矿井救援车在提升时,提升吊臂会发生挠度变形,影响提升的稳定性,更可能造成被困人员的二次伤害。为了获得提升吊臂挠度变形量,采用精确有限元法、纵横弯曲理论,利用变截面悬臂梁挠曲微分方程,得到了静态下考虑二阶效应的变截面悬臂梁的端部挠度表达式,并利用线性理论计算方法和ANYSYS仿真进行了对比分析和验证。利用公式计算各种工况下提升吊臂的挠度变形量,研究提升吊重、变幅角度和吊臂伸长量对挠度变形量的影响。研究结果表明,吊臂挠度变形量与吊臂的伸长量、提升吊重呈正相关关系;吊臂挠度变形量随变幅角度的增加先增加,在7°左右达到最大值,然后随着变幅角度的增加而减小。该研究可以为救援过程变幅补偿提供精确数据,为提升矿井救援车稳定性提供理论指导。

平衡阀是一种的重要控制元件。对汽车起重机变幅平衡阀进行动力学分析,并用Matlab进行数值仿真,得到了平衡阀的流量-压差曲线族,分析不同参数对平衡阀流量饱和特性的影响,仿真结果表明,平衡阀的确存在流量饱和特性,且流量饱和特性与节流槽数量和控制压力等有关。在节流槽参数不变的情况下,节流槽数量越多,流量饱和点越大,达到饱和的压差越小。另外,流量饱和点随着控制压力的增大而增大,而达到饱和时的压差则逐渐减小。通过对平衡阀的台架试验验证了理论和仿真分析的正确性。利用研究结果改进某型起重机变幅平衡阀和变幅系统,并进行试验测试。测试结果显示,改进后的落幅流量差减少了约61%,全程落幅时间缩短了约38%,证明了研究具有工程应用价值。

由于卷扬系统的失速问题严重影响了起重机使用过程中安全性和可靠性,因此本文通过对卷扬液压系统分析,提出解决方案,目的是解决卷扬系统的失速问题。文章建立了卷扬液压系统的数学模型,并通过仿真软件AMESim对其进行了动态仿真,结果表明通过合理设计补油油路,并适当增加回油路的背压,可有效解决此问题。通过在起重机卷扬系统上测试表明,应用效果良好,也为类似产品的改良提供参考。

为了提高流量控制阀快速、频繁启闭的负载敏感液压系统的可靠性,建立了负载敏感泵与流量控制阀之间管路内的流量方程和压力方程,分析了引起负载敏感液压系统压力冲击的原因和影响冲击压力峰值的因素,提出在负载敏感泵与流量控制阀之间设置防冲击回路,以抑制负载敏感液压系统的压力冲击。基于AMESim软件建立了负载敏感液压系统的仿真模型,对比研究了液压元件的性能参数、液压系统参数和操作参数等对负载敏感液压系统冲击压力峰值的影响,以及防冲击回路对于抑制负载敏感液压系统压力冲击的作用。研制了负载敏感液压系统试验台,对理论研究和仿真结果的正确性进行了验证。研究结果表明:负载敏感泵出口流量变化滞后于流量控制阀流量的变化,导致泵阀之间管路内的净流量增加,此为流量控制阀突然关闭时负载敏感泵与流量控制阀之间管路...

针对变负载下接触环境刚度不确定时液压驱动机器人末端执行器动态性能差的问题,提出了基于时间-误差绝对值积分控制器(ITAE)的液压串联弹性执行器(SEA)动态位置控制方法。首先,根据液压缸的流量连续性方程和活塞与负载的动力学方程,以负载与活塞的位移、速度及负载压力差作为状态变量,运用状态空间法建立液压SEA的五阶状态空间模型;然后,考虑系统带宽、阻抗和重载工况对串联弹簧刚度的不同要求,确定出串联弹簧刚度范围,兼顾系统的快速响应性和稳定性,对时间与误差的绝对值乘积积分,构建基于ITAE的控制器;最后,采用ITAE控制器实现变负载下液压SEA动态位置的精确控制。仿真实验结果表明:在纯惯性负载下,ITAE控制器相比基于灰狼优化的PD控制器(GWO-PD控制器),响应速度快12.5%,稳态误差减小93%;在纯惯性-复合负载切换工况下,当串联弹簧刚度变化时,IT...

平衡阀是工程机械最常用的限速元件,在实际应用过程中,某些工况下经常出现尖锐的啸叫噪声。针对某型高空绝缘作业平台液压系统的内缩型平衡阀的噪音问题,建立了内部流场的数学模型,指导数值计算各参数的选取。利用Fluent数值仿真软件,对不同入口压力和阀芯开口工况下的气穴和噪声进行了液气两相流仿真,揭示了气穴和噪声的产生和变化过程,同时研究了流道壁面的噪声分布情况。最后对特定工况下的噪声进行了实验研究,结果表明在某些特定频率下,噪声幅值很高,随着负载增大,噪声越高。研究为后续高空绝缘作业平台液压系统的降噪提供了指导。

针对齿轮泵的困油问题,给出一种齿轮泵卸荷槽的综合设计方法,并基于计算流体技术完成其内流场特性的仿真分析研究。首先,在某型外啮合齿轮泵基本结构基础上,对卸荷槽进行综合设计,提出具体的设计方法并给出设计结果;进而通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型和流道模型,并利用Pumplinx进行该型齿轮泵的内流场特性模拟仿真,对比仿真结果与试验数据,误差在5%以内,验证了采用的仿真技术能够有效实现该型泵的特性分析;最后,将综合设计的卸荷槽与3种典型卸荷槽进行特性预测及对比,可以表明:相比其他3种典型卸荷槽结构,综合设计的卸荷槽可以有效地缓解齿轮泵啮合区域的困油压力,并减小齿轮泵的流量脉动,有效地改善了齿轮泵的困油现象。所得出的结论对高性能齿轮泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。