卡盘是煤矿坑道钻机重要部件,卡盘的性能直接影响钻进的效率和质量。针对胶筒液压卡盘存在的问题,研究一种新型径向活塞式液压卡盘,通过分析径向活塞卡盘夹紧和松开系统的结构与工作原理,运用变质量液压学原理和动力学理论建立其运动过程的数学模型,并在AMESim环境下,进行了卡盘液压控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦合模型基础上,详细分析了夹紧系统的响应和夹紧力特性,并搭建测试试验台进行了试验验证。研究结果表明径向卡盘关键部件碟簧对系统特性的影响较大,通过优化碟簧性能参数,径向卡盘夹紧时间为0.325 s,松开时间为0.275 s,与胶筒卡盘夹紧时间0.325 s相当,与松开时间0.300 s接近,可与在用的胶筒卡盘互换,满足钻机功能需求,仿真结果与试验结果一致表明径向卡盘模型准确可信,为新型径向活塞卡盘系列化设计及改进...

电磁阀为某型火箭发动机氧气系统实现高压氧气电控释放功能,将气瓶的高压氧气电控输出后供后端发动机使用所需压力的气体,为发动机工作提供氧气。电磁阀的响应特性对系统反应的快慢具有决定性的影响。从理论分析、试验研究及数值模拟三个方面对该电磁阀在空载、负载下的动态响应特性进行了对比研究,研究结果表明:三种方法计算得出的开启时间及释放时间最大误差不超过10%,从而验证了该有限元模型预测电磁阀响应特性的准确性,为其参数的设计及匹配提供了一种行之有效的方法。

为满足全液压压裂车液压系统液压缸的换向需求,设计了大流量换向阀组,重点设计了阀芯、阀套组件;分析了大流量换向阀的原理与结构,建立了其数学模型,基于AMESim软件分析了主阀的开启时间,阀芯位移、速度与先导流量和先导压力的关系,结果表明适当增大先导压力和先导流量可提高主阀的响应特性;改变主阀端面结构、适当增大先导压力和减小先导流量可解决主阀瞬时流量过大的问题。设计与仿真相结合,缩短了主阀的设计时间,为阀的设计计算提供了参考价值。

针对激振系统中螺纹插装平衡阀工作频率与激振器频率不同步的问题,对激振系统中平衡阀的响应特性进行研究,建立螺纹插装平衡阀的AMESim仿真模型,得到控制口阻尼孔直径、调压弹簧刚度和阀口锥度对激振系统中平衡阀最高工作频率、阀口开度以及通流能力的影响。研究结果表明,控制口阻尼孔直径和调压弹簧刚度共同影响平衡阀的最高工作频率和阀口开度,阀口锥度影响平衡阀通流能力。阻尼孔直径与阀口开度和最高工作频率呈正相关,调压弹簧刚度与阀口开度和最高工作频率呈负相关,阀口锥度与通流能力呈负相关。激振频率达到平衡阀最高工作频率后,平衡阀会先后经历两个阶段的失效。第一阶段为正向自由流动功能有效而反向节流流动功能失效,第二阶段为正向自由流动功能与反向节流流动功能均失效。

电/气比例压力阀是气动伺服系统的核心元件。根据高速开关阀型先导式电/气比例压力阀的结构和工作原理,利用AMESim中气动设计元件库搭建了比例阀的仿真模型,模拟了比例阀的静、动态特性,并给出了电/气比例阀的压力-流量曲线关系式。通过仿真数据和样本及试验数据的对比,验证了电/气比例阀仿真模型的有效性。

以一种大流量比例方向阀为研究对象,利用AMESim软件搭建仿真模型,通过正交试验对其关键结构参数进行改进,获得最优化响应特性。将回液阀芯响应时间、进液阀芯开启和关闭响应时间作为评价指标,研究环形阻尼孔、回液阀芯外径、控制腔直径和锥阀口直径4个因素对比例方向阀的影响规律。结果表明:回液阀芯外径对回液阀芯响应时间影响显著,控制腔直径对进液阀芯开启响应时间和关闭时间影响显著;最优结构参数为环形阻尼孔径2.0 mm、回液阀芯外径30 mm、主阀控制腔直径25 mm、锥阀口直径31 mm;与优化前相比,优化后比例方向阀的回液阀芯响应时间减小22.72%,开启和关闭响应时间分别减小34.29%和66.44%,满足优化要求。

以二位三通气动电磁阀为研究对象,详细介绍了其工作机理并对磁路进行理论分析。通过ANSYS Maxwell软件建立其二维电磁场分析有限元模型,并进行瞬态运动仿真计算,分析多电磁参数(主气隙宽度、铁磁材料、动铁芯直径、弹簧预紧力、刚度以及线圈加载方式)对电磁阀瞬态响应特性的影响。搭建实验平台,测试线圈加载方式对电磁阀瞬态响应特性的影响,进一步验证了仿真分析的准确性。为类似电磁类产品的设计研发提供了充实的理论依据。

针对当前重型车辆在缓速制动中存在的不足,设计了由液压泵/马达元件、蓄能器以及溢流阀等组成的液压辅助缓速制动装置。通过对车辆与制动装置的分析,制定了系统构型、液压原理图以及制动加速策略;应用AMESim软件搭建了车辆传动系统以及液压系统的模型;对不同档位下的制动效果进行了分析;并研究了在标准循环工况下机械制动与液压制动的分配;搭建了液压系统相关实验回路,对液压回路的转矩、流量、压力以及温度等参数进行了研究。得到了在不同车辆行驶状况下的制动效果,以及不同制动信号下的响应特性,证明该缓速制动系统在转矩可控性以及散热能力可以得到有效提升,并能长时间可靠运行。

新型线控液压转向系统与原转向系统相比,具有很多突出的优点,其在工程车辆上的应用目前处于初级阶段,且其控制方式常采用传统的PID控制,但是转向系统具有低阻尼、非线性等性质,所以传统的PID控制不能达到良好的控制效果,从而常出现转向滞后不稳等问题。因此,设计了适合该系统的模糊自适应PID控制算法,目的是解决转向滞后和转向不稳等问题,其进一步提高该系统的动态特性。该设计通过Simulink与AMESim联合仿真,对比相同输入信号下的两种控制对该系统动态特性影响。结果表明：本设计算法的响应速度比原来算法的响应速度大约提高了0.5s,且基本无超调,动态特性较好。

高速开关阀是涡轮增压系统的重要部件，响应的快速性直接影响增压器的压比。根据高速开关阀的结构及工作原理，建立其数学方程。运用AMESim建立动态模型并进行了电流、阀芯位移、控制口的压力仿真分析，结合示波器测量的实际响应时间，证实仿真结果的可靠性。由于高速开关阀响应时间具有滞后}生，研究分析改变阀芯质量、驱动电压、弹簧预紧力对响应特性的影响，并根据仿真提出了优化调整建议。