针对国产高线飞剪系统剪切定位不精确、运行不稳定以及剪切速度不高等缺陷,设计了基于GE 90-30可编程逻辑控制器（PLC）的高线高精度飞剪控制系统,实现了轧线信号及处理、夹送辊操作、飞剪驱动模块、头部剪切操作、尾部剪切操作、单剪切、报警等功能。结果表明：剪切速度最大可达22 m/s,剪切精度达到误差小于10 mm,具有良好的剪切精确度和响应速度。

为研究液压桩锤的工作特性,提高桩锤系统的抗冲击性能,分析了桩锤冲击过程中各组成部件的运动和受力状况。以振动学理论为基础,建立了系统的力学模型以及动力学微分方程;利用模态分析的方法求解该微分方程,得到了桩锤系统的振动规律,通过求导进一步获得了速度、加速度以及各部件之间的相互作用力随时间变化的规律;并应用相关软件对冲击过程进行了仿真分析,研究结果表明冲击过程中砧铁的加速度变化剧烈,应采取一定控制策略将波动控制在合理范围之内。

针对高速开关阀流量限制导致的单高速开关阀驱动的电液执行器响应速度慢的问题,在对应用于活塞式变排量压缩机上的高速电液执行器进行性能分析的基础之上,提出了高速开关阀作为先导阀、二级机械阀作为配流阀的方案,建立了数学模型,并进行了仿真。仿真结果证明,电液执行器的响应时间可以满足实际工况要求,同时电液执行器采用先导式结构,系统只需要输出一个高速开关阀的开关信号即可控制配流阀门的启/闭,与多高速开关阀并联驱动相比,减少了电控阀的数量,提高了系统可靠性。

高速开关具有制造成本低、动作速度快等优点,在液压气动位置伺服控制领域得到广泛应用。但其动作行程和时间都很短,对其进行动态特性的测试比较困难。该文提出一种通过测量其控制腔压力的瞬态过渡过程来估计开关特性的方案,并给出了试验系统必须满足的设计准则,对自行研制的某型号高速开关阀进行动态性能试验,给出了相关测试结果。

针对大型正铲液压挖掘机工作装置结构强度的评估问题,对大型正铲液压挖掘机工作装置的结构强度进行了研究。采用离散元技术对铲斗挖掘力进行了研究,得出了工作装置斗杆挖掘等挖掘工况的动态挖掘阻力。基于MSC.Adams建立了工作装置刚体模型和刚柔耦合模型,运用刚体模型进行了工作装置最大挖掘力普查研究。最后在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加动态挖掘阻力,进行斗杆挖掘,分析了工作装置的结构强度;同时在工作装置刚柔耦合模型中,通过施加静态的最大挖掘力,分析了工作装置的结构强度。研究结果表明,工作装置的静态仿真存在着局限性,不能全面地反映工作装置的结构强度情况,并证明了动态仿真研究的重要性,初步探究了挖掘姿态、工作负载与结构强度三者之间的关系,为大型液压挖掘机工作装置的设计提供了具有价值的参考。

针对正铲挖掘机液压系统与工作装置负载的性能匹配问题,提出了多学科协同仿真方法,并应用于整机系统的性能仿真研究。为准确模拟挖掘机工作过程中各子系统的性能参数变化,基于多刚体动力学软件ADAMS建立了工作装置的机构仿真模型,并利用离散元仿真软件EDEM模拟了挖掘机不同进给深度的实际挖掘负载;然后,根据液压系统原理及控制方式,以AMESim为主仿真平台,建立了复合控制泵模型;最后,构建了全系统机液协同仿真模型。分别对液压系统工作过程中液压泵和各液压缸的性能参数进行了仿真验证,并模拟了不同挖掘负载对液压系统性能参数的影响变化。研究结果表明,该协同仿真方法能够用于对复杂系统进行准确、有效地建模,并验证了所设计的液压系统在多变负载工况下性能匹配参数的合理性。

针对高频次工作下的陶瓷砖液压机预应力组合机架的整体性以及零部件的疲劳寿命要求高等问题,利用接触有限元方法,建立了能考虑各个零件摩擦接触关系的32 MN液压机预紧组合机架网格模型。通过数值分析结果验证了机架预紧系数的合理性。通过对机架在预紧状态以及工作状态下的VonMises应力场和最大主应力场的分析,确定了机架中易产生疲劳破坏的薄弱区域。分别计算了预紧状态下和工作状态下的机架弹性变形能。研究结果表明,上、下横梁的弯曲弹性变形能是机架能耗的主要部分,该研究结果可以为陶瓷砖液压机的机架结构设计提供有益的参考。

针对无外置反馈信号比例电磁阀放大器的期望输出与控制输入存在的非线性问题,对各参数在放大器工作中的作用进行了研究,提出了一种预存匹配参数、电流跃变时跟踪不工作的线性放大器实现方法。首先,明确了实现线性放大器需要有效解决的问题;其次,基于上述的问题,采用发明问题解决理论(TRIZ)对现有放大器进行了分析,得到了发明原理解;然后,根据发明原理解将控制值输出电流关系形成逆向匹配参数表,将输出电流采样电流形成匹配参数表,并将匹配表预存入放大器中;最后,在现场可编程门阵列(FPGA)中实现了放大器的控制功能,并针对不同的比例阀,进行了匹配表参数的测定、放大器静态性能的测试以及工程应用验证。研究结果表明:该数字型线性放大器实现方法合理、有效,放大器输入/输出的线性误差小于1.5%,电流稳态建立时间小于0.1 s;通过在液压系...

采用有限元结构分析及优化理论针对某型号挤压铸造机的主液压缸进行了设计分析以达到优化结构、减小局部应力及减轻重量的目的。首先采用理论公式设计出符合要求的液压缸并在有限元软件ANSYS中根据实际工作条件简化参数模型设置载荷参数以进行静态有限元分析得到了相应的应力分布云图。根据分析结果进行了结构优化设计选取最优解并对比优化前后的分析结果以寻求液压缸的最佳设计。研究结果表明该方法可以有效降低液压缸局部应力并降低了制造成本。

工业控制过程中，经常要把模拟液压信号转化为可测的电压信号，然后经过换算，读取液压值。传统的方法是以手持液压计测量，这种方式简单、直接，但不适合远距离传输和智能化控制。针对这一局限性，首先分析了采用电流远距离传输信号的可行性，并设计了一种小巧、节能的液压变送器。研究结果表明，该设计结构简单，适合远距离传输和智能化控制，减少了人员工作量。传感器经变化后，电路同样适用，具有通用性。