采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果。仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景。

综采工作面液压支架推移系统的定位控制由智能化开采的关键技术支撑,井下高压大流量工况下,现有支架开关换向阀启闭瞬间会引起系统压力流量突变,影响元件寿命以及执行机构运动的精度和平稳性。为此,设计了用于液压支架推移回路的双速缓冲阀结构。首先,展开了对推移系统及双速缓冲阀的理论研究,分析了双速缓冲阀对系统启动、运行过程压力的影响;其次,建立了阀及推移回路的SimulationX模型,仿真分析了关键参数对阀压降以及液压执行系统速度的影响;最后,搭建了模拟实验台,研究了不同供液压力流量下双阀串联推移系统的压力特性。研究结果表明启用双速缓冲阀后,减小了系统的压力和速度变化幅值,降低了阀前压力波动及其对系统压力的影响;在不同的系统压力、流量下,改善了阀后压力特性,增强了稳态压力抗干扰性;验证了方案的有效性,为井...

为了解决果园绿篱修剪工具自动化程度低、修剪作业劳动强度大、工作效率低等问题,根据果园绿篱修剪作业要求,设计了一款实用的由液压驱动的四自由度修剪机械手,并确定了机械手各关节的运动范围。首先,基于标准的D-H参数法建立了机械手各连杆的坐标系,对机械手的正、逆运动学进行了求解;然后,利用MATLAB Robotics Toolbox建立了机械手运动学模型,对机械手正、逆运动学,机械手修剪绿篱顶面、侧面时各关节的运动轨迹,机械手各关节的角位移、角速度和角加速度曲线进行了仿真验证;之后,采用Monte Carlo法对机械手的工作空间进行了仿真分析,得到了机械手工作空间三维云图及平面云图;最后,试制实物样机进行了实验验证。研究结果表明机械手正、逆运动学求解正确,所设计的机械手末端执行器完全能够到达所需修剪的目标位置。修剪机样机实验效果与预...

针对高精度数控机床伺服系统中,直线电机对扰动量高度敏感而影响系统稳态特性和控制精度的问题,提出了一种改进型永磁同步直线电机(PMLSM)自抗扰控制(ADRC)策略。将新型非线性函数引入扩张状态观测器,克服了传统型ADRC扩张状态观测器中非线性函数的不平滑性,并对系统总扰动进行了估算,并给予实时动态补偿;采用比例微分器代替非线性反馈控制规律,降低了系统参数调节的难度;利用Matlab对基于改进型ADRC控制策略的PMLSM调速控制系统进行了仿真,针对系统的空载启动响应特性和突加负载扰动对系统稳态性能的影响进行了测试。研究结果表明:与传统型ADRC控制策略相比,改进型ADRC控制策略具有更好的负载扰动抑制力和更小的超调量;系统控制精度得到提升。

针对平面磨床泵控液压系统中的速度特性问题,采用S型曲线规划伺服电机转速,配合使用蓄能器添加阻尼的方法,并结合仿真与实验对其展开了研究。首先,从系统数学模型入手,建立了伺服电机、定量泵与阻尼等关键元件的数学模型;然后,利用AMEsim仿真软件搭建了系统的仿真模型,对系统中蓄能器与阻尼的使用配合S型电机速度曲线进行了验证,提高了液压系统运行的稳定性;最后,为了验证仿真结果的可靠性,搭建了一个平面磨床泵控液压系统实验平台,对负载运行的速度特性进行了实验研究,并将实验数据与仿真结果进行了对比分析。研究结果表明:液压系统优化后,插装阀阀芯动作的稳定性、准确性、系统压力波动与油缸运行速度平稳性得到了改善,最终速度超调量减小了79.3%;同时,实验结果与仿真结果基本吻合,液压缸压力与运动速度稳定性都有所提升,系统整体...

针对目前煤层气无杆排采过程中工作人员劳动强度大、设备工作效率低、控制精度差等问题,设计了新型液压驱动无杆泵,并基于PLC设计了控制系统。所设计的控制系统可通过压力计,对井下流压进行实时测量,并将测量值反馈到PLC中,与设定值进行比较运算;基于比较运算结果,通过变频器完成了电机转速实时调控,进而实现了井底流压的动态调整;无杆泵由三通道油管内置动力液管加压后提供驱动力,在驱动力作用下往复运动,实现了阀体间自动上下切换,有效降低了工作人员劳动强度。试验结果表明:该系统可根据设定值对井底流压进行快速、精准调整,且超调量较小。

针对折臂式自行走高空作业平台折叠臂结构的强度校核问题,分别运用虚位移原理中的几何法和坐标法,以及传统静力学方法对折叠臂液压缸推力进行了分析,推导出了3组折叠臂液压缸推力表达式。将某型号折臂式自行走高空作业平台的结构参数代入3组推力计算表达式中,利用Matlab软件绘制出了折叠臂液压缸推力随变幅角度γ的变化曲线图,并对3种方法得到的曲线进行了对比分析。研究结果表明:3种方法计算的结果最大偏差在2%以内,验证了结果的准确性;上述方法可推广到其他折臂式自行走高空作业平台的分析中,并为此类高空作业平台的结构优化设计提供了理论依据。

针对液压挖掘机动臂流量再生问题,对液压挖掘机动臂流量再生节能系统展开了研究。借助AMESim搭建了流量再生系统仿真模型,通过仿真得到了动臂油缸活塞位移速度曲线、动臂油缸压力流量曲线及再生流量曲线,对有无流量再生阀的动臂油缸位移速度进行了对比仿真,最后研究了流量再生阀开启压力和动臂油缸小腔回油背压对流量再生系统动态特性的影响。研究结果表明:流量再生阀系统的动臂油缸活塞伸出速度可达0.34 m/s;增大流量再生阀开启压力,动臂油缸大腔压力增大,活塞速度减小;动臂油缸小腔回油背压增大,动臂油缸活塞速度降低,系统再生流量减小。

针对水液压马达摩擦磨损的问题,基于动压支承理论,对水液压马达带仿生织构表面的配流副摩擦学特性进行了研究。首先利用现有表面微织构,在水液压马达配流副表面构建出了不同直径、不同深度及不同分布的仿生织构;然后运用有限元法,对不同织构形貌下的仿生配流体表面的应力分布进行了计算与分析;最后对其在不同深径比及织构密度下的摩擦等效应力进行了研究。研究结果表明:当配流体仿生织构表面的形状为锥形,转子端面为圆柱坑的双织构海水液压马达配流副的摩擦特性最优;在配流副表面加工出适当的凹坑,可以有效降低配流副表面的摩擦磨损,延长配流副的工作寿命。

在挖掘机实验平台上使用单片机ADuC812和工控机PC104,通过CAN总线连接,在PC104E和ADuC812之间进行数据的通信,从而构建了一个分布式控制系统.在该系统上采取一些现代控制算法,使泵的排量根据工作状况实时的改变.通过CAN总线的通信,可以在上位机上实时观测到挖掘机的工作状况,同时根据实际工况做出合理的调整.实验结果表明,通过这样的控制策略和算法,可以大大降低泵功率的损耗.