为提高气动系统能效,提出了一种恒压式气动储气装置,取代传统定容式储气罐。首先,对恒压式气动储气装置的结构原理进行设计说明;然后,在AMESim中对一个典型气动回路进行建模仿真,对比在回路中使用传统定容式储气罐和恒压式储气装置的不同系统工作特性。结果表明:所设计的恒压式储气装置能够实现良好的稳压特性,同时表现出了显著的节能效果。

研究一种抓臂式清污机器人工作机构电液伺服控制在常值激励下的响应。建立工作机构三维实体模型,使用ADAMS建立动力学分析模型,用MATLAB进行控制算法计算与激励信号施加,AMESim建立液压系统仿真模型。分别对工作机构的不同伺服缸组进行常值信号激励,观测工作机构的位移跟踪情况及液压力的变化。研究结果表明:联合仿真接口稳定,得到了工作机构位移响应与液压力变化情况;仿真的初始瞬时均出现了非稳态的振荡情况,并随着时间逐渐收敛至稳态;工作机构同时运动时,出现了一段近似正弦规律波动的液压力变化,在实际操作时应极力避免;仿真结果符合实际变化情况,为进一步改进信号激励、机械结构设计及优化、液压缸设计等提供了依据。

踏板行程模拟装置作为集成制动系统(IBS)的关键部件之一,其作用是为驾驶员提供良好的踏板感觉,保证制动的安全性。该装置核心部件——先导式电磁开关阀的性能直接关系到踏板感觉的效果,对其进行深入的研究,建立先导式电磁开关阀不同子系统的数学模型,并运用AMESim软件搭建多场耦合模型并进行仿真,分析了环境温度、驱动电压对电磁阀性能的影响。通过仿真与实验分析发现,传统控制方法存在电磁阀发热量较大的问题,这极大地限制了电磁阀的使用。针对该问题,提出一种变电压控制方法,实验结果表明,新控制方法可以保证电磁阀长时间正常工作,有效提高电磁阀的工作能力。

为了提高高档数控机床的加工精度和稳定性,设计了一种新型的双环形油腔结构。基于流体动力学理论,并采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法,研究了入口雷诺数对油腔内部流场结构和油腔承载力的影响。结果表明:入口雷诺数对于油腔内部流场结构和油腔承载力均具有重要影响;随着入口雷诺数的增大,油腔中心凹槽内部由单胞对流发展成多胞对流;同时,油腔承载力也相应增加。通过与传统圆形油腔对比发现,在相同入口雷诺数条件下,双环形油腔具有更高的承载力。该研究对设计高档数控机床新型油腔结构、优化油腔几何结构、提高承载力和加工精度有指导意义。

迷宫式调节阀的节流特性依赖于节流碟片流道结构,合理设计节流碟片可以有效改善调节阀性能。提出一种适用于节流碟片流道优化的设计流程,基于流体动力学理论与数值仿真方法,结合NSGA-Ⅱ多目标优化算法,实现节流碟片流道的三维结构优化设计。以节流碟片流道中流体最高速度和流量为优化目标,流道的几何尺寸作为输入量,将计算流体力学与NSGA-Ⅱ算法联合,获得了优化后流道三维结构集合。优化设计的节流碟片结构可以有效降低流体的最大流速并提高流量,改善流道的流动特性,为相关流体传动元件的设计提供参考。

液压分流同步驱动以分流元件(如分流阀、分流马达)为控制元件,通过等量分流原理来实现多执行器的同步驱动,具有结构简单、成本低的优点,但在时变负载或大偏载工况下分流元件的分流精度显著降低,难以满足高精度同步需求。据此,提出负载敏感变速同步驱动系统,其由负载敏感变量泵和负载敏感分流阀构成,其中负载敏感分流阀是一种新型的分流阀,其利用负载敏感压力补偿原理可以消除时变负载和偏载对同步精度的影响,并具有调速以及负载敏感的功能。首先,阐述负载敏感分流阀及变速同步驱动系统的结构和工作原理;然后,基于AMESim建立系统仿真模型;最后,在变速、时变负载、大偏载等工况下研究了新型分流阀及其同步系统的同步特性。结果表明:在时变负载和大偏载下,分流阀的分流误差小于1‰,其远远低于现有分流阀的分流误差,并实现了高精度的...

中小型无人机配装的发动机无附件机匣,不能驱动液压泵。机上液压系统泵源配置电动泵,提取的功率有限,或机上无液压系统,不能提供液压功能,为适应中小型无人机需求,出现了无源刹车系统。无源刹车系统基于电静液作动原理,与机上液压系统完全独立,采用功率电传技术,具有自主防滑能力,自带油源,成附件少,重量轻,抗污染能力强,集成度高,解决了无液压源或液压源能力不足的飞机刹车系统设计问题,在中小型无人机上应用广泛。针对某型机在试飞过程中无源刹车系统出现停机刹车掉压的故障现象进行研究,对无源刹车原理进行介绍,对故障机理进行分析,通过故障复现验证了故障原因,并提出了合理有效的解决措施。

针对T形槽机械密封摩擦副密封环端面间的液膜密封性能问题,建立了收敛形、直角形和发散形3种形式的动压槽液膜几何模型;并对3种不同形式动压槽的液膜流场进行了数值计算,得到了对应端面流场的压力分布。讨论了不同工况对3种槽形结构密封性能的影响并进行对比分析。结果表明:3种槽形结构的端面液膜压力分布规律相同,端面液膜压力均在左侧槽底部达到最大值,且动压槽两侧具有明显的压差,能够产生明显的动压特性;3种槽形结构的开启力和泄漏量均随着转速和压力的增大而增大,其中压力对密封性能的影响相对于转速对密封性能的影响较大;发散形槽比直角形和收敛形槽具有更强的动压特性,且拥有较高的开启力和较低的泄漏量,从而具有较好的密封性能。

为了解流体驱动管道机器人在流体输送管路中的运动稳定性,以悬浮体为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)软件对其运动进行仿真,通过欧拉角、角速度、线速度、受力和力矩等参数随时间的变化规律分析其稳定性。计算结果表明,悬浮体在转弯过程中稳定性最差,而在整个运动过程,悬浮体所受力和力矩值较小,且欧拉角变化频率低于3 Hz,有利于运动过程中姿态的控制及环境数据采集。由平移和转动运动形式分析可得,悬浮体的运动稳定性由好到差的顺序为:平移:x>z>y,在弯头区:入弯前>出弯后>弯头;转动:z>y>x,在弯头区:入弯前>出弯后>弯头。

煤矿井下履带车辆行走液压系统主要采用普通的比例阀驱动变量马达的开式系统方案,直行同步性是履带车辆行走液压系统的一个关键问题,其系统特性与系统元件参数的设置密切相关,基于履带车辆行走液压系统的负载特性和工作原理进行理论分析,设计适合于煤矿井下履带车辆电液行走同步控制系统,并经过试验验证了设计方案的可行性,为同类车型行走液压系统的设计提供了参考。