2017年, 第0卷, 第1期　刊出日期：2017-01-15

  

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精品文章
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  斜盘泵滑靴副剧烈磨损过程的动态特性分析

  刘思远, 王闯, 杨梦雪, 刘建勋

  液压与气动. 2017, 0(1): 1-5. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.001

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  斜盘泵在发生滑靴副磨损故障时表现出与正常状态下完全不同的动态特性。为深入分析滑靴磨损量对滑靴副动态特性的影响,在不考虑滑靴倾斜的条件下,建立了描述滑靴剧烈磨损的动力学模型。通过对滑靴磨损过程的发展机理分析,采用近似圆弧进行拟合的方法得到磨损量与磨损轮廓的数学描述方程;同时给出滑靴磨损状态的压力控制方程、膜厚方程、流量平衡方程和力平衡方程,由此建立滑靴在压油区的动力学模型。通过数值分析得出磨损量与滑靴副泄漏量、压力分布、滑靴承载力以及最小油膜厚度之间的变化规律。结果表明:滑靴泄漏量随滑靴磨损量的增加而变大,从而加快滑靴底面油膜压力沿滑靴径向的递减速度,进而降低滑靴的承载力,减小滑靴的最小油膜厚度,削弱滑靴副适应载荷变化的能力。
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  一种电站用超(超)临界锅炉调节阀临界流流场特性分析

  张城, 何庆中, 董学莲, 郭斌, 刘佳, 刘怡

  液压与气动. 2017, 0(1): 6-11. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.002

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  针对超(超)临界电站锅炉调节阀在国产化进程中汽蚀失效问题,结合某电站调节阀出现的阀门管配系统底板汽蚀击穿现象,基于两相空化流动控制方程和Fluent流场数值模拟手段,展开对该调节阀及其管配系统流场特性分析并进行了结构优化。模拟结果表明,原锥压式调节阀在开度较小的情况下介质发生了严重的汽化现象,气化率达90%以上,介质速度高,以至于底板被冲击至击穿。根据电站锅炉用给水泵流量结构特性,提出一种笼罩式调节阀,优化结构在喉口区域含汽量减少了32.75%,盲板附近的速度降低79.03%,管配系统安全。模拟结果较好的展现了阀门流场的分布规律,为该类调节阀结构设计与优化提供了理论指导,对该类阀门国产化起到积极的意义。
工程技术
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  悬臂式掘进机液压系统污染控制研究

  张文龙, 刘混举

  液压与气动. 2017, 0(1): 12-16. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.003

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  分析了悬臂式掘进机液压系统油液污染物的来源,指出油液污染控制的重要性。通过对悬臂式掘进机液压系统分析,建立了油液污染控制的数学方程,并对各相关因素进行分析,指出悬臂式掘进机液压系统油液污染度的影响因素。针对油液污染的影响因素,提出悬臂式掘进机液压系统油液污染控制的方法措施,减少液压系统故障发生的概率,进而提高液压系统的可靠性,为液压系统油液污染控制提供了理论依据。
理论研究
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  翼帆回转实验台风阻力矩扰动实验研究

  赵志强, 黄连忠, 余培文, 孙毅

  液压与气动. 2017, 0(1): 17-20. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.004

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  根据翼帆空气动力学特性和受力分析结果,设计并搭建翼帆回转液压实验台。通过将复杂变化的随机风扰动抽象简化为简单、规则的集中信号波的形式,并将其换算成风阻力矩模拟数值信号波,输入到翼帆回转实验台的扭矩加载器中,最终得到了液压系统中各个扰动信号对应的多组液压特性曲线,进而得出风阻力矩扰动信号对翼帆回转的影响结论。为翼帆回转机构及其液压驱动系统设计和实船应用奠定实验研究基础。
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  高压气动大流量电磁阀设计和仿真

  丁廷哲, 潘孝斌

  液压与气动. 2017, 0(1): 21-25. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.005

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  针对有限容积减压对控制元件的要求,设计了高压气动大流量电磁开关阀,并根据其结构,运用电磁学、热力学、流体机械力学原理,建立了电磁-气热-机械耦合的数学模型。通过电磁阀的数学模型进行了计算机仿真,结果表明:电磁阀在运动过程中分为四个阶段:先导阀触动、先导阀运动、主阀运动、主阀保持。通过分析各个电磁阀参数发现,对响应时间影响较大的是前三个阶段。采用遗传算法对主要的电磁阀结构参数和控制参数进行多参数优化,取得了较好的优化效果。
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  冷却泵定子液压装配系统仿真分析

