2016年, 第0卷, 第9期　刊出日期：2016-09-15

  

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专题文章
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  蓄能器变压力供油电液位置控制系统的复合补偿控制

  郭秦阳, 施光林, 何常玉, 王冬梅

  液压与气动. 2016, 0(9): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.001

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  在一些特殊的工程应用中,常采用蓄能器作为动力源为电液位置控制系统提供压力油。与传统的电液位置控制系统不同,当采用蓄能器供油时,蓄能器出口的油液压力会逐渐降低,而压力的变化会对系统的控制性能产生较大的影响。针对这种变压力油源的电液位置控制系统,搭建了以蓄能器为动力源的电液位置控制系统实验平台,并建立了严格数学模型。通过实验手段确定了蓄能器供油压力与排油体积的关系、以及基于LUGRE模型的精确的系统摩擦力模型,以便实现系统运动过程中的有效动态补偿。构建了一种基于PID控制器+前馈补偿器+模糊控制器联合作用的复合补偿控制器,有效地降低了系统工作过程中供油压力降低、摩擦力变化等因素对实际控制性能造成的影响。通过与传统控制方法的对比实验,验证了所提出的控制算法的有效性。
精品文章
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  球面螺旋槽动静压气体轴承稳态承载性能分析

  贾晨辉, 王振清, 邱明, 孟肖

  液压与气动. 2016, 0(9): 10-15. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.002

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  建立了球面螺旋槽气体动静压轴承的微气膜有限元模型,应用CFD技术和流体动力学Fluent软件,研究了球面螺旋槽气体动静压轴承在稳态下的承载特性,得到了轴承在不同转速下的压力分布云图,进而揭示了在不同运行参数和结构参数下,轴承承载力及动静压耦合效应的变化规律。结果表明,选择合适的结构参数和运行参数,如槽宽比、槽深比、螺旋角、槽数、转速等,有助于提高轴承的承载性能。
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  数控磨床液压系统可靠性建模与评估

  刘勇军, 杨勇, 范晋伟

  液压与气动. 2016, 0(9): 16-20. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.003

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  针对数控磨床液压系统故障率高、可靠性低的问题,连续跟踪并采集了液压系统的可靠性数据,利用不同的分布函数建立了液压系统的可靠性模型,提出了不同模型下对可靠性指标进行点估计和区间估计的方法。通过K-S检验、模型优选、评估指标与观测值的对比发现,液压系统的分布模型更适合于伽马分布,液压系统的可靠性指标MTBF为10345 h。所述的建模和评估方法可以用于液压系统的可靠性设计,也可以为数控磨床其他子系统的建模和评估提供参考。
理论研究
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  新型沟槽叶片式变量液压泵/马达

  吴晓明

  液压与气动. 2016, 0(9): 21-26. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.004

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  阐述了一种新型的沟槽叶片式变量液压泵/马达的研发历程和其应用进展。给出了这种泵/马达不同于当今普遍使用的液压泵的工作原理。与传统的液压泵/马达相比,这种具有创新性结构设计的液压泵/马达在性能上有重大的突破,并具有与叶片泵和柱塞泵共有的优点。
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  仿生非光滑表面对低速大扭矩水压马达配流副承载性能的影响

  马浩, 高殿荣, 梁博健

  液压与气动. 2016, 0(9): 27-32. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.005

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  通过在低速大扭矩水压马达配流盘上设计不同凹坑形仿生非光滑表面,并建立配流副的全水动压润滑模型,基于湍流理论,利用 Fluent 软件研究仿生非光滑表面对低速大扭矩水压马达配流副液膜表面压力分布、承载力的影响。研究表明: 对于低速大扭矩水压马达配流副,在相同凹坑深度和运动速度的条件下,凹坑壁面与液膜表面接触角为锐角时的液膜表面承载力要大于其为直角时的液膜表面承载力;在转速一定时,深度对圆形锥坑的液膜表面承载力的影响很小,在边界润滑的情况下,通过适当增大凹坑深度,可以防止较浅的凹坑由于磨损严重而导致的失效。
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  基于最小二乘支持向量机的调节阀建模方法

