受管道阻力损失影响,气动调节阀的理论流量曲线会发生偏离,固有流量特性在大压差下更容易发生畸变。从理论和试验室条件下的试验数据,分析了曲线偏离的原因,提出在进行调节阀流量试验前,应根据试验室的资源条件提前确定阀门的临界压差,从而保证试验数据的准确性。

气垫悬浮系统利用压缩空气使气垫与地面形成气膜,具有承载力大、对地面破坏小、底盘低、摩擦力小等优点。气垫的承载特性对于搬运系统的设计至关重要,决定着压缩机的功率大小。利用软件对气垫流场进行建模及模型离散化,并利用计算流体动力学分析软件Fluent对气垫单元的承载特性进行了仿真分析。仿真获取了一定厚度气膜下气扩垫内流场压力、速度云图,同时分析得到了气垫承载力和供气量等技术参数与供气压力、气膜厚度、进气孔径等气垫设计参数之间的匹配关系,为气垫搬运系统的设计提供理论支持。

文章提出并分析了一种用力反馈式流量伺服阀与手动节流阀配合使用,从而对负载进行压力控制的液压桥路。该桥路本质为C型半桥:伺服阀单腔输出,节流阀通过调节回油液阻来调节负载腔压力的起始点,伺服阀根据负载需求改变流量输出。整个压力控制回路为纯机械式控制,稳定可靠,精度可达0.1 bar。

基于Fluent流场仿真软件,对一款新型矿用水压比例阀先导阀内部流场进行仿真研究。在相同计算环境下,分别对不同开口度及不同阀口压差下三维流场模型进行单相流及两相流稳态仿真,对结果进行对比分析,得到先导阀内部流场气体分布规律、气体对先导阀流量特性影响规律及气体对先导阀流量系数影响规律:相同压差条件下,随着阀口开度增大,流场气体占比减少,流量系数随之降低;相同开口度条件下,随着压差增大,流场气体占比增大,流量系数随之降低;研究不同背压下气穴分布情况;对阀口进行圆角结构优化,优化结构使得流量系数有所增加,说明圆角对流量特性有较大改善。

以大型正流量控制挖掘机液压系统为研究对象,理论分析液压系统压力损失,建立机电液联合仿真模型,重点分析挖掘机典型工况下整机液压系统压力损失,探究出了不同动作整机压力损失具体数值以及压力损失分布情况。仿真结果表明:由于斗杆挖掘多路阀具有回油再生功能,管道中流量最大,达到910 L/min,使得斗杆挖掘液压系统压力损失较高,泵1侧进油路压力损失为3.31 MPa,泵2侧进油路压力损失为3.91 MPa。通过实验验证了仿真结果的准确性,为正流量控制挖掘机能量损失研究和性能提升奠定基础,提高挖掘机研发效率。

目前,起重机普遍使用的传统抗流量饱和负载敏感液压系统存在响应速度慢、速度精度差、能耗大的缺点。为克服这些缺点,建立以电子压力补偿原理为基础的起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统。对起重机典型负载原理进行分析,提出一种以手柄开度信号为阈值的多模式控制策略。建立传统抗流量饱和负载敏感液压系统AMESim仿真模型,并通过试验验证了仿真模型的正确性。建立起重机双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统AMESim仿真模型。仿真结果表明:与传统抗流量饱和负载敏感系统相比,双阀芯泵阀协同压力流量复合控制液压系统在变幅油缸单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度精度更高,速度跟踪误差分别降低26.2%和56.5%,卷扬马达单动作微动模式下使用主阀和小流量伺服阀速度跟踪误差分别降低46.1%和69.8%。

活塞式流量标准装置具有结构简单、不确定度低等优点。基于位移-时间法原理,设计了一种主动柱塞式液体小流量标准装置,通过控制伺服电机驱动柱塞作匀速直线运动置换出缸体内流体,以实现稳定的流量输出。本装置可应用于浮子流量计、质量流量计、涡轮流量计及电磁流量计等检定校准,工作压力p max≤0.3 MPa,检定介质为纯净水,适用流量范围为20~2000 L/h。实验结果表明,装置流量稳定性优于0.015%,容积重复性优于0.012%,扩展不确定度为0.062%(k=2)。

对一款新型矿用大流量比例阀进行动态建模与仿真研究,根据其结构和基本原理,利用AMESim软件搭建比例阀仿真模型进行仿真分析,通过比较不同控制信号下的阀芯动态特性,得出最优控制信号;同时分析不同结构参数对主阀性能影响,发现主阀弹簧刚度对整阀性能影响较小,得出主阀质量、先导阀前端阻尼孔直径、主阀控制腔直径的最佳参数;最后分析得到先导回液阀满足使用要求时的结构参数,通过优化参数使主级与先导级良好匹配,达到对流量的精确控制,从而为比例阀的设计及优化提供理论依据。

动态流量计量性能是流量计的重要指标之一,动态气体流量发生源是研究流量计动态性能的必备单元。基于评价气体流量计动态性能的可行性与准确性,设计一种活塞式动态气体流量发生器。在理论分析的基础上,建立装置的AMESim仿真模型,获得目标动态流量曲线与活塞速度的对应关系。开发基于DSP的控制程序,并结合临界流喷嘴开展实验研究。测试结果表明:该装置可以稳定输出目标流量为1 m 3/h、频率0.1 Hz的动态气体流量。

在不改变原液压系统的前提下,为避免液压系统节流损失,回收压差能、制动动能和重力势能,提出了一种进出口等流量四口液压变压器。阐述了四口液压变压器的基本结构和运行原理,其配流盘上均匀分布有四个形状大小相同的腰形槽,通过调节配流盘控制角可以改变其变压比,其中A和B口等流量组合相当于液压马达,0和T口等流量组合相当于液压泵。建立了四口液压变压器的排量、转矩及变压比数学模型,通过偏导法得出负栽回路流量、回收压差和油液粘度等因素与变压比的关系,通过Matlab仿真分析得到以上因素对变压比的影响规律。理论分析和仿真结果表明,在配流盘控制角不变时,随着负栽回路流量和回收压差的增加变压比降低,而随着油液粘度的降低变压比增大。