碳纤维增强复合材料(CFRP)具有抗热冲击、抗拉强度高、耐腐蚀等优点,已广泛应用在机器人、航空航天、工程装备及其他领域,用CFRP来制备液压缸能够大幅度提升液压系统的轻量化的水平,帮助系统降低能耗。本文从复合材料缸筒、活塞和活塞杆、成型工艺、密封润滑和发展趋势五个方面综述了CFRP液压缸的发展现状,介绍缸筒和活塞中金属与复合材料之间的联接方法及多材料设计的参考准则,并对手糊式、缠绕式、拉挤式、树脂传递模型成型等加工工艺进行介绍,然后讨论了CFRP液压缸存在的密封、摩擦、动态响应等问题,最后从涂层、加工、后处理给出了碳纤维液压缸的发展趋势。

摆线转子啮合副是摆线液压马达的核心部分,为了补偿润滑油膜和减小接触应力,需要对啮合副修型优化。以某型号参数的摆线转子啮合副为例,建立了评估摆线液压马达工作时啮合副各接触点接触应力的力学模型和油膜厚度的润滑模型,分析摆线轮修型方法对各点接触应力和油膜厚度的影响。结果表明:采用“正移距+负等距”的修型组合可以有效补偿油膜厚度并且减小接触应力,可为摆线液压马达的设计优化提供理论指导。

轴向柱塞马达广泛应用于航空航天、工程机械液压作动系统,容积效率是其重要指标。然而其柱塞副承载润滑状态恶劣,发生的磨损会导致泄漏损失增大,进而使马达的容积效率低于理想设计值。建立了轴向柱塞马达柱塞副磨损退化进程模拟模型,获得了其从跑合磨损到稳态磨损过程中承载界面轮廓的变化,基于此,对自然磨损状态下柱塞副泄漏行为进行分析。结果表明,随着缸孔的磨损,柱塞副泄漏量呈先增大后减小的趋势,柱塞副运行400 min时达到稳态磨损阶段

负载口独立控制挖掘机系统是一个包含许多未知参数的机液耦合系统。为了准确建立参数化模型,需要精确地辨识各元件参数,并包含机械系统与液压系统的耦合联接。为此首先建立各系统的数学模型,通过试验测试获得各个关键参数。采用基于试验测试结果的NLPQL多目标优化方法寻优难以估计特性参数的最优值,提高参数辨识的速度和精度。基于辨识参数的数学模型,建立参数化的机液耦合仿真模型。相比于现有研究中的联合仿真模型,该模型在同一参数化平台下运行,计算时间短,并且易于根据不同工况修改机械系统参数,仿真效率更高。最后将2 t小型挖掘机的试验结果与仿真进行对比,结果证明该仿真模型具有较高的计算精度,可为负载口独立技术在移动液压中的控制策略研究提供参考。

借助虚拟样机技术可以灵活构建柱塞泵三维模型并能将部件间的实际运动副以及流体特性引入从而能使柱塞泵的虚拟样机能模拟实际泵。搭建固液耦合、刚柔耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型引入柱塞的有限元模型对柱塞的应力应变进行仿真研究。仿真结果与柱塞泵的理论相符有助于柱塞泵结构改进和性能优先。

液压阀块是液压系统的重要组成部分,采用锻造-钻铣传统方法加工的流道只能采用直孔形式并且管路交叉沟通不灵活。选区激光熔融增材制造克服了传统加工的限制,可实现两端盲孔流道加工、任意走向及任意曲率流道加工,并能剔除非必需质量,实现液压阀块的集成化、轻量化和节能化设计。与传统阀块相比,金属增材制造液压阀块体积降低30%以上,重量降低50%以上。但是金属增材制造受到悬垂部件阈值角度限制,传统圆形截面流道加工存在局部支撑结构,而阀块内部复杂流道的支撑结构很难去除,因此削弱了增材制造技术在轻量化和节能化方面的效果。以减少内部流道的辅助支撑为目标,提出采用异形截面流道的设计方案,通过理论分析和仿真对比,实现少支撑甚至零支撑的内部流道设计效果,为液压元件的增材制造技术提供理论支撑。

为了准确评估液压泵的性能,为优化结构设计、提高工艺水平和促进产品升级提供指导性意见,同时提高性能测试的效率和准确度,设计了基于CAT（Computer Aided Testing,计算机辅助测试）技术的液压泵性能测试系统。对拖动及调速系统、超载试验系统和阶跃加载系统进行了原理设计和元件选型,继而完成了液压系统的整体原理设计。分别通过LabVIEW软件和工控机、PLC、数据采集卡及各类传感器实现CAT系统的软硬件设计。通过分析被测泵的效率试验曲线证明该液压泵性能测试系统的设计是合理的。CAT技术在液压泵性能测试系统上的应用,提高了试验过程的自动化和智能化水平以及测试效率和精度。

分析了井下液压支架故障高发问题、故障类型及原因．基于液压故障诊断原理研制了适用于综采支架的便携式隔爆矿用本安型泄漏故障检测仪，并提出了液压系统泄漏故障的诊断判据．白龙煤矿现场实测结果表明，该检测技术能准确判定支架泄漏故障部位及严重程度，提高了支架可靠性并减少了支架-围岩事故的发生率：同时．有效节约了检修时间并提高了劳动效率和经济效益．