为优化液压膨胀夹具夹持性能,利用有限元软件分析了某液压膨胀夹具系统的不同结构及配合参数对工件夹紧变形、夹紧力矩、锁紧刚度的影响规律,并采用多目标优化方法对参数进行了优化分析。结果表明通过调整液压膨胀套夹具的结构和配合参数,能使液压膨胀夹具的夹持性能显著提高,工件中部的夹紧变形量由12μm减小到3.2μm,两端的夹紧变形量由28μm减小到4.8μm,工件的最大应力由435.9 MPa减小到85.7 MPa。

贯流式水轮机调速器的机械结构和液压系统设计具有一定的特殊性。为提高贯流式水轮机调速器的控制性能,以重庆潼南水电站的贯流式水轮机调速器为研究对象,对其机械结构和液压系统进行设计。首先,介绍了新设计的调速器液压系统的主要机械元件及其主要调节功能和特点。然后,重点分析了具有自复中功能的主配压阀和满足贯流式水轮机组关闭要求的事故配压阀的结构与功能;同时,提出了一种基于流量与压降关系的主配压阀选型设计方法,并对其衬套控制窗口的形状进行了分析。最后,通过调速器现场性能试验验证了其机械结构和液压系统设计的合理性。研究结果可为水轮机调速器及液压系统的设计提供参考。

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题,进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数,通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数,污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验,采用相关系数法分析得到,颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小;将液压元件分为管路、阀、过滤器三类,用直径5μm左右的颗粒和直径大于15μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况,以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况,设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值,利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型;利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。

针对传统大型超前液压支架存在的重量大、支护安全性差以及移动缓慢、笨拙等问题,研制了一种单元型巷道超前液压支架,该支架具有重量轻、移动迅速、稳定性高、通风效果好、支护能力强、支撑面积大等特点,可以有效保证支护的安全性,提高支护效率,降低支护成本,实现了煤矿的高产高效,具有良好的社会和经济效益。

针对煤矿井下大量切顶卸压定向预裂孔快速精准施工要求,采用多自由度变幅机构方式研制了整机结构紧凑的ZDY2-300LM型双工作臂全液压坑道钻机;利用LUDV液压系统解决了双动力头工作时相互干扰的问题,通过AMESim搭建简化模型并进行了仿真,结果显示,其输出流量和压力相互独立,互不影响;采用二位三通阀的水路方式解决了上卸钻杆孔内返水问题,增加了施工人员的舒适性。工业性试验结果表明钻机调角速度快、变幅机构自由度多,钻孔定位精准,成孔质量好,施工效率满足工作面推进要求,较其他常规非专用钻机提高了67.5%。

播种机电液悬挂系统主要用于在使用过程中对播种机具进行调节,以实现播种深度和播种间距的控制。为了提高电液悬挂系统的控制精度和智能化水平,将模糊神经网络理论引入到了控制系统的设计上,通过PID反馈调节的方式,实现播种机具的自动化提升或者降低,保证播种机具在预定的耕深下工作。模拟免耕播种的作业环境,对模糊神经网络PID控制系统进行了测试,结果表明在播深自动化调节过程中,系统的响应速度较快,响应精度较高,从而验证了方案的可行性。

对液压支架用Q690高强钢免后热焊接工艺进行了研究。对焊缝金属进行扩散氢试验,斜Y坡口和硬度试验,并对焊接应力进行测试。结果表明,采用合适的焊接工艺参数,液压支架用Q690高强钢在免后热焊接时焊缝金属的扩散氢含量较低,且多数扩散氢可在焊后2 h内溢出,液压支架用Q690高强钢的焊接接头冷裂倾向小,在较苛刻的拘束条件和低温环境下焊接无冷裂纹的产生。采用合适的工艺控制措施,液压支架整体焊接应力和应变可控,后热对其影响有限。

为进一步提高固体充填液压支架的自动化程度,解决充填液压支架自动控制中精度和联动性能差的问题,提出了一种基于PLC的固体充填液压支架自动控制系统,并分析了充填液压支架自动化控制的需求,对充填自动控制、工作面顶板管理、支架跟机自动控制、系统单体控制方案以及联动控制方案进行了研究,实现了固体充填液压支架的自动控制,提高了充填液压支架的稳定性和可靠性。

针对过卷液压缸缓冲吸收提升箕斗过卷冲击所产生的压力波动问题,通过增加节流阀,接通过卷液压缸有杆腔和无杆腔,对提升机过卷液压缓冲系统进行了优化设计,对优化后的提升机过卷液压缓冲系统工作原理开展了研究,利用AMESIM对过卷液压缓冲系统仿真模型进行了搭建,对比分析了优化前后过卷液压缸有杆腔压力、箕斗位移、箕斗速度的动态性能曲线,仿真研究了节流阀通径对过卷液压缓冲系统的影响规律,研究结果表明优化后的提升机过卷液压缓冲系统缓冲性能得到提升,节流阀能吸收过卷液压缸有杆腔压力波动,节流阀通径对过卷液压缸活塞复位具有较大影响,当通径为9mm时,过卷液压缓冲系统性能较好,过卷装置动力学特性较好。

客车因载质量大和质心高的特点难以兼顾操纵稳定性和平顺性,为此本文提出了一种侧倾构型的液压互联悬架(RHIS)与电控空气悬架(ECAS)相结合的新型悬架系统。首先,基于热力学理论建立了空气弹簧非线性模型并试验验证;基于质心定理、动量矩定理推导了整车9自由度动力学模型,建立了整车和RHIS的机械-液压耦合模型,并通过实车测试验证了模型;然后,设计了气囊模糊控制器以实现车身高度调节;最后,在常用的操纵稳定性和平顺性测试工况下仿真对比了新型和传统悬架系统的性能。结果表明,所提出的新型悬架系统可实现3挡车身高度调节,且在保持原车平顺性的同时明显改善了整车的操纵稳定性。