摘要：液压缸法兰过渡区多采用圆角与缸筒支承面光滑连接,在圆角与直边段连接处容易产生强烈的应力集中现象,进而产生疲劳裂纹甚至使法兰局部脱落,造成巨大的经济损失。针对此问题,对某公称力为6000 kN的液压缸设计了圆角、斜线加圆角、凹入形线加圆角和双指数“超椭圆”参数方程4种过渡形线并进行优化设计。根据液压缸形状和边界轴对称特点,使用平面轴对称模型建立了有限元模型,通过ANSYS内嵌的优化设计模块对4种过渡形线所描述的设计变量进行了优化计算,以法兰区最大等效应力最小化为优化目标,得到4种过渡形线的设计参数,只有双指数“超椭圆”参数方程优化的结果较原始结构差,其余3种过渡形线均能有效降低液压缸法兰区的应力集中,可推荐工程应用。

摘要：液压缸在航空航天、工程机械等领域的轻量化有着很大潜力,其中碳纤维替代金属就是重点方向之一。以往碳纤维液压缸纤维增强层的设计大多基于工程经验,缺乏正向设计方法,由于碳纤维增强层的强度和刚度直接由碳纤维的总层数和每层的铺层角度综合决定的,所以为了满足液压缸耐压和密封等设计需求,提出一种碳纤维液压缸纤维增强层的正向设计方法,确定了碳纤维增强层的总层数和每层铺层角度。设计方法共分为两步,第一步利用复合材料网格理论确定增强层纤维总层数,第二步基于层合筒力学模型,利用多目标粒子群算法得到优质解集Pareto前沿,然后根据评价函数选择出最合适的角度铺层方案。给出一实例通过正向设计方法获得最佳铺层方案,利用有限元进行应力计算,根据蔡吴强度理论进行强度校核,与正向设计方法计算出的结果比对之后,证明了该正向设计方法的可行性。根据仿真数据分析了铺层角度对强度刚度影响的规律。最后以最佳铺层方案为例,说明了利用该正向设计方法设计的碳纤维增强层相比于替代掉的金属有着很好的减重效果。

摘要：为研究离心超重力对液压缸活塞密封格莱圈密封性能的影响,通过超重力下液压缸的受力特性分析并基于Ansys Workbench建立双出杆液压缸活塞位置的格莱圈的1/2三维对称有限元模型;分析格莱圈初始安装变形后离心超重力及工作压力对密封长度、接触压力及von Mises应力的影响,揭示离心超重力工作环境中格莱圈与缸体径向作用力及摩擦力的变化规律。结果表明:随着超重力离心加速度的提升,格莱圈的有效密封长度及密封能力均显著减小;O形圈在间隙增大侧的von Mises应力随离心加速度的增加更加集中,在间隙减小侧高应力分布趋于均匀,超重力离心加速度对格莱圈外圈最大von Mises应力的影响相对较小;此外,格莱圈与缸体之间的径向力及相对摩擦力随超重力离心加速度的增加而增大,在300 g工况时超重力对摩擦力的影响可忽略不计,分析结果为超重力离心环境中液压缸的设计及优化提供了参考。

摘要：文章针对冶金设备中液压缸的性能优化与维护问题展开研究。首先分析了影响液压缸性能的设计、制造工艺、使用环境和维护管理等因素,随后从设计优化、材料选择、制造工艺改进和液压系统优化等方面提出了性能优化措施,同时阐述了包括日常维护、故障诊断与排除、预防性维护的维护策略,旨在提高液压缸在冶金环境下的工作性能和使用寿命,保障冶金设备的稳定运行。

摘要：综采工作面液压支架连续动作后产生位置偏移,影响采煤机截割效率。针对上述问题,在对综采工作面液压系统进行机理分析的基础上,建立了系统压力、流量与液压缸位移之间的耦合关系,设计并搭建了一种以乳化液/纯水为传动介质的液压缸精准推移试验平台,可以完成液压缸偏载、侧向加载等试验。该试验平台由液压测试系统、油压调节系统、电气控制系统、数据采集系统、上位机软件、加载试验台架等组成,其中油压调节机构调整液压缸工作姿态,数据采集系统实时监测测试液压缸压力、流量、位移、温度等数据,加载试验台架将液压支架、刮板输送机及采煤机等效为质量可调的重物。试验台采集频率2000 Hz,公称压力31.5 MPa,公称流量400 L/min,测试液压缸缸径100~240 mm、行程400~1800 mm,工作阻力不低于100 kN,可满足不同工作状态下推移液压缸动作机理研究。经测试,系统流量为126 L/min时,推移液压缸位移控制误差接近20%;系统流量为50 L/min时,推移液压缸位移控制误差稳定在7%以内。试验结果表明液压缸伸、收瞬态动作在工作过程中可以忽略,位移控制误差主要由阀类控制部件响应延迟导致,且随着系统流量的增加,控制误差呈线性关系增加,验证了双速调压阀大流量快速动作,小流量精准调节控制方案的可行性。液压缸精准推移试验系统适用于液压缸精确控制及液压缸集群协同控制研究,为实现高压大流量综采工作面液压支架精准控制提供试验手段。

