为解决恒压二次调节回路中液压变压器因负载变化而难以及时调节其输出流量的问题,在充分研究液压变压器的基础上,提出了一种既能变压节能又可实时进行流量调节的变压节能流量换向器,进一步扩大了液压变压器的应用范围,并利用AEMSim对其进行了负载变化时流量调节响应特性等关键技术的研究。结果表明:该流量换向器具有良好的敏感性和稳定性,且其将负载阶跃时的响应时间提升至约0.11 s。

综合考虑摩擦片与工作介质油的对流换热作用,建立摩擦副混合摩擦阶段热结构耦合物理模型,采用有限元法对带有径向槽的摩擦片在混合摩擦过程中的温度场和应力场进行计算和分析。在相同工况下对比分析摩擦片表面沟槽的宽度和深度对摩擦片温度场的影响和应力场分布,研究发现摩擦片沟槽区的温度远低于摩擦接触区,接触区域的中心形成温度较高的热斑,摩擦片温度随着沟槽宽度的增加而降低,随着沟槽的深度增加先降低后增加。研究结果对液黏离合器运行过程中摩擦副温度场和应力场的预估及摩擦副的设计具有理论和工程指导价值。

根据热传导理论,结合热流密度,考虑摩擦片上沟槽的对流换热作用,建立了液黏调速离合器摩擦副的理论模型。根据离合器实际工况,对摩擦副边界摩擦阶段进行数值分析,研究摩擦副不同材料组合下的温度与变形差异。研究结果表明,摩擦副温度场被沟槽分成了不同温度梯度的椭圆块,高温集中在靠近外径处;相同工况下,对偶片材料为30Cr Mn Si A时温度和变形量最大。摩擦副内外径发生了沿z轴正向和负向位移,整个摩擦副产生碟形翘曲现象。在对偶片外径约束情况下,仅30Cr Mn Si A未发生塑性变形。这对液黏传动机理和摩擦副主动设计具有指导意义。

液粘传动具有启动冲击小、无极调速、过载保护等性能优点广泛应用于大能耗设备的调速启动及运行速度控制。但是传动机理和精密、耐磨以及长寿命的液粘传动关键零件的设计制造是制约其应用的瓶颈。本文阐述了液粘传动机理、液粘传动摩擦副间流体的流场特性、液粘传动设备摩擦副设计及材料选型等在系统分析现有研究成果的基础上提出了采用耦合激光微造型和反变形对对偶片进行结构和表面微织构主动设计制造的思想以减小对偶片型面的变形。

以闸式剪板机机架为研究对象，利用ANSYS软件对机架进行静态分析，根据分析结果，对机架进行了轻量化设计和结构改进。研究结果显示，经过尺寸优化，机架质量减轻了20-3％。根据轻量化的结果，对机架结构优化，优化后剪板机在剪切工况下的安全因子提高了17％。验证了结构优化的可行性，为液压闸式剪板机结构设计提供了依据。