目前烟草行业使用的大型液压设备中插装阀的应用十分广泛,但是插装阀在工作过程中会形成偏心锥形缝隙流场,因此针对插装阀阀芯在此流场容易受到较大卡紧力而影响阀动态响应速度的问题,提出一种新型插装阀芯结构。基于纳维斯托克方程,采用分段计算的方法建立其径向力模型,得到阀芯卡紧力公式。利用计算仿真软件Fluent对缝隙流场进行分析,通过得到阀芯表面压力探究新型结构对改善卡紧力的效果。研究结果表明,在插装阀芯表面开设导流槽,增大了阀芯连通长度,使径向压力分布更均匀,有效降低了卡紧力。此研究可为优化插装阀芯、提高烟草行业设备的液压系统稳定性提供理论指导和依据。

针对液压系统中阀口空化后的气泡进入液压缸对液压缸表面造成气蚀以及对液压系统造成振动、噪声、不稳定等问题,以滚切剪液压系统为例,以液压油有效体积模量为桥梁,建立了阀口初始含气量和气泡运动距离之间的数学模型。通过不同的液压阀口后的初始含气量,得到孔道中气泡运动的最佳溶解距离,从而使更少的气体进入液压缸,并用Fluent进行仿真验证。研究表明:随着初始含气量的变化,孔内气体溶解的距离也在发生变化;并且分析发现数学模型和仿真模型误差在10%以下。该模型的研究有助于防止空化后更多的气泡进入液压缸,防止液压缸造成气蚀及密封装置出现断裂等问题,更有提高液压系统的稳定性。

随着汽车行业的发展,汽车对金属材料的加工要求越来越高,尤其对车轴的金属质量和加工精度提出了更加严格的要求。目前加工车轴的快速锻造机,采用充液罐进行补液,此方式无法实现高质量和高精度的加工。使用充液罐补液存在两个不足:一是充液罐压力低,滑块在下行接触工件后,液压油流速低,补液时间较长,建压缓慢,导致工作效率低;二是液压缸进口压力及滑块下行速度对液压缸内的空化量影响较大。通过ANSYS建立快速补液装置的模型,并进行计算仿真和数值分析,研究了快速锻造机的补液装置的进口压力和滑块下行速度对于补液流速和空化量的影响,发现补液流速随着进口压力的增加而增加,同时空化量减少;降低滑块(活塞)下行速度,有利于减少空化量,增加控制精度。

矫直机工作过程中,由于板型缺陷不同,矫直时所需的矫直力不同。在对矫直机液压系统进行模拟仿真时,为更好的对这一变载荷情况进行仿真,本文建立一种AMEsim/Simulik联合仿真模型,加入了二级控制中系统参数的在线调整。采用参考模型的模糊自适应PID控制策略对参数进行在线调整建立联合仿真模型。通过对比Simulink,AMEsim和AMEsim/Simulik联合仿真三种仿真方法,结合现场采集数据,得出采用联合仿真时结果误差最小。其仿真结果更贴近实际情况,能够为理论研究提供最真实的数据资料。

分析了油液含气量和液压缸活塞位移对液压油的有效体积弹性模量和液压缸等效动态弹簧刚度的影响利用余弦级数计算出压力冲击的作用时间并利用AMESim仿真软件验证所求时间的准确性。在此基础上利用动量定理推导出了压力冲击的计算公式并求出了压力冲击的数值大小。研究结果表明液压缸的等效动态弹簧刚度和油液中的含气量是影响压力冲击数值大小的主因因此在设计液压系统时可以降低油液中的含气量提高液压缸的等效动态弹簧刚度来确保系统的稳定。以国内某钢厂的全液压双边滚切剪作为实验对象由于数据采集的时间间隔为0.5 s/次在出现压力冲击的时候数值没采集到但是通过现场油管爆裂来看是有冲击产生的。通过分析理论推导与所采集到的压力冲击的大小得出误差在11.12%左右验证了理论推导的正确性。