内燃机油环-缸套摩擦副润滑分析,多采用富油条件或假定某种特殊边界条件,与油环-缸套摩擦副实际润滑油供给状况不相符。以某四行程内燃机为研究对象,研究油环-缸套间润滑油流动与供给,确定油环进口油膜厚度;在此基础上,根据流量平衡和压力平衡,确定油环上、下轨各段工作面边界条件,并分别对各段求解Reynolds方程,分析油环-缸套摩擦副在计及润滑油供给条件下的润滑性能,并与富油状况对比。研究结果表明,计及供油状况下,油环-缸套摩擦副在上、下行程的润滑性能不对称,最小油膜厚度、最大油膜压力、摩擦力及摩擦功耗与富油状况均有一定差异,特别是在上行程差别显著。可见,考虑进口润滑油供给条件分析内燃机油环润滑性能,将对活塞环-缸套摩擦副的设计信赖性产生积极影响。

针对阀控液压缸节流损失大,电机械执行器带载能力弱的问题,通过液压缸活塞与电机械执行器螺母刚性连接的方式,将两类执行器集成为新型的机电液混合驱动直线执行器,主要由电机械驱动机构和液压驱动机构组成。电机械驱动机构用于执行器运动控制,液压驱动机构具有功率放大功能,用于提高执行器带载能力。研究中,活塞杆设计为中空结构用于长行程丝杠的安装,活塞上增设有通油孔用于油液的快速流通。通过密封设计,将活塞两侧设计为可充高压油液的容腔,采用ANSYS Workbench有限元软件对新型执行器零部件进行强度校核。最后,制造执行器试验样机并构建性能测试平台,测试结果表明,设计的机电液混合驱动直线执行器密封效果良好,运动过程中启制动平稳,具有良好的速度与位置控制特性;执行器液压驱动机构增力效果显著,且节流损失较小。所提机电液...

液压油是机械设备的关键介质,其携带的磨粒可反映设备的运行状态,有效地预测设备的早期故障,达到预知维修。为了实现液压油磨粒监测,设计并研究一种多线圈阻抗传感器。其中硅钢片用来增强检测区域的磁场强度,双矩形检测通道可以充分利用磁场分布区域,从而提高传感器的检测精度和通量。串并联线圈的对比试验表明,线圈同向串联时,传感器具有较高的检测灵敏度,更适合于磨粒的监测。该多线圈阻抗传感器可根据电感脉冲信号的方向以及电阻和电感脉冲信号的有无来判断区分金属磨粒的属性,可有效检测和区分的最小金属磨粒为46μm的铁颗粒和110μm的铜颗粒。此类阻抗式磨粒传感器基于电感和电阻两个参数进行检测可以获得更为准确的磨粒信息,弥补传统电感式传感器对非铁磁性金属磨粒检测精度有限的不足。

振荡浮体式波浪能捕获系统中浮体设计是能量捕获的关键。浮体水动力模拟研究中功率输出多假设为线性阻尼,对于波浪能液压转化采用非线性输出阻尼更切合实际。针对垂荡浮体液压转化系统,建立不规则波作用下垂荡圆柱浮体非线性动力学模型和非线性液压能量转化系统模型,研究圆柱浮体直径和入水深度对浮体运动响应、液压转化系统动态特性和总特性的影响。随着圆柱直径在一定范围内增大,不规则波浪力、液压缸输出力、浮体运动响应、捕获和输出功率的动态峰值显著增加,捕获功率和捕获效率、马达输出功率和转速接近线性增加;随着圆柱入水深度在一定范围内增大,波浪力呈线性减小,液压缸输出力、捕获功率和捕获效率均缓慢上升到最高点然后逐渐下降。浮体直径和入水深度对液压转化效率影响比较小。研究成果为波浪能捕获液压系统浮体...

