以螺纹插装溢流阀为研究对象,理论分析基于AMESim仿真软件对螺纹插装溢流阀的动态特性、元件的关键参数,建立仿真模型并对常见故障进行仿真分析。仿真结果表明螺纹溢流阀的响应特性能满足实际需要,可对溢流阀开展故障诊断、故障维修及预测研究工作提供重要的参考价值和指导。

本文结合新工科背景下的一流专业建设,以落实立德树人根本任务,发挥教师“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”,科学识变、积极应变、主动求变。以《液压与液力传动》课程为例,切实把课程的教学改革作为最根本的工作,通过深入挖掘本课程的思政元素,探索教学方式中蕴含的政教育资源,动态更新教学内容,采用多元教学模式等方法,使课程与思政课程同向同行,将显性教育和隐性教育有机融合,继而构建全程全方位育人格局。

针对非对称静压支承抗偏载卧式重载伺服缸结构,在定压供油的情况下,为实现对上、下油垫油膜厚度的控制,通过建立该结构伺服缸的流量连续性方程以及活塞杆动力学方程,推导出上、下油膜厚度的传递函数,设计了位置伺服同步控制系统,并且对该控制系统存在的耦合关系进行了解耦运算,运用李雅普诺夫第二法进行了稳定性分析。利用MATLAB/Simulink搭建控制系统仿真模型,分别给系统输入正弦、阶跃、随机3种负载信号进行仿真,结果表明:在随机信号干扰下,控制系统同步性能最快,稳定性最好。验证了该控制系统的可靠性与稳定性,实现了对油膜厚度的精准控制,保证了伺服缸在运行过程中,活塞杆时刻对中,改善了伺服缸的密封性能,克服了偏载造成的不利影响。

伺服液压缸是液压滚切剪机的主要执行元件,需卧式铰接安装输出曲线力。为了避免缸筒自身重力所引起的拉缸、泄漏以及输出力不足等现象,提出一种在伺服缸端底铰接一个支撑小缸的新型支撑结构以及配套控制系统。该控制系统需要精确控制小缸压力和位移,使其保证伺服缸的活塞杆全程无摩擦运行,并针对所需工况,设计了压力、位置双闭环独立PID伺服控制系统。通过对压力、位置控制系统耦合特性的分析和研究,进行解耦运算,推导出该系统的数学模型,并由李雅普诺夫第二法分析其稳定性。为了进一步验证压力、位置双闭环独立PID控制系统的合理性,运用MATLAB/Simulink分别对其进行仿真控制,最终证明了该控制系统的可行性与可靠性,实现了对支撑小缸的压力和位置的精确控制。

全液压滚切剪是冶金生产线上的重要设备,重载伺服缸是其核心元件,通常需卧式铰接安装输出曲线力。但由于自身重量的影响会导致密封圈摩损、泄漏以至于输出力不足等现象。针对该问题提出了重载卧式伺服液压缸端底连接一个支撑小缸的新型结构,并设计了压力-位置双闭环独立PID控制系统。将内模控制引入到PID控制器设计中,提出IMC-PID控制器,建立滤波器参数与PID控制器参数之间的关系,解决了由于双闭环独立PID整定参数多且复杂的问题。运用Simulink仿真平台,进行IMC-PID与PID仿真对比,其结果表明,IMC-PID能够稳定精准地跟踪给定信号,快速达到目标值,且抗干扰能力强。采用该方法能够有效地改善系统的动态特性,提高系统的鲁棒性,其控制品质优于常规PID,为实际工程提供了重要的理论依据。

卧式伺服液压缸常用于水平或倾斜做工，在特定工况需要输出曲线力，旋转一定的角度，需要铰接安装。为了克服伺服液压缸由于自重所引起的密封圈磨损、拉缸、泄漏等缺陷，延长液压缸的使用寿命，提出一种伺服液压缸新型支撑结构即在大型卧式重载伺服液压缸缸底端部铰接一个支反力小液压缸及外接液压系统。对这种新型结构进行受力分析，推导出该结构的动力学模型，并在MATLAB／Simulink环境进行仿真，证明该方法的合理性和可行性，将现场采集到的实验数据与其理论值进行对比来证明该方法的实用性和正确性。这种新型支撑结构为大型重载伺服液压缸及液压系统设计提供了一定的参考价值和指导意义。

为了实现全液压矫直机的多参数调节与控制,提高液压系统的工作效率和控制精度,提出了一种基于变频调速的独立位置闭环和压力闭环的控制方法。用变频电机取代普通三相异步电动机驱动定量泵实现对液压系统流量的在线实时无级改变,用比例溢流阀取代电磁溢流阀实现全液压矫直机的恒压力控制,同时也可以根据不同的板厚实现在线压力的无级改变,用内置磁致伸缩位移传感器来实时反馈液压缸活塞杆的位移实现对液压缸位置的精确控制。建立了全液压矫直机位置闭环和压力闭环双环独立控制模型,并在AMESim软件中通过仿真证明了该控制方法的正确性,最后在现场十一辊全液压矫直机上验证了该控制方法的可行性和实用性。

在特定工况中,大型重载伺服缸常卧式铰接安装,输出曲线力。为了提高伺服缸频响特性、稳定工作并延长其使用寿命,在伺服缸端底铰接了一个支反力小液压缸支撑结构及配备控制系统。在伺服缸做功时,外接控制系统需要保证压力与位置同时达到系统要求,得到精确控制。针对所需工况,设计一种压力-位置双闭环独立PID伺服控制系统。通过对压力-位置双闭环控制系统进行分析,推导出该系统的数学模型,并用李雅普诺夫第二法分析其稳定性,验证该系统的合理性与有效性。在此基础上,运用AMESim/MATLAB进行联合仿真,证明该控制系统的可行性及可靠性,从而实现压力与位置的同步精确控制。

静压支承能够实现金属间无需直接接触,以达到纯液体摩擦,大大减小两者之间的摩擦力。伺服液压缸导向套可采用静压支承来减小摩擦,提高液压缸使用寿命。但在特殊工况下,液压缸往往还受到径向偏载力,针对新型非对称静压支承结构进行了油膜性能研究。利用Fluent软件分别对传统四垫静压支承和新型非对称静压支承结构进行流场仿真,对比在不同进口压力、不同活塞杆速度、不同偏心量下的压力云图分布及其摩擦力变化。通过分析压力云图,比较两种不同静压支承结构的承载性能。仿真结果表明:新型非对称静压支承结构的摩擦力小,当活塞杆受到径向偏载时能够自适应达到平衡。

卧式重载缸的密封问题一直是元件设计的难点.全液压滚切剪上的重载伺服缸需卧式铰接安装,为滚切剪输出精准曲线位移,这就会引起密封结构破损、拉缸、漏油等问题而致使输出力不足.针对卧式重载缸的密封问题,在全液压滚切剪的伺服缸底端加一支撑小缸的新结构并配套控制系统,用来平衡实时动态自重.端盖导向套与活塞杆的摩擦力是此设计的重要控制力,通过建立动力学模型,运用ADAMS与SIMULINK进行联合仿真和实验台试验,对比分析配套小缸之前和之后的摩擦力大小.结果表明,配套小缸后,导向套与活塞杆的摩擦力迅速减小,通过联合仿真和实验验证了该系统的可行性,大大提高了滚切剪的整机效率.