运用三次元流体分析技术对液压滑阀流场进行了数值解析。通过CFD数值解析所获得的压力和速度特性分析了造成滑阀旋转的主要原因,从而为滑阀结构的优化设计提供了依据。

分别建立了横、垂向液压缸的低速爬行动力学模型,研究了不同要素对横、垂向液压缸低速特性的影响规律,并提出提高液压缸低速控制精度的方法。研究结果表明,减小液压缸活塞倾斜角度、静动摩擦因数差、摩擦降落系数、活塞质量,增大液压油阻尼系数、排除油液中的空气时可以改善液压缸低速爬行特性。

建立柱塞泵斜盘的动态模型,采用仿真分析和试验的方法对两种斜盘支撑形式——柱塞支撑和弹簧支撑的支撑刚度进行研究。结果表明柱塞支撑刚度比弹簧支撑刚度大,对斜盘的稳定性有利,从而可改善系统的动态性能。

为了使小型液压挖掘机回转制动过程更加平稳以及制动能量得到回收,提出了一种具有防反转功能的回转制动能量回收系统。通过AMESim软件建立系统仿真模型并进行分析,对能量回收仿真结果进行了模拟试验验证。结果表明防反转控制有效消除了转台制动时的反转摇晃;在重载工况下,蓄能器仿真得到的能量回收率为64.9%,试验得到的能量回收率为69.2%,达到了良好的节能效果。

地铁隧道施工完成后会在隧道壁堆积大量污泥灰尘,为了能实现隧道壁的自动清洗,设计出一种隧道壁面冲洗结构。根据隧道的形状,将冲洗结构分成三个模块,每个模块能独立控制。同时,冲洗结构的姿态由液压系统控制,水压系统提供水源,使整个装置具有响应快,运动平稳的特点。

为了降低中型传统液压挖掘机的能耗,减少碳排放,在分析传统液压挖掘机系统能耗点的基础上,结合当前节能方法,提出了带能量回收的油电混合动力系统和油液混合动力系统.根据23 t液压挖掘机的参数配置,建立了传统液压挖掘机、油电混合动力和油液混合动力3种系统回转机构的数学模型,并用AMEsim软件进行仿真,在相同负载工况下,得到了3种回转机构的角位移、角速度、功率和能耗曲线.研究结果表明油电混合动力和油液混合动力的回转系统比传统回转系统在角位移和角速度方面响应快速、准确,油电混合动力比油液混合动力响应更快;从能耗方面看,油电混合动力和油液混合动力比传统液压系统节能分别达到了42%和28%.

电动液压挖掘机工作时的高频振动主要是由电机的振动引起的。为了减缓电机引起的振动,在电机安装底架与挖掘机机架连接处安装主副圈式硬质橡胶减震垫。为了确定减震垫的厚度和直径对底架谐振频率以及谐振振幅的影响,利用SolidWorks软件对底架结构进行三维建模,并利用ANSYS Workbench软件对模型进行谐响应分析,分别研究减震垫的厚度和直径对底架振动变形情况的影响。结果表明:减震垫厚度越大,谐振振幅越大,谐振频率越小;减震垫直径越大,谐振振幅越小,谐振频率越大。在当前载荷条件下,得出减震垫适宜的厚度范围为22~26 mm,直径范围为85~90 mm。研究结果为挖掘机电动化改造中动力结构减震垫的选型提供了一定的依据。

提出了一种采用油压元件控制水压缸,使水压缸往复运动实现吸水、排水的新型水压变量泵。而水压缸是该水压缸变量泵重要元件,在整个结构中所占质量较大。为了实现结构轻量化的思想,通过ANSYSWorkbench建立了水压缸的有限元模型,并在水压缸的极限工况下,对其进行模态分析和静力学分析。在保证刚度、强度满足设计要求下,不仅减轻了机构的质量,还提高了水压缸的固有频率,有效地避免了共振的产生,为水压泵系统中其他机构的优化提供了参考。

尽管水的黏度很低但是仍可通过选取合理的参数值设计出支承泄漏流量较小的滑靴静压支承.然而为保证支承泄漏流量的合理设计值必将以牺牲滑靴静压支承的刚度为代价.为此该文提出利用滑靴中短阻尼孔的二次节流作用来解决这一矛盾在确保支承泄漏流量较小的同时也让支承刚度较大从而大大提高滑靴的工作性能.

针对四种不同阀口形状的液压锥阀,采用CFD软件STAR-CCM＋中的高雷诺数k-ε模型,结合空化模型,对阀腔内流场进行数值模拟,分析不同阀口形状的锥阀产生空化的位置和强度,并定性分析入口压力对空化强度的影响。同时,对四种形状锥阀进行入口阶跃压力作用下的CFD动态计算,以验证其动态特性,结果表明：空化强度弱的结构,其动态特性较差;空化现象较为强烈的锥阀,其动态特性较好。