为了提高比例换向阀的频响和位置控制精度,以直动式电液比例方向阀为研究对象,建立比例阀的非线性数学模型,并结合工程实际,分析比例阀的非线性特性。采用LVDT观测阀芯的位移变化,提出了一种基于前馈补偿的控制方法,并通过AMESim仿真验证该方法的有效性。该控制方法的提出将有助于提高电液比例阀的频响和控制性能,并进一步提升高性能比例阀的生产效率。

为验证高压齿轮泵泵体结构设计与材料选用的合理性,基于ANSYS Workbench软件对齿轮泵壳体组件进行结构静力学与热的综合分析,得到在工作状态下油液压力、温度及受力共同作用下泵体的总变形和等效应力分布情况。结果表明,泵体在高压出口附近发生较大变形,最大等效应力发生在出油孔内壁。为减少泵体变形,从结构上加以改进,仿真结果证明了结构改进的可行性。

为了解决气动位置控制系统的精确定位,提出了一种基于AIC准则的气动位置控制系统辨识。通过对气动位置控制系统分析,建立了系统数学模型,并进行了线性化处理。基于AIC准则建立了白噪声和有色噪声两种模型,找到了满足两种模型最小的阶次,采用增广最小二乘法实现对有色噪声参数的无偏估计;通过自相关系数检验了系统残差序列的白色性,验证了气动位置控制系统辨识模型的可靠性。实验结果表明:当幅值分别为1000 A和1200 A时,两种系统的传递函数基本等价,说明在相同阶次的逆M序列且幅值在一定范围内,不同系统对模型参数的辨识影响较小。

某燃气轮机机组使用驻极体空气过滤器作为末级过滤,一段时间后出现效率曲线快速下降、压气机水洗频率增加等异常。基于EN 779—2012标准,在EN3600实验台等试验设备上设计了褶尖检测试验和多工况效率试验。结果表明,驻极体空气过滤器静电效应随使用时长增加下降过快;对于需长期连续使用的过滤系统末级,在静电电荷逸失较快的问题未得到改善之前,应慎重选用驻极体过滤器。研究结果可为相关从业人员的设计、选型和科研提供参考。

针对一种高压大流量插装式先导型溢流阀展开仿真分析与优化设计。首先对溢流阀主要结构参数进行初步设计计算;然后根据溢流阀内部结构建立AMESim仿真模型并进行仿真,对主阀阻尼孔、先导阀阻尼孔、主阀弹簧刚度、主阀弹簧预紧力、先导阀弹簧刚度、先导阀弹簧预紧力等重要参数进行特性影响分析;最后根据仿真分析结果,采用响应曲面与非支配排序遗传算法相结合的方法,求解一定范围内溢流阀最优结构参数,实现溢流阀满足高压大流量指标且调压偏差尽量小的要求。

微型高速轴向柱塞泵动力学特性影响其工作性能和寿命,主轴与缸体的振动响应以及质心轨迹可反映其动力学特性。对微型高速轴向柱塞泵结构进行合理简化,建立了其运行工况下的动力学模型。分析了工况压力21 MPa,转速分别为18000,20000,23000 r/min时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹;分析了工况转速20000 r/min,压力分别为14,21,28 MPa时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹。研究结果表明:振动位移需关注偶倍频,倾覆角度需关注奇倍频,部分谐波振动响应随压力的增大而增大,主轴与缸体的质心轨迹呈扇叶形状。

为满足工程需要,设计一种自混合的混凝土喷嘴。通过该喷嘴可以将混有速凝剂的压缩空气和通过管道输运过来的混凝土拌合物混合。基于L9(34)正交试验,利用Fluent对9组不同结构参数的喷嘴进行数值模拟,采用极差分析法处理喷嘴出口混合均匀度,得到了新型喷嘴最佳的结构参数组合。结果表明:与传统喷嘴相比,优化后的新型喷嘴出口均匀度提高了9.69%,达到了改善混合效果的目标,验证了新型喷嘴结构设计的合理性,为新型喷嘴的实际应用提供了一定的理论支持。

为了提高电液伺服阀滑阀副的配磨效率,需要缩短叠合量测量时间。采用气动流量法,设计了一套测量气路和对应的测量流程,通过减少阀芯驱动行程实现叠合量快速气动测量。针对气动测量过程中出现的测量压力变化和相邻阀口气体泄漏问题,采用流量转换和曲线相似度分析的方法,获得恒定压力下的流量-位移曲线及相应的叠合量计算方法。通过实验和工程实践验证,该叠合量测量方法精度高、速度快。

在强放射性环境中气动元件具有防爆、可靠性高等优势,但因气体的可压缩性导致气压信号传递滞后,造成气压传感器灵敏度下降。对气压传感器的管路与压力响应关系进行理论分析和试验验证,分析出影响气压传感器信号滞后原因,对长气管的气体传递行为进行了分析,并根据试验结果针对气体传递模型进行优化,最后给出气压传感器灵敏度改进方案。

为研究不同高压射流参数作用下粘釜物的切割清除效果,开展了粘釜物的高压水射流切割清除实验研究。实验以切割深度及切割宽度为衡量目标,研究了入射角、靶距、横移速度和出口压力4个射流参数对切割清除效果的影响,通过正交实验实现了射流参数的优化。结果表明:切割深度和宽度均随出口压力增加而增大,随横移速度增加而减小;而靶距接近初始段长度,入射角度为30°时切割深度及宽度达到最大值;正交实验表明,射流参数对切割深度的影响效果顺序依次为横移速度、入射角、出口压力、靶距;当前工况的最佳射流参数组合为:横移速度7.5 mm/s,入射角30°,出口压力值120 MPa,靶距15 mm。研究结果为工业现场清釜作业提供了实验依据及技术支持。