  黄爱芹

  液压与气动. 2016, 0(9): 33-37. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.006

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  针对调节阀物理模型存在严重的非线性、时变性及参数不确定性的问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM)的调节阀流量及压力预测模型。根据调节阀的物理模型,分析了能够表征调节阀运行状态的相关参数,主要有阀前压力、阀后压力、开度、流量、负载压力、温度等;设计了调节阀数据采集实验系统,通过全排列组合试验分别确定了流量和压力预测时LS-SVM模型的最佳输入特征向量。实验结果表明,模型能够以较理想的精度预测流量及压力的输出,可为调节阀自动控制或故障诊断系统的设计提供指导。
工程技术
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  液压挖掘机智能化设计研究

  谭琛, 宋伟奇

  液压与气动. 2016, 0(9): 38-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.007

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  液压挖掘机技术发展到今天已极为成熟,但其智能化及自动化技术发展空间还极为广阔。对于液压挖掘机挖掘工作,可通过自动化技术实现挖掘机自动作业,省去操作人员繁琐的操作工序,减少劳动工作量,同时可提高效率,且具有比人更高的操作精度。从液压挖掘机智能控制系统和三维立体智能视觉系统构建、液压挖掘机智能挖掘、液压挖掘机智能装载、液压挖掘机智能防倾覆5个方面对挖掘机的智能化予以设计研究,可为今后的液压挖掘机的智能化设计提供一定参考价值。
综合应用
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  车用液压机械无级变速器研究及应用

  李东民, 黄德杰, 李翠赟

  液压与气动. 2016, 0(9): 44-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.008

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  随着液压传动技术的发展,液压机械无级变速器在工程机械、农业机械得到广泛应用。对液压机械无级变速器结构、工作原理及关键性能参数进行了研究,通过分析其功率输送方式,推导速比、液压功率分流比及系统效率计算公式,并建立速比曲线、功率分流比曲线及效率曲线,发现系统效率优于纯液压调速方式并得到负载调速方法,最后给出了其在工程机械与农业机械领域的应用案例。
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  类磁栅液压缸集成位移传感器信号预处理方法

  李志宾, 郭彦青, 付永领, 封顺笑, 乔志强, 王超超

  液压与气动. 2016, 0(9): 49-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.009

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  针对类磁栅液压缸集成位移传感器结构特点,为提高液压作动机构的液压缸位移测量精度,对类磁栅液压缸集成位移传感器信号预处理进行研究。首先,对包含直流分量、毛刺干扰、各次谐波分量等多种信号成份的响应信号进行描述;其次,对高通滤波器进行建模和仿真分析,得出了高通滤波器有效滤除直流分量的工作条件;最后,为克服已有脉冲滤除方法的缺点,提出了一种新型脉冲干扰在线滤除方法。实验表明:该方法可有效地提高类磁栅液压缸集成位移传感器信号预处理精度,对提高多种新型液压作动机构的液压缸位移测量精度具有实际的应用价值。
理论研究
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  基于GNN的全寿命期砼泵液压系统故障分析

  廖雪梅

  液压与气动. 2016, 0(9): 55-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.010

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  液压系统是机、电、液耦合的复杂系统,实践表明工程机械有70%的故障是由液压系统引起的,液压系统的故障诊断已成为国内外学者研究的热点,其中智能化诊断已成为当前发展趋势,以神经网络应用最为广泛。然而研究发现,各类BP网络模型在样本点的选取上均没有考虑液压系统寿命周期不同对故障诊断所造成的影响,为解决这个问题,构建了全寿命期砼泵液压系统故障分析模型,在神经网络分析的基础上考虑设备寿命期对系统故障分析的影响,并结合遗传算法对BP神经网络进行优化。
工程技术
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  液压压砖机充液系统三维流体仿真与分析

