液压支架液压系统泄漏故障仿真研究

  王如, 徐荣鑫, 李楚

  液压与气动. 2016, 0(3): 72-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.015

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  针对当前无法快速、准确的诊断液压支架中液压系统泄漏故障的问题,以ZY3200/13/32型液压支架为例,对其液压系统进行建模,建立了主要液压回路的状态方程,利用AMESim软件对主要液压回路不同工况下的泄漏故障进行仿真研究,得到不同故障影响下的位移曲线。为液压系统的优化设计和故障诊断提供依据。
工程技术
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  TLMEL900型提梁机悬挂系统噪声故障分析与改进

  孙炳玉, 李建松

  液压与气动. 2016, 0(3): 76-80. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.016

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  阐述了TLMEL900型提梁机悬挂液压系统的工作原理。针对调试时悬挂下降过程中存在的振动和噪声问题,做了理论分析和仿真研究。提出了应用外泄式液控单向阀的悬挂液压原理,并进行了仿真分析和试验研究。结果表明,改进后的悬挂系统下降过程平稳,且再无振动和噪声问题,取得了良好的效果。
理论研究
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  装载机工作装置液压回路性能分析

  费烨, 吴哲浩, 王春琢

  液压与气动. 2016, 0(3): 81-85. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.017

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  针对装载机工装回路功率利用和压力冲击问题,利用LMS Virtual.Lab Motion与AMESim对工装机构进行机液一体化联合建模,借助实验和样本数据对模型进行了验证,据此提出时均功率概念计算功率损耗。模型求解分析表明,所研究的装载机工装回路具有较好的功率利用特性,但工况转换过程压力冲击较大,会对密封装置造成损害。
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  基于虚拟样机技术的轴向柱塞泵回程盘动力学特性仿真分析

  张静, 胡亮, 李小军, 史伟东

  液压与气动. 2016, 0(3): 86-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.018

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  根据柱塞泵的故障统计数据,回程盘过度磨损、碎裂的现象时常发生。首先通过对回程盘的受力分析,计算出它在SCY14-1B型柱塞泵中的受力。然后通过ADAMS和ANSYS搭建柱塞泵的刚柔耦合动力学模型,经过仿真分析找出回程盘的受力规律和影响回程盘受力状态的因素,并得到几种情况下应力最大时刻的分布图。最后对回程盘进行模态分析,得出它的固有频率,为下一步研究工作提供依据。
综合应用
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  一种折弯机速度切换故障分析与排除

  张怀德, 安永成, 刘民祥, 闫娟娟

  液压与气动. 2016, 0(3): 92-95. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.019

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  针对滑块快速下行碰到速度切换限位后等待8 s才能进入工作速度的现象,介绍了80 t折弯机液压系统原理,研究了快下工况到工作工况切换时各阀的参数及曲线。采用换向阀油口增加阻尼器局部产生压差阻力的方案,并根据工况计算出阻尼孔直径大小,并进行验证为实现充液阀的开启提供依据。
理论研究
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  基于PWM的开关阀控电液位置伺服系统负载特性仿真研究

  杨飞, 李锦云

  液压与气动. 2016, 0(3): 96-100. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.020

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  针对开关阀控电液位置伺服系统在负载条件下上行和下行运动特性不一致,对液压回路中平衡阀模块加以改进,使得平衡阀两端压差不受负载变化影响,从而使液压缸上下行运动特性保持一致。通过分别研究空载和加载条件下系统静、动态性能,对系统进行AMESim仿真分析和优化,以提升系统运动过程平稳性。研究结果表明,结构优化后的系统动态响应速度快、跟随响应误差小、控制精度高,且加载后液压缸运动特性仍能保持一致,有效地提高了系统性能,为下一步系统样机研制奠定基础。
综合应用
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  四驱电动汽车液压再生制动力系统的研究

  方桂花, 梁永利, 常福

  液压与气动. 2016, 0(3): 101-105. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.021

