设计了一种基于多自由度的自动化港口集装箱起重机。通过降低起重机压力上限、优化起重配装器接入操作等,完成了自动化港口集装箱起重机的结构优化设计。在此基础上,获取多自由度参数,依据多自由度参数建立全局坐标系,并进行约束性参数耦合,根据耦合结果建立基于多自由度的起重机结构参数化模型,从而实现对港口集装箱起重机机体自动化程度的提升。实验结果表明,在多自由度参数不变的前提下,CL曲线与Cd曲线均具有较高的贴合度,F拓扑系数的极值始终大于W拓扑系数的极值,结构优化后,起重机的集装箱堆放精度提高了约2倍,翻箱作业时间平均减少了16 s。

安全阀是液压支架的重要保护元件,为提高液压支架的抗冲击性能,首先提出一种额定压力为50 MPa、流量为1000 L/min的液压支架双级安全阀,建立双级安全阀的数学模型;然后通过Matlab数值仿真模拟研究二级进口横截面积、二级差动面积、外弹簧刚度、外弹簧预压缩量等耦合作用对双级安全阀动态特性的影响,获得最佳匹配参数;最后搭建动载冲击试验台,试验验证其动态特性。研究结果表明:二级差动面积减小、外弹簧刚度增大,双级安全阀的压力超调量、压力稳定时间和卸荷时间均减小,最佳匹配参数是二级差动面积为863 mm^(2)和外弹簧刚度为119286 N/m,试验获得双级安全阀的压力、流量稳定值分别为49.2 MPa、1050 L/min,卸荷时间为0.02 s,仿真模拟结果与试验结果基本一致。

设计了一种大减压比高压气动比例减压阀,采用先导控制方式,通过调节比例电磁铁推力控制减压阀输出压力。通过进气阀芯与先导阀芯联动,调节进入控制腔气量,从而控制主阀芯开度,调整主阀芯节流作用,最终控制减压阀输出压力,达到输出压力与电磁铁推力动态平衡。控制腔的压力受控制腔进气阻尼孔大小、排气阻尼孔大小及进气阀开度影响。为此,建立了该比例减压阀的动力学及热力学数学模型,根据动力学及热力学数学模型搭建比例减压阀系统仿真模型,通过数值仿真分析主阀芯控制腔进气、排气阻尼孔参数与进气阀芯开度间耦合特性对该比例减压阀输出压力的影响,进一步优化该比例减压阀结构,提高减压阀输出压力控制精度及响应速度。本研究对同类型高压气动减压阀优化设计及输出压力控制性能的提高提供一定参考。

为研究齿面闪温对齿轮系统动力学的影响,基于H.Blok闪温理论,推导出齿面闪温沿啮合线的分布规律。分析了转速、负载、重合度、中心距变动系数对闪温的影响;依据Hertz接触理论,推导出含闪温的啮合刚度、齿侧间隙和齿廓误差计算式,并建立含齿面闪温的直齿轮副非线性动力学模型。采用CPNF数值法获得系统的双参伪彩图,分析齿面闪温对系统分岔、齿面冲击、齿面脱啮和动载系数的影响。结果显示,负载和转速对闪温影响较大,在进入和退出啮合处闪温达到极值较易发生胶合,闪温对非线性参数的影响恶化了系统的非线性动力学特性,因此,设计中应控制其闪温值。

研究以高压气体为动力的摆式气动马达实现方法期望成为小型移动用电设备一种新的供能方式具有重要的理论意义和应用前景.设计一种摆式气动装置从理论上探讨摆式气动马达实现方法.研究摆式气动马达工作过程、做功方式与参数耦合匹配及系统集成带来的结构性问题进一步揭示微型摆式气动马达与配气阀的匹配规律及工作特性、建立系统性能及参数耦合的数学模型.基于在NX 9.0运动仿真模块得出中心摆的运动规律为后续试验研究奠定理论基础.