液压系统的流体脉动问题是影响液压系统工作性能与可靠性重要因素。根据流体脉动产生机理及抑制方式的不同,将液压系统流体脉动抑制方法分为了被动、主动及主被动联合抑制方法三类。以脉动衰减器、液压管路的改进、泵的优化设计对被动抑制方法分类,并对国内外流体脉动被动抑制方法的研究成果进行分析和总结。相较于其他被动抑制方法,脉动衰减器抑制方法由于成本较低且效果显著,目前应用最多,其中又以共振型脉动衰减器应用为主。从伺服作动器、液压阀和非浸入式结构三个方面对流体脉动主动抑制方法的国内外研究成果进行分析,基于液压阀的主动抑制方法相较于伺服作动器和非浸入式结构,由于在操作及设计方面相对简单、成熟,控制精度及难度等较低,目前研究和应用最多,其中又以分流式主动抑制居多。通过总结和分析主被动联合脉...

提出一种数字型液压变压器(Digital hydraulic transformer,DHT),将多个二进制排量比的泵/马达流量单元组合在一起,利用机械连接使其同步转动。在各流量单元的进出口连接高速开关阀组,各阀组的通断状态对应着一个二进制数字,通过对进出口阀组状态数字的控制,可以调节变压比进而实现不同的压力输出。根据DHT的工作原理,进行结构设计和数学建模,并制造出样机,最后搭建试验平台对其稳态工作特性进行试验验证。结果表明,所提出的数字型液压变压器可以随着数字控制量的改变而变压,验证了其变压原理的可行性和实用性。DHT具有数字元件离散、简单和易控等特性且变压范围大,可以作为液压恒压网络系统中的二次调节元件驱动直线负载,还可以回收负载端的势能和压力能,对提高液压系统效率具有重要意义。

浮标是海洋探测的重要工具,就地取能利用波浪能为浮标供电可以满足其对高电能供给的需求。针对惯性式波浪能供电浮标,研究其液压能量转换系统的设计方法。利用CUMMINS时域方程建立描述由浮标和内部惯性体组成的双体系统的非线性间断动力学模型,得到影响波浪能量捕获过程的主要因素如下蓄能器的压强体积比Ka和综合液压马达排量、发电机负载电阻与特征系数的影响系数Kr。在液压蓄能器容积为无限大的假设前提下,得到悬挂弹簧的最优弹性系数。对液压系统参数的研究表明,Ka不影响捕获的波浪能功率以及蓄能器平均压强但影响蓄能器压强的波动幅度;捕获的波浪能功率为Kr的单峰函数,而峰值处对应着Kr的最优值;使蓄能器压强标准差系数达到规定阈值的最大Ka值即为Ka的最优值。

多自由度液压臂的主从式位置控制方式相比传统关节速度操控方式具有操作直观、交互自然等优点,但大惯量响应滞后特性带来操控作业效率低、环境碰撞风险高等问题。为此,提出一种基于听觉反馈的主从式重载液压臂辅助操控方法,其基本原理为将主从位置误差映射为不同响度和音调的声音信号并反馈给操作者,目的是一方面在新手操作培训中提高学习效率,另一方面在实际任务场景中提高操控性能。建立基于样机实测数据的主从式重载液压臂虚拟现实操控平台,设计出听觉反馈的人机交互辅助操控界面,征集了40名新手受试者参与试验研究与性能评估。对比试验结果表明,在新手培训环节中,该听觉反馈辅助操控方法能使操作训练次数减少24.7%,从而帮助新手更快掌握操作技能;在实际作业场景中,该方法能平均降低8.8%的任务完成时间,并平均减少22.7%的环境...

轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。

针对转子系统动静件间发生碰摩时会引起弹性应变而产生声发射,进而可利用声发射来辨识和诊断碰摩故障的特点,首先对碰摩声发射和碰摩振动信号进行了试验对照研究,讨论基于声发射的碰摩辨识别方法的独特优越性。然后,着重对碰摩声发射的特性进行了试验研究,并借助于小波尺度谱优越的时频分析性能,利用小波尺度谱对碰摩声发射的时频特性、传播特性和频散特性等进行了详细分析。分析结果显示小波尺度谱非常适合碰摩声发射这种频率丰富、非平稳和非线性的多模态波,是模态声发射分析的有力方法。