  马海英, 姚方方

  液压与气动. 2017, 0(1): 26-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.006

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  核反应堆冷却剂泵作为核电站的关键部件为核岛提供冷却剂,为了避免冷却剂泵线圈腐蚀,应将电机定子和转子在装配时进行封装,与冷却剂隔离。电机定子加工、装配质量对核反应堆冷却剂泵的正常工作具有直接影响。为了提高定子装配、封装质量,延长冷却剂泵的使用寿命,研究了定子组件装配液压系统,并基于AMESim软件对系统压力、位移等特性进行仿真分析。该研究对定子组件装配液压系统设计具有一定的指导意义。
综合应用
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  自重势能气动式助力装置设计与试验

  黎少辉, 汤文成

  液压与气动. 2017, 0(1): 31-34. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.007

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  长时间负重行走或站立对人的体力消耗很大,甚至危害身体健康。基于此,设计了一款自重势能回收气动式助力装置。该装置采用轻质合金材料作为支撑骨架,利用结构拓扑优化方法实现骨架轻量化设计,通过脚跟底部设置的气囊回收人的重力势能实现肩部负载的减轻,无需外部动力源,结构简单,成本低,并能够实现骨架衣服一体化设计,穿戴行走方便。多次试验证明,该装置能有效减轻肩部负重行走或站立带来的体力消耗。
理论研究
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  基于AMESim的盾构管片拼装机液压回转系统仿真分析

  李锁牢, 李明辉

  液压与气动. 2017, 0(1): 35-38. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.008

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  根据盾构管片拼装机液压回转系统,建立管片拼装机液压回转系统的AMESim模型,进行不同参数下液压回转系统仿真分析。仿真分析结果表明:管片拼装回转速度与柱塞泵排量、比例阀开口度基本成正比,压力补偿器与比例阀的配合使用能够减小管片负载波动对回转速度稳定性的影响,管片拼装回转系统的调速性能良好,仿真结果能够为管片拼装液压系统的优化及实际操作提供理论依据。
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  某试验机高频伺服液压缸设计与分析

  宁轩, 王永辉, 安高成, 平俊

  液压与气动. 2017, 0(1): 39-43. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.009

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  以某试验机技术指标为基础,按其技术要求来设计高频伺服液压缸。通过建立高频缸系统AMESim模型,并进行仿真,分析了活塞组件的质量、活塞宽度、活塞与缸筒配合间隙、油液容积对高频伺服液压缸位移响应的影响,结论对高频伺服液压缸的设计具有一定的参考价值。
工程技术
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  基于CFD水泵单元进出口流道优化设计

  陆钧成, 冯静

  液压与气动. 2017, 0(1): 44-48. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.010

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  进出口流道的大小和形状是决定水泵单元能否稳定运行的重要因素。流体流道形状和方向的突然变化都可能产生回流漩涡,使得流体内部的压强波动增加,产生振动和噪声。应用CFD仿真分析软件Ansys Fluent的分析结果,对不同大小和形状的水泵进出口结构形式进行仿真,与当前结构形式进行对比,并考虑现有安装空间的限制,得出优化设计方案,从而解决水泵单元存在的振动和噪声问题。
理论研究
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  液压支架中电液换向阀内泄漏的仿真研究

  李曼, 屈江民

  液压与气动. 2017, 0(1): 49-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.011

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  内泄漏量是评价矿井液压支架电液换向阀性能的主要技术指标之一,电液换向阀内泄漏量过大会影响液压支架的工作效率和动作安全。分析了液压支架电液换向阀内泄漏产生的原因,以常用的液压支架电液换向阀为研究对象,运用AMESim软件中的HCD元件库搭建电液换向阀性能试验仿真平台。通过设置不同参数批处理运行,得到电液换向阀内泄漏量变化曲线。分析研究仿真结果,得到液压支架合理的工作压力、油液温度范围,并可为液压支架电液换向阀选型提供参考依据。
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  基于AMESim的双活塞组合液压缸系统仿真研究