摘要：综合两端摩擦、配合间隙和自重等因素影响,建立液压缸最大轴向承载力理论计算模型,研究了两端摩擦对轴向承载能力的影响规律,并借助有限元软件ANSYS模拟仿真,最后利用相关试验数据进行验证.结果表明:所建立理论模型计算的最大轴向承载力与试验测试结果误差为13.5%,该理论模型是可信的;随着活塞杆、缸筒长径比减小或摩擦因数增大,液压缸最大轴向承载力增加,但是过大的摩擦因数会改变液压缸两端的连接状态,使其由滑动状态转变为相对固定状态,进而导致轴向承载能力突然增大;随着活塞杆、缸筒长度的减小或活塞杆直径的增大,摩擦对轴向承载能力的影响增强,但缸筒内外径改变时摩擦对承载能力的影响基本不变.研究结果可为液压缸的设计及性能校核提供重要的参考依据.

摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)具有抗热冲击、抗拉强度高、耐腐蚀等优点,已广泛应用在机器人、航空航天、工程装备及其他领域,用CFRP来制备液压缸能够大幅度提升液压系统的轻量化的水平,帮助系统降低能耗。本文从复合材料缸筒、活塞和活塞杆、成型工艺、密封润滑和发展趋势五个方面综述了CFRP液压缸的发展现状,介绍缸筒和活塞中金属与复合材料之间的联接方法及多材料设计的参考准则,并对手糊式、缠绕式、拉挤式、树脂传递模型成型等加工工艺进行介绍,然后讨论了CFRP液压缸存在的密封、摩擦、动态响应等问题,最后从涂层、加工、后处理给出了碳纤维液压缸的发展趋势。

摘要：针对液压缸活塞杆与缸体由于受轴力和横向力的共同作用而产生弯曲变形导致液压缸整体失稳的问题,分别对活塞杆和缸体建立挠曲性微分方程,确定活塞杆与缸体间隙处最大挠度,再建立关于挠度的非线性方程组,获得计算液压缸临界载荷的超越方程。结合参数化有限元优化设计技术,获取体积约束条件下液压缸的合理尺寸,通过与Ritz法计算结果比对和实验验证可知,该算法能够较好地优化液压缸结构参数,满足工程实际应用需要。

摘要：本文首先从理论上简要地分析了串联密封的性能,接着针对长江液件压厂的液压缸产品,对活塞杆往复运动串联密封的封间压力进行了试验研究。测出了临界封间压力值和封间压力的形成过程曲线。试验了各种因素对封间压力形成和建立过程的影响。指出了应该如何正确设计串联密封来满足具体工作条件下无外泄漏的要求。

摘要：液压元件及系统广泛应用于运载设备、重载机器人和飞行器等移动装备。出力大、功重比高是液压传动区别于其他传动最明显的优势之一。液压缸作为液压系统最主要的执行元件,现有技术的液压缸重量大,严重制约主机性能提升,其科学减重可进一步提升功重比,对实现装备的节能减排,提高承载能力、机动性能和续航能力具有突出意义。通过深入剖析轻量化复合材料液压缸的迫切需求、轻量化途径、轻质材料选择、研究现状与市场现状,对轻量化复合材料液压缸的发展进行综述。强度-密度比极高的纤维增强聚合物复合材料(Fiber reinforced polymer,FRP),是高压轻量化液压缸的优选材料,减重潜力巨大。结合应用FRP制造轻量化液压缸的约束条件,重点阐述各向异性FRP的设计参数影响规律、异质材料复合结构设计、异质材料复合结构控形控性制造、密封-摩擦副、性能表征等5个挑战。论述面向轻量化、耐高压、低泄漏、低摩擦、耐疲劳等特征的液压缸的主要挑战和发展趋势。