航天伺服系统高压大流量的特点,对溢流阀的可靠性、稳压精度和推重比提出了更高的要求。然而大推力下的螺旋压缩弹簧一般体积较大,并且服役期间存在卡死、疲劳断裂、塑性变形等失效模式,给伺服系统带来安全隐患。提出一种基于气隙组合永磁弹簧的直动式溢流阀结构,非接触式的永磁弹簧可避免上述失效和卡死故障,采用气隙组合的优化设计得到了理想的刚度曲线,不仅可有效提高推重比,同时可以减小大刚度带来的开启瞬间压力波动。在此基础上结合有限元仿真与迭代优化,精确设计了凸缘结构来补偿液动力,进一步提高了稳压精度。仿真结果表明,气隙组合永磁弹簧溢流阀具有良好的动静态指标,其设计方法为永磁弹簧在液压系统中的应用提供参考与借鉴。

针对某型滑油泵运行过程中出现的密封皮碗损伤失效问题,本文分析了成型磨具尺寸、密封皮碗安装孔尺寸、皮碗加工缺陷、骨架结构尺寸、橡胶材料硬度等对皮碗安装特性的影响,得出安装过盈量和橡胶硫化均匀度影响密封皮碗与安装孔可靠固定,可以实现密封皮碗长时间可靠工作的结论。通过该问题的研究,对密封皮碗的安装过盈量和骨架结构尺寸提出了优化措施,得到了满足大批量生产密封皮碗的设计。

针对某型号火箭二级主发动机的俯仰和偏航通道姿态控制,提出了一种基于4个高速开关阀控制的电静液作动器。采用4个高速开关阀组成一个H桥路,使得泵的进、出油口与作动器的A,B油口实现了完全独立控制。通过采用经典的PID算法与基于时间预测模型的算法进行仿真分析可知,采用基于时间预测模型高速开关阀控制的EHA系统可以大大提高系统的频响,同时还具有很高的系统效率。

齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修形优化。结果显示,优化后齿轮表面应力分布均载程度提高78.31%,传动误差降低41%,螺旋线载荷分布系数降幅达到39.3%,接近于1。可见,螺旋线修形能够显著改善因各种因素综合引起的螺旋线偏差,改善传动状态,提高啮合

燃油泵滑动轴承的浮动特性直接影响燃油泵的容积效率,针对现有某型号用燃油泵滑动轴承在浮动过程中存在的偏磨现象,通过卸荷槽、引油孔、负载压力、滑动轴承内孔等对滑动轴承浮动特性的影响进行理论及多维度批量仿真分析。结果表明,卸荷槽及滑动轴承内孔直径在不同配置条件下对滑动轴承的浮动特性影响较小;引油孔的位置位于节圆附近较为合适,且半径在0.6~1.2 mm之间,数据可为进一步优化燃油泵的性能做理论参考。

配流阀作为柱塞泵的关键元件,直接影响柱塞泵的性能技术指标,尤其是高速高压条件下,配流阀的可靠性要求更高。基于概率统计理论与可靠性设计方法研究高速高压微小型轴向柱塞泵的配流阀密封副固有可靠度,并分析关键变量对配流阀固有可靠度的影响规律,进一步通过样机试验验证。研究结果表明:壳体材料、配流阀环形内外径、弹簧的材料特性、钢丝直径、弹簧中径以及弹簧预紧力对其固有可靠度影响显著。

基于直驱式液压系统效率高和阀控伺服系统精度高的特点,提出一种位置二元控制方法。第一元是步进电机控制的数字阀和执行器通过机械负反馈形成的闭环伺服系统,实现系统的精准位置控制。第二元是伺服同步电机控制的柱塞泵系统,系统根据执行器能够达到的加/减速度、最高速度、作动器的排量、初始位置和目标位置的差等,计算所需流量和具体执行的步进电机控制的节奏,并以步进电机控制节奏为参考,控制同步伺服电机速度及相应泵的流量,实现大偏

某型号气动电磁阀可控占空比范围比较窄,在控制频率10 Hz情况下其为7%~30%。基于上述问题,在分析气动电磁阀工作原理的基础上,基于AMESim搭建气动电磁阀的仿真模型,基于该模型研究了不同占空比对阀芯位移的影响,并通过仿真发现气动电磁阀可控占空比范围比较窄的主要原因是阀芯关闭滞后时间过长。在阀芯关闭时通过增加反向电压,降低电磁阀阀芯关闭滞后时间,并优化反向电压的控制时间,将电磁阀的可控占空比范围提高到5.6%~88.5%,拓宽了占空比的可控范

研究出口节流调速系统的动静态性能,建立较精确的阀控缸数学模型,考虑节流闽流量存在非线性因素,分析阶跃负载对液压缸运动速度稳定性的影响,并建立出口节流调速系统的非线性数学模型.采用微分几何理论对系统进行精确反馈线性化,并通过与常规泰勒展开线性化系统模型及试验结果进行比较.结果表明,精确反馈线性化方法所建系统模型更接近实际,可用于分析出口节流调速系统的动静态性能.

针对目前溢流阀中螺旋式调压弹簧在使用过程中易失效的问题,提出了一种基于永磁弹簧的直动式溢流阀设计方案.利用磁荷积分法和有限元法对永磁弹簧力学特性进行了分析建模,针对航空祠服 系统的指标要求,设计了永磁弹簧式溢流阀整体结构和关键参数.