  徐康, 陈奎生, 湛从昌, 陈娟

  液压与气动. 2017, 0(1): 55-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.012

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  以速度变换和负载自适应的双活塞组合液压缸为研究对象,根据液压缸的结构特点和工作原理进行了相关方程的推导并建立了数学模型。利用AMESim软件搭建了液压缸系统模型,由仿真得到双活塞组合液压缸运动过程中参数变化的动态曲线并分析得出相关结论。同时,研究了切断阀阀口直径、切断阀阀芯形状和三角槽对液压缸动态性能的影响,为双活塞组合液压缸系统的节能研究及设计应用提供了重要的理论支撑。
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  球面配流对轴向柱塞泵性能影响的研究

  孟广耀, 石英训, 黄居鑫, 孟行, 生开明

  液压与气动. 2017, 0(1): 61-65. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.013

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  为了对比分析球面配流与传统平面配流对轴向柱塞泵性能的影响,运用曲面造型技术建立基于球面配流的柱塞泵整体流域几何模型。在此基础上,采用动网格模拟缸体柱塞腔的轴向往复运动及旋转运动,利用计算流体动力学技术基于全空化模型对柱塞泵整体流域进行分析,分析了球面配流与平面配流对柱塞泵的压力流量脉动、空化现象等方面的影响。分析结果得出:在柱塞泵空化程度的影响方面二者差异很小,在配流过程中球面配流更加稳定,其压力、流量脉动率均优于平面配流。
综合应用
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  地铁列车空气弹簧接口密封改进分析

  张毅, 杨松龄

  液压与气动. 2017, 0(1): 66-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.014

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  为了准确分析空气弹簧接口改进为锥形接口后密封圈的应力,采用ANSYS软件建立了密封槽斜置和平置两种结构及密封圈的二维模型,对比分析密封圈的应力以及角度、环境温度变化对应力的影响。结果表明:锥形接口的锥角α约70°时密封圈的接触应力最大;密封槽平置结构中密封圈的接触应力比斜置结构中的大;密封圈截面直径为3.55 mm,压缩率为15%,密封槽平置且锥角α约70°是空气弹簧接口的一种优化的结构。
工程技术
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  一种钢板预弯机夹紧梁的新型液压夹紧装置

  刘兆祺, 王丽薇

  液压与气动. 2017, 0(1): 71-74. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.015

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  针对钢板预弯机夹紧梁快速动作时回程缸活塞杆被拉断,以及弯边时夹紧梁不能可靠夹紧钢板,提出了一种新型夹紧梁液压夹紧装置。该装置配有由蓄能器与高压小流量液压泵组成的节能型液压系统,以及能够使下夹紧梁跟随下模梁完成快速上升和快速回程的下模导向架。装置试验结果表明,两个夹紧缸同步运动误差在1 mm之内,夹紧力满足设计要求,夹紧梁运行稳定、可靠。
理论研究
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  一种气体燃料电控喷射系统的流量控制研究

  朱建辉, 常思勤, 王天波

  液压与气动. 2017, 0(1): 75-80. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.016

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  针对气体燃料电控喷射系统对气体燃料喷射量的控制精度低以及流量实时连续调节等问题,提出一种基于电磁直线执行器直接驱动菌形阀的燃料电控喷射系统。在MATLAB/Simulink下建立整个系统的控制模型,仿真计算喷射装置在不同升程下的流量特性,同时对其内部的流场进行仿真,研究其在不同的供气压力下的稳态流量。仿真结果表明,系统的流量和喷射装置的升程以及供气压力成近似线性关系。因此可以通过控制升程的大小来实现流量的连续调节,搭建了气体燃料电控喷射系统的流量特性测试试验台。试验测试在升程分别为1~4 mm和供气压力0.02~0.05 MPa时的流量特性,和仿真结果相吻合,验证了模型的正确性,同时为燃料电控喷射系统的应用提供理论基础。
综合应用
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  真空过渡仓闸门结构设计及其锁紧密封性能分析

  关玉明, 刘琴, 王锡瑞, 冀承林, 燕唐

  液压与气动. 2017, 0(1): 81-88. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.017

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  以动力锂电池生产工艺的真空连续生产线为背景,介绍了真空过渡仓闸门的基本结构,主要包括门体、启闭机构、锁紧机构。闸门的密封由密封结构、锁紧机构共同实现,因此有必要对二者进行关联分析,使得仿真边界条件趋近实际工况。由锁紧机构ADAMS运动仿真得到密封条最大压缩形变;应用ANSYS接触分析,模拟密封过程中密封条截面形变;再次应用ANSYS接触分析,改善锁紧点数量和加强筋设置数量改善密封板和密封条的形变,对4种不同工况下的形变进行模拟,最终得到优化的密封结构,从而保证动力电池在该真空连续线的生产质量。
工程技术
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  大惯量负载回转液压系统启制动平稳性的实验研究

