基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),采用滑动网格理论对大功率调速型液力偶合器内部气液两相瞬态流动进行数值计算,并基于流场数值解进行液力偶合器的特性预测。由数值计算结果分析偶合器效率降低的原因。对偶合器进行不同工况、不同充液率下的外特性实验,将理论计算与实验结果进行对比,原始特性的计算与实验结果误差在允许范围内,从而验证理论方法和计算的准确性。

利用计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)方法对大功率调速型液力偶合器工作腔温度场进行数值计算,为了证明YOCQZ465液力偶合器具有较好的换热能力,建立两个几何模型一个是YOCQZ465型液力偶合器流道模型,另一个是假设泵轮和涡轮上没有进出油孔的流道模型,通过对两者的计算结果分析可知,在泵轮外环内缘和涡轮外环外缘上开进出油孔能够加快工作腔内液体与冷却油的热交换,使液力传动油的温度被控制在合理工作温度范围内。将YOCQZ465型液力偶合器工作腔温度场计算结果与试验数据进行对比,结果表明,液力偶合器工作腔温度场的计算结果与试验数据基本吻合,证明所使用的数值计算方法具有一定的可靠性。

介绍风机泵调速节能的原理,分析液力耦合、变频调速和永磁调速3种调速方案的优缺点,并从节能效果、可靠性、适应性、隔振效果、使用寿命等方面做综合对比。由于永磁调速是目前最先进的非机械联接调速节能技术,介绍永磁调速的工作原理,并对气隙调整和啮合面调整两种永磁调速器的优缺点进行对比,通过对比分析啮合面调整调速器在整体性能上优于气隙式调速器。

作为大功率刮板输送机的最有效的软启动装置之一,阀控充液型液力偶合器是目前制约我国大型刮板输送机的技术瓶颈。结合后部刮板输送机负载特性,提出了阀控偶合器性能需求,指出偶合器工作腔及控制阀组设计和制造等是阀控偶合器的技术关键。基于CFD方法优化设计了阀控偶合器腔型,采用单向流体—结构耦合(FSI)方法分析了泵轮强度,并对结构进行了优化,研制出高压外控型电液控制阀组,对无键连接轴超高压拆装、大型铜合金叶轮铸造等进行技术攻关,成功开发出1 000 kW阀控偶合器。试验表明所开发的偶合器控制阀组响应快速,偶合器整体特性满足后部刮板输送机要求。

为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型。采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递。结合惯性离心载荷,采用静力学分析的方法,对某型液力变矩器叶轮,进行了2种载荷共同作用下的有限元强度分析,得到了其应力分布和变形情况,并对起动工况和最大功率工况2种危险工况进行了详细分析。为叶轮强度分析提供了1种较为有效的方法。

介绍了一种插装式海水液压电磁换向阀的设计原理、主要元件材料的选取方法。并对所研制的海水液压插装阀样机的动静态性能参数进行了初步试验,结果表明,该阀具有良好的密封性、较高的响应速度与换向稳定性。

文章以实例分析了限矩型液力偶合器静态时各部件的受力及平衡位置,正常运行时各部件的受力及状态,根据静态和动态情况,计算其在带式输送机驱动系统中产生的位移及离心力,说明了在带式输送机驱动装置中不宜使用限矩型液力偶合器。

采用限矩型液力偶合器能提高带式输送机的启动和防过载能力,并具有节能、隔振、缓冲等作用。介绍一种带式输送机液力偶合器热容量校核方法,因这种校核方法使用的经验系数比较少,所以通用性强,能为设计和改造带式输送机驱动装置提供参考。