提出了一种非圆齿轮副串联曲柄滑块来实现往复直线运动的新型机构,建立了该新型机构的运动学分析模型,并以预定速度曲线为目标反求满足工作要求的非圆齿轮节曲线。分别以输出部件遵循变形梯形加速度和余弦加速度运动规律输出为例,计算了该机构的非圆齿轮副传动比函数,并研究了曲柄连杆比和等加速等减速区间占比对传动比函数的影响规律。结果表明,当滑块满足变形梯形加速度运动规律时,随着曲柄连杆比的增大,传动比变化的幅度逐渐增大;等加速等减速区间占比对传动比影响不大。当滑块满足余弦加速度运动规律时,随着曲柄连杆比的增大,传动比函数的变化幅度明显增大。

为分析大功率自由锻造油压机电液比例控制系统能量分布规律,以常锻工况为例,综合考虑操作工操作影响,研究了操作手柄控制方式及系统控制流程,建立了油压机电液比例控制系统的能耗计算模型和仿真模型,并通过20MN快锻油压机实测数据验证了仿真模型的正确性。基于仿真模型,对20MN自由锻造油压机电液比例控制系统的能耗分布规律进行了仿真,重点研究了油压机不同载荷和操作工操作速度对系统能耗的影响。锻造油压机常锻过程存在较大的速度变化,恒定的流量源不能匹配负载变化,导致20MN自由锻造油压机满载时能量利用率仅为14.3%。研究结果还表明,载荷越大、操作工操作越熟练,系统的能量利用率越高。

从能耗角度出发以采用四通道负载口独立控制的电液比例快锻系统和采用蓄势器的电液比例快锻系统为研究对象介绍了两种快锻系统的工作和控制原理并建立了其能耗计算模型以0.6 MN快锻液压机实验平台为依托进行了快锻工况下两种系统的控制特性和能耗特性的实验研究得到了两种系统能耗分布规律。实验结果表明：两种快锻系统的位置跟随特性良好加载时位置误差均小于1 mm但是都存在较严重的溢流和节流损失两者有用功占总输入功的比重低下其中采用四通道负载口独立控制的快锻系统有用功仅为5.4%采用蓄势器的电液比例快锻系统有用功仅为7.8%。

针对开式泵控锻造油压机卸压过程剧烈的冲击振动问题,提出以弯管受力为判断依据,利用灵敏度分析方法探寻影响卸压冲击振动的主要参数。分析泄压冲击产生机理,建立系统卸压储能数学模型和弯管受力模型,得到变量泵控制流量、系统储能以及弯管受力之间的函数关系。采用一阶输出灵敏度分析方法,求出各参数在组合式卸压曲线控制下的灵敏度函数,并提出峰值灵敏度、均值灵敏度两个衡量指标,分析各参数变化对弯管受力影响规律,得到引起卸压冲击的决定性参数。研究结果表明:在影响系统冲击振动的8个主要参数中,主缸初始压力、主缸面积及卸压弯管通流面积依次为引起系统卸压冲击的关键参数。上述研究结论及方法不仅为开式泵控锻造油压机卸压控制优化提供了理论依据,也为振动主次因素分析提供了新方法。

以双缸液压同步控制系统的同步运动控制为研究对象研究该系统在线性均变的斜坡偏载力、非线性变化的指数偏载力两种典型负载力以及载荷幅度大的非线性正弦偏载力和线性三角全波负载力两种复杂变化的偏载力作用下的系统动态特性通过机理建模的方法建立了双缸液压同步控制系统的整体数学模型基于Matlab/Simulink软件环境搭建了完整的双缸液压同步控制系统仿真模型设置了模型中的主要参数对该系统在几种典型负载力以及复杂负载力下的变化进行了仿真研究并得到了不同负载力下双缸液压同步控制系统的动态特性为液压同步控制系统控制性能的改善提供借鉴。