  刘锋, 黄长征, 罗昕, 周宏兵

  液压与气动. 2017, 0(1): 89-93. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.018

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  对于大惯量负载回转液压系统,回转启动、制动过程存在不平稳问题。回转启动、制动时易产生高压冲击,制动时回转平台易产生反转。液压冲击伴随的高压易损害液压元件,降低液压系统的可靠性,而回转平台制动时的反转易造成驾驶员疲劳,增加工作强度,降低工作效率。以某21 t液压挖掘机为例,对大惯量负载回转液压系统启动、制动平稳性进行实验分析与研究。结果表明,缓冲溢流阀和防反转阀的组合使用能有效减小制动时的液压冲击与晃动,提高回转液压系统的启动、制动平稳性。
综合应用
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  某型火炮协调器液压系统的仿真研究

  肖小刚, 陈龙淼

  液压与气动. 2017, 0(1): 94-99. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.019

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  以火炮协调器的液压系统作为研究对象,利用SimulationX软件对协调器中协调臂回路与摆动回路建立仿真模型。分析了协调器协调、摆入、摆出和复位过程中的压力及流量的动态变化,仿真结果满足协调器液压系统主要的性能指标,能够正确反映实际系统运行特性。在此基础上分析了摆动装置在摆入过程中对协调臂协调精度的影响,为协调器液压系统进一步的研究提供参考。
理论研究
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  开关液压机构中蓄能器压力计算与分析

  顾根泉

  液压与气动. 2017, 0(1): 100-104. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.020

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  通常液压系统的工作压力不高,蓄能器内气体的状态参数基本遵循理想气体状态方程,而开关液压系统的工作压力较高,蓄能器内气体的状态参数与理想气体状态方程存在较大差异,已不能忽略不计。本研究介绍了开关液压机构的工作原理和操作要求,针对开关液压机构工作压力高、动作时间短的特点,提出了用实际气体状态方程来计算分析蓄能器内气体状态参数的变化,对比分析了按理想气体状态方程和按实际气体状态方程计算的结果。通过试验表明,按实际气体状态方程来计算设定开关液压系统的工作压力更加符合实际。
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  吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响

  赵继国, 冀宏

  液压与气动. 2017, 0(1): 105-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.021

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  建立了比例电磁铁有限元仿真模型,在考虑衔铁尾部端面位置的情况下,利用Ansoft Maxwell 2D电磁场有限元仿真软件,分析了吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响。仿真结果表明:衔铁尾部端面位置不变时,吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响较小。衔铁长度不变时,随着吸合面位置的前移,比例电磁铁行程-力特性水平程度变差,工作行程内电磁力减小,且衔铁越短,工作行程内电磁力的减小程度越显著。
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  飞机防灭火剂充填装置的设计与实现

  王占勇, 邹刚, 刘振岗

  液压与气动. 2017, 0(1): 109-114. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.022

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  针对运输飞机灭火瓶故障率高且使用单位缺乏地面充填设备的问题,提出了一套完整的飞机防灭火剂充填装置设计方案,并在完成样机制作后及时交付用户试用。简要说明了飞机防灭火系统的基本工作原理和防灭火剂充填的技术要求,着重介绍了防灭火剂充填装置气液回路系统的组成、功能和特点,并利用平板电脑、PLC等为核心设计了该装置的自动控制系统,给出了硬件系统和软件系统的实现方法。最后,通过试用验证了该装置的综合性、稳定性和可靠性。该设计方案有很高的实用价值,满足了用户的要求。
综合应用
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  液压平衡阀主阀芯节流槽静态特性研究

  高敬成, 于鸿飞

  液压与气动. 2017, 0(1): 115-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2017.01.023

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  液压平衡阀对于控制负值负载下降速度起着关键作用。在分析液压平衡阀主阀芯节流槽的分类和面积计算方法的基础上,推导了三种典型平衡阀主阀芯节流槽的面积公式,并根据实际尺寸,用MATLAB 软件计算得到其阀口面积曲线。分析对比三种典型节流槽的通流能力和流量特性,结果表明K形节流槽的面积曲线线性最好并且通流能力最强,V形节流槽的通流能力最差。对液压平衡阀的设计具有一定参考价值。