高速大流量阀控液压缸缓冲优化设计

作     者：张增磊 巫世晶 钟建英 胡基才 赖奇暐 ZHANG Zenglei;WU Shijing;ZHONG Jianying;HU Jicai;LAI Qiwei

作者机构：武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 国家电网河南平高电气股份有限公司河南平顶山467001 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51375350) 湖北省科技厅重点项目(2011132094) 国家电网公司科技项目(208239881)~~ 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2015年第46卷第10期

页      码：3646-3655页

摘      要：针对用于1 100 k V特高压断路器中的高速大流量液压缸分闸缓冲制动效果不良这一问题,提出采用系统综合建模的方法,在建立缓冲流量连续方程和运动微分方程的基础上,综合考虑油液密度、动力黏度和体积弹性模量随系统状态的变化,并提出运用CFD(computational fluid dynamics)流场分析法判断缓冲不同阶段的过渡点,同时结合试验测试数据对活塞运动的位移、速度、缓冲压力等动态特性进行对比分析。发现理论计算结果与试验数据差异较大;经过修正的阀控液压缸模型得到的结果与试验基本一致,缓冲压力变化剧烈,其峰值压力高达107.0 MPa,缓冲末速度高达1.75 m/s,会对缓冲套和缸体造成严重的冲击。为有效提升缓冲效果,推导出理想缓冲过程的压力和速度变化规律,给出4种不同柱塞结构的间隙变化模型,并在考虑油液黏性阻尼和可压缩性的条件下,运用阀控缸系统的综合计算模型对不同结构柱塞在初始间隙取不同值时的缓冲效果进行对比分析。研究结果表明:在相同条件下,初始间隙为1.4 mm的圆锥型柱塞的缓冲效果最好,使缓冲峰值压力和末速度降低幅度均超过40%;考虑实际参数的动态变化特性后,理论上最优的抛物线型柱塞的缓冲效果不佳,活塞的末速度较高。

主 题 词：液压缸 缓冲 动态特性 系统仿真 优化设计 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 080704[080704] 08[工学] 0806[工学-电气类] 0818[工学-交通运输类] 080401[080401] 0807[工学-电子信息类] 0815[工学-矿业类] 0804[工学-材料学] 0805[工学-能源动力学] 0813[工学-化工与制药类] 0703[理学-化学类] 0814[工学-地质类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2015.10.013

馆 藏 号：203558393...