  林锐安, 杜群贵, 温怡彰, 梁超寰

  液压与气动. 2016, 0(9): 61-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.011

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  液压压砖机在使用的过程中,会出现液压油弹性模量下降甚至是油品快速氧化变质的现象,这是由液压油中空气的混入以及压强变化所导致的空化、气蚀所造成的。而在压砖机的充、排液过程中,较为容易混入或析出气体,其压力场同样也在此过程中有很大的波动。因此,现通过Fluent软件对某型号液压压砖机充、排液过程进行三维流体瞬态仿真,获得其充、排液过程中压力场以及速度场,再根据仿真的数据对液压压砖机的结构与参数提出优化建议,以提高压砖机的性能。
理论研究
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  节能型深海海水取样器的设计

  肖体兵, 陈磊, 黎桂林

  液压与气动. 2016, 0(9): 66-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.012

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  深海海水原位检测需要解决降压取水和升压排废水两大难题。基于液压变压器原理,提出了一种节能型海水取样器,能将降压取水释放的能量用于废水的加压排放。介绍了该取样器的设计方案,阐述了取样器的工作原理。针对取样器的工作需求,提出了取样器的控制原理,对主要参数进行了计算。利用AMESim和MATLAB软件,建立了取样器的仿真模型。通过仿真,验证了本方案的可行性。该节能型海水取样器能够适应不同水域的检测需求,研究成果可用于我国海底观测网络的建立,也可用于深海空间站的建设。
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  前轮转弯减摆助力器故障分布的三参数威布尔分布模型

  胡良谋, 曹克强, 熊申辉, 苏新兵, 王征

  液压与气动. 2016, 0(9): 71-75. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.013

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  三参数威布尔分布具有很多优点,能充分地描述失效机理,非常适合于作为前轮转弯减摆助力器可靠性数据分析模型。基于使用阶段的随机截尾型可靠性数据,首先提出了采用最小二乘法和相关系数法相结合来估计三参数威布尔分布的参数,在此基础上,提出了基于三参数威布尔分布的前轮转弯减摆助力器可靠性数据分析的方法,最后进行了仿真试验研究。仿真试验结果表明,前轮转弯减摆助力器的三参数威布尔分布模型比两参数威布尔分布模型更为精确。研究成果为航空产品在使用阶段提供了一种更为精确的可靠性分析方法。
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  高洁净度正弦机构驱动截止阀门设计

  殷图源, 黄松涛

  液压与气动. 2016, 0(9): 76-81. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.014

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  提出了一种新型快开截止阀门,该阀门适用于煤矿井下安全舱生命保障气路控制场合^[1],通过正弦机构将手柄旋转±90°转化成阀芯往复直线运动,控制阀芯O形圈与阀体端面间分离、接触实现阀门开关功能,由于采用密封界面间无相对滑动设计避免了磨损,解决了填料球阀产生磨损颗粒物不可控的问题^[2],保证了流路的高清洁度,传动机构具有增力作用,减少了手柄开启力矩。手柄锁定机构的独特设计具有高可靠性。利用有限元计算了O形圈接触力与压缩量关系,为计算旋转扭矩提供了边界条件。仿真了阀门流路的速度场和压力场,得出阀门的通径与流阻系数。该阀门与现有填料球阀相比具有洁净度高,密封可靠,手柄开启力矩小等优点,为安全舱气路控制阀门设计提供了一种新的技术途径。
工程技术
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  掘进机摇臂升降液压系统性能分析及优化

  白国伟, 丁维星, 贾传震

  液压与气动. 2016, 0(9): 82-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.015

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  针对掘进机摇臂升降液压系统中密封件易损坏,造成升降油缸无法自锁,摇臂自行下落的问题,研究了摇臂升降液压系统及元件工作原理,建立AMESim模型,分析动态特性,发现摇臂升至极限瞬间产生液压冲击是造成密封件损坏的根本原因,通过增大油缸内截面,降低平衡阀和溢流阀的开启压力,可有效降低液压冲击的瞬间峰值,延长了密封件使用寿命。
综合应用
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  驱动齿轮齿形对叉车用内啮合渐开线齿轮油泵噪音影响的试验研究