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  针对四驱电动汽车续航里程低、蓄电池充电时间长、使用寿命短等问题,对四驱电动汽车的再生制动系统进行了研究,提出了一种四驱电动汽车的液压再生制动系统方案,即在汽车的前后轴上加设离合器、泵/马达、蓄能器等元件,当汽车需要制动减速时,泵/马达以泵的形式工作,把高压油储存在蓄能器中;当汽车起步或加速时,泵/马达以马达的形式工作,把高压油从蓄能器中释放,输出驱动力。通过仿真得到汽车在不同驱动力下的加速性能。结果表明,将液压再生制动能量与电机的驱动力耦合后联合驱动电动汽车,增大了汽车的扭矩,在0～50 km/h起步阶段和50～80 km/h加速超车阶段,电机与马达联合驱动时比电机单独驱动所用时间分别缩短了1.05 s和0.3 s,减小了电池的放电深度。
理论研究
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  1.5 MW风力发电齿轮箱润滑系统设计研究

  洪海金, 王佳, 张金旭, 王富安

  液压与气动. 2016, 0(3): 106-111. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.022

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  开发了多精度等级并联过滤的技术,并合理布局梯度混合型复合纤维过滤材料,有效解决了油液随油温变化自动调节过滤精度并适应高黏度介质的难题;建立了蜡式热动力元件的热力数学模型,根据该模型设计合理的感应元件结构型式,应用于自力式温度控制阀,解决了油液能根据不同油温自动调节通过冷却油路流量的难题。
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  AT用湿式离合器控制回路状态在线预估模型的建立

  周友国, 陶刚

  液压与气动. 2016, 0(3): 112-115. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.023

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  湿式离合器控制是自动变速器换挡过程控制的关键,有效的离合器状态信息有助于离合器的精确控制。通过有限元仿真建立离合器控制执行机构预估模型,提出了基于预估模型在线预测离合器状态的方法。通过模型在微控制器运算结果与台架试验结果进行对比表明该模型能够在线运行并有效地预估离合器压力和流量状态。
综合应用
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  液压同步回路在汽发转子护环装拆设备中的应用

  廖邦敏

  液压与气动. 2016, 0(3): 116-119. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.024

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  介绍了分流集流阀同步回路和同步马达同步回路的原理、特点及其消除累积误差的措施;分析了转子护环装拆设备的同步需求,并采用分流集流阀同步回路和同步马达同步回路设计了护环装拆设备液压同步系统。该系统经安装使用,运行稳定,同步精度满足汽轮发电机转子护环装拆的工艺要求。
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  智能积分伪微分算法在闭式泵控系统中的应用

  鄢华林, 张心明

  液压与气动. 2016, 0(3): 120-125. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.025

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  为解决某闭式泵控系统速度控制超调量大且响应慢的问题,提出了基于智能积分伪微分控制的速度控制方法。首先,建立闭式泵控系统的数学模型;然后,分析了一般控制算法的不足,引出了智能积分伪微分控制算法;最后,实现了闭式泵控系统的速度控制仿真,构建了实验平台。实验结果与仿真结果一致,验证了所提方法的可行性。
理论研究
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  高度阀内置空气弹簧性能测试方法与分析

  刘万英, 高青松, 孔令杰

  液压与气动. 2016, 0(3): 126-129. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.026

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  与普通空气弹簧不同,高度阀内置空气弹簧是将高度阀设置在空气弹簧气囊内部形成的一体式结构。由于其结构较特殊,目前还没有专门针对这种结构空气弹簧的性能测试方法。为了得到高度阀内置空气弹簧的性能测试方法,防止因测试方法不当造成高度阀内置空气弹簧的损坏,针对一款汽车驾驶室悬置高度阀内置空气弹簧进行了性能测试。测试参照普通空气弹簧的性能测试方法进行。测定了高度阀内置空气弹簧和外置高度阀的普通空气弹簧的载荷-位移曲线和动刚度-加载频率曲线。依据测试结果的对比分析可以发现:高度阀内置空气弹簧和普通空气弹簧性能曲线的变化趋势一致,而且所测定的曲线比较符合实际行车情况。说明参照普通空气弹簧的性能测试方法对高度阀内置空气弹簧进行性能测试是可行的。由此可知,高度阀内置空气弹簧与普通空气弹簧的性能测试方法具有一致性。
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  矿用湿式多盘制动器液压系统动态性能仿真研究

  韩霏

  液压与气动. 2016, 0(3): 130-134. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.03.027

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  以某型号防爆胶轮车的湿式多盘制动器液压系统为研究对象,介绍了液压系统工作原理,分析充液阀、制动阀的结构特点和工作原理,建立了各工作状态受力平衡方程,建立了系统及元件AMESim仿真模型,进行了充液、制动以及充液和制动联合三个过程仿真。仿真结果表明:仿真模型准确,仿真结果与设计要求基本一致,液压系统性能良好。