在电子、轻工、食品和医药等行业中,通常需要以很高的速度完成诸如插装、封装、包装、分拣等操作,传统生产中这类工作由人工完成,劳动强度大,生产效率低,使用高速运动的机器人进行生产可以极大地提高生产效率。三自由度气动并联机器人以气缸、比例阀、拉绳式位移传感器、比例阀和球铰来构建机械结构,以单片机STM32F373VCT6作为控制芯片设计控制电路,以压缩空气作为能源。根据三自由度气动并联机器人的机械结构及运动特征,得到结构末端的运动学正解和逆解。根据机械结构的约束得到机械手的工作空间,并以二自由度机械臂为例验证了协调控制算法,实验结果证实了该算法的有效性。

本文利用Fluent软件数值仿真研究了不同工况(进口预旋、转速和压比)下,偏心率分别为5%和10%、转子涡动速度为10%~240%倍转速的涡动转子–密封流场,获得了作用在涡动转子上的径向气流力和切向气流力,进而分析该气流力对转子振动的影响。研究结果表明进口预旋速度对密封径向气流力影响不大,而对密封切向气流力影响很大。高转速下密封切向气流力在转子高频涡动下会变为正值,促进转子涡动,可能引起转子失稳。压比越高,密封气流力越大。密封径向气流力随着转子偏心率的增大而增大,但增大速率逐渐减缓。

针对机械密封端面单一螺旋槽和单一椭圆微孔织构,提出一种新型的结合螺旋槽、椭圆微孔的复合槽孔织构类型,在建立复合槽孔织构化机械密封端面理论模型的基础上,通过数值求解的方法对比考察单一螺旋槽、椭圆微孔织构化和复合槽孔织构化端面机械密封性能间的差异,分析3种织构化端面的流场特性。计算同一工况条件下3种织构化端面的承载力F、泄漏量Q及膜刚度K,分别考察织构深度hp、密封间隙h0、织构面积率Sp、动环旋转速度n及压力比pi/po对3种织构化端面机械密封性能的影响。结果表明螺旋槽织构能显著提高机械密封端面的承载力和膜刚度,而椭圆微孔织构对降低泄漏量有较大贡献;在较小的织构深度和密封间隙下,复合槽孔织构可获得相对较小的泄漏量和良好的承载力及膜刚度。

表面织构负压区“空化”行为严重影响织构化密封端面整体密封性能。采用激光加工技术在碳化硅密封环端面制备出平底、左倾斜、右倾斜等3种底部形状的正方形凹坑织构,通过自主搭建的高速密封试验机开展试验,研究不同转速和轴向载荷条件下底部构形对端面摩擦系数、泄漏量及温度等密封性能参数的影响;利用Fluent17.0软件模拟分析3种底部构形截面的压力和流线分布。结果表明:随转速及轴向载荷的增大,底部左倾斜织构能显著减小端面摩擦系数和抑制泄漏,降低密封端面热量,有效改善机械密封性能;轴向载荷为110~140 N,转速在7000 r/min时,底面左倾斜织构可获得最佳的综合密封性能;底部左倾斜织构入口处的负压区面积显著减小,流体介质的“空化”行为得到有效抑制,织构区域内流线复杂而紊乱,回流更强烈,流体微动压效应更明显。

随着液压系统的发展和对被执行对象和控制算法精度要求的不断精细,常规的微分方程或者差分方程建立的简单模型显然已满足不了当前对控制和仿真的需要。针对此问题,论文对其整个液压系统结构进行了分析和动态建模,在建立的动态模型基础上,分别以设定的普通PID控制和模糊PID控制策略对液压系统进行控制,在Simulink中建立液压系统仿真模型,通过修改动态参数对其液压系统进行仿真。仿真结果表明:论文设计的模糊PID控制策略能够较精确地反映出动态响应特性和稳态特性,从而验证了所设计的模糊控制策略的正确性和可行性。

为满足机轮刹车关键液压元件维修或出厂前各项性能检测需求,设计了一种自动化程度高的刹车元件性能检测试验台,介绍了其工作原理、系统组成及主要技术参数。试验台采用PID闭环控制大幅度提高系统的稳定性,具有安全性高、可靠性强、操作简便等诸多优点,并能满足多项测试的目的。经实际测试及使用,试验台系统运行可靠并已达到机轮刹车元件性能测试要求,具有良好推广价值。

在起重机械液压系统中,平衡系统对操控性能影响非常重要。为了改善平衡阀在开启过程中的特性,首先提出了一种控制口流量引导型平衡阀的原理,并通过AMESim仿真与普通控制口流量抑制型平衡阀进行对比。仿真结果表明控制流量引导型平衡系统具有明显的优势,缓冲时间长且无压力冲击。然后,利用仿真软件对控制口流量引导型平衡阀的各参数进行分析,总结其对平衡阀性能的影响。所进行的研究工作对于起重机械液压平衡系统的优化提供了依据。

液动力是影响液压多路阀性能的关键因素之一,为了研究稳态液动力的影响因素,基于STAR CCM+流体仿真软件建立仿真模型,分析流量、阀芯旋转角度这两个因素对液动力的影响,并用汽车起重机上某型号的多路阀对仿真结果进行试验验证。仿真与试验的结果基本一致,均表明:在流量饱和时,流量越大,稳态液动力越大;在流量不饱和时,流量越大而稳态液动力变小;阀芯旋转角度为90°和0°时,稳态液动力分别为最大和最小。所进行的研究工作对于多路阀设计优化提供

介绍了一种高效节能的减压阀流量特性测量新方法——基于等温容器的充放气法，针对内部先导型精密减压阀IR2020对测试系统进行建模仿真和实验研究。研究结果表明该方法具有较高的精度，且和传统法相比具有测试时间短、测量效率高、耗气量少等特点。

液压系统的管理与维护比其他系统更难,表现在故障查找难、排除难、系统清洗难.据统计,液压系统中65%～80%的故障来自液压油,主要是液压油被污染造成的.液压油污染的原因很复杂,液压油自身也在不断地产生脏物,要彻底防止污染是很困难的.因此,为延长液压元件的寿命,保证液压系统的正常工作,应将液压油的污染程度控制在某一限度以内.简单有效的措施是去除油液中的杂质颗粒,保证油液的清洁度.主要应考虑三个方面:液压元件、管道和油箱.