  闫旭东

  液压与气动. 2016, 0(9): 87-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.016

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  从叉车用内啮合渐开线齿轮油泵噪音形成的主要原因入手,通过对叉车用内啮合渐开线齿轮泵形成噪音主要因素进行分析,筛选出主要研究属性,并采用试验验证方法进行研究。通过分析,重点以试验方法研究了驱动齿轮齿形的不同对叉车用内啮合渐开线齿轮油泵噪音影响情况,试验中排除了各种可能的干扰因素,保证了试验的科学性和准确性。同时对试验结果进行对比分析,寻找差异,最后优选出优化齿形的齿轮,在生产中加以应用,从而大幅度地提高产品的合格率及稳定性。
理论研究
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  基于任务可靠度的电动伺服机构可靠性验证试验设计

  郝子源, 张旭, 石健, 肖华飞

  液压与气动. 2016, 0(9): 91-98. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.017

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  针对某型火箭第三级发动机尾喷管姿态控制的电动伺服机构可靠性验证试验方法开展研究,采用Weibull分布模型确定了电动伺服系统的可靠性验证试验的试验时间,同时在对电动伺服系统任务阶段的环境应力和工作应力做了详细分析的基础上,设计了电动伺服机构可靠性验证试验载荷谱。针对电动伺服系统可靠性验证试验中小样本、无失效数据情况,提出了累计失效率的Bayes估计评估的方法。
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  机液负载敏感负载口独立控制研究

  王伟平, 吕海龙

  液压与气动. 2016, 0(9): 99-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.018

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  主要研究了一种基于机液负载敏感的负载口独立控制系统。此种系统结合了传统机液负载敏感的可靠性以及负载口独立控制的灵活性,具有更加广泛的适用范围和节能性。负载敏感部分由比例溢流阀、传统机液负载敏感泵以及节流阀组成。分析了改变反馈压力的间接变压力裕度方法以及背压阀开口对系统阻尼的影响。最后通过建立仿真模型验证了上述理论的正确性。
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  齿轮增速式液压弹射器弹射过程的仿真分析

  刘兰荣, 马笑尘

  液压与气动. 2016, 0(9): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.019

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  以齿轮增速式液压弹射器的弹射过程为研究对象,运用功率键合图法建立了弹射过程的数学模型,利用MATLAB软件建立仿真模型并进行了详细的仿真分析,得到了弹射过程中关键参数对弹射性能的影响,为中重型无人机弹射起飞的研究提供了理论依据。
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  离心场下电液伺服振动装置液压系统的关键技术

  李心耀, 陈文颍, 赵宝忠

  液压与气动. 2016, 0(9): 109-113. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.020

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  在分析离心场下电液伺服振动装置运行工况的基础上,提出了电液伺服振动装置液压系统的总体设计框架。详细分析了液压系统中所涉及的静压支承、伺服液压缸、蓄能器组和过滤器等关键技术,并提出了相应的设计方案。该研究对高倍重力加速度离心场下电液伺服振动装置液压系统的设计和应用具有一定的指导意义。
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  一种新型并联机构的运动学分析

  蔡云飞, 郑淑涛, 韩俊伟

  液压与气动. 2016, 0(9): 114-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.09.021

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  该机构由动平台、静平台、上折页、下折页和作动器构成,动平台与上折页以球副连接,上下折页、下折页与静平台、作动器与静平台以及作动器与上折页以转动副连接。其中上下折页和作动器组成一组支链,支链内部也形成闭环,且由三组对称的支链构成这种折页式三自由度并联机构。为了获得该并联机构的运动学参数变化和奇异性,运用支链坐标系的方法,对该机构的每一个构件都做了详细的运动学分析,并且获得了该系统的雅克比矩阵和各构件的运动学参数。通过对雅可比矩阵的分析,获得了该机构的奇异空间。