摘要：【目的】RV减速器因具有减速比大、传动误差低、结构紧凑等优点被广泛应用于工业机器人关节当中。由于其主轴承为薄壁轴承,工作时套圈易发生较大形变,柔性支撑变形引起的传动误差不可忽略。为此,有必要研究主轴承柔性及润滑特性对减速器传动误差的影响。【方法】以角接触球轴承为研究对象,分别建立主轴承和减速器参数化三维模型,构建主轴承刚柔耦合多体动力学模型、考虑套圈柔性变形的主轴承弹流润滑模型与RV减速器动力学模型;在研究减速器关键零部件动态响应、主轴承接触特性的基础上,进一步探究了主轴承柔性特性对RV减速器传动误差的影响。【结果】结果表明,不考虑主轴承柔性特性时,传动误差范围为-25.2″~21.6″,考虑主轴承柔性特性后,传动误差范围增大至-43.2″~45″;随着套圈变形量的不断增加,减速器传动误差不断增大;随着油膜厚度的不断增加,减速器传动误差先减小后增大;随着油膜压力的不断增加,减速器传动误差也是先减小后增大;主轴承柔性特性对减速器传动误差的影响不可忽略;适当提高主轴承的支承刚度,对减小RV减速器传动误差具有重要意义。所提方法对RV减速器及主轴承精密设计具有一定借鉴意义。

摘要：装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21.2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22.7%、20.9%和21.5%。

摘要：在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中,为减小使用成本,采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求,斗杆举升过程采用四台液压泵供油,通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求,为降低能耗,提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法,加快斗杆下降速度,提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件,对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究,按照仿真确定的参数设计并制造样机,试验测试表明,挖掘机加载最大试验负载25kN时,所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求,斗杆下降采用流量再生方法后,下降时间由32s缩短至18s,下降速度明显加快,且下降结束阶段无液压冲击。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。

摘要：现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的进出口串接两个流量放大型比例插装阀的新构型,研制串联阀芯阀口独立控制多路阀。两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能,系统自由度高,具有很高的智能化潜力。为了实现流量和压力的高精度冗余控制,设计串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略,通过仿真研究位置、流量、压力三种工作模式下阀的特性。并试制样阀,搭建试验台对压损特性、位移滞环、流量控制特性、动态响应特性和稳态负载特性进行了测试。结果表明,样阀额定流量达到300 L/min,主阀位移滞环小于1%;主阀阶跃响应小于35 ms,具有较高的动态特性;流量最大偏差小于5%,流量控制精度高。

摘要：针对现有电液比例控制技术中内反馈阀结构复杂,制造难度大,控制精度低,而采用电反馈阀成本高,难以满足普通用户需求,且二者在机械结构上不兼容,为设计制造带来不便等问题。突破传统原理,创造性地将位移-流量反馈原理应用到三位四通比例方向阀,构造开环可工作的比例方向阀,在此基础上进一步增设电子闭环通道,用前馈控制器消除内反馈与电闭环之间的耦合。研究中,根据阀的结构及工作原理建立完整数学模型,通过合理假设将其动态模型简化为一阶线性系统并进行理论分析;进一步在SimulationX仿真平台上建立阀的多学科模型,分别对阀处于内反馈和电闭环两种工作模式下的动静态特性进行仿真研究,通过数字仿真确定出阀的主要结构参数,制造出样机,在试验台上对物理样机的基本特性进行测试,验证仿真结果的正确性,表明新原理阀具有较好的动静态性能。

摘要：针对现有液压阀流场(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究中,采用单相流模型进行计算,忽略了流体气化现象对流体密度及其流场的影响,仿真所得相对压力过低与实际不符的问题,运用Fluent软件,采用两相流模型,研究内流式滑阀流场分布,分析阀口开度、流量变化对于阀芯壁面压力分布及其稳态液动力的影响;设计一种壁面压力分布测量的试验方案,测量得到阀芯壁面的压力分布,并通过表面积积分法求出阀芯所受稳态液动力。结果表明:试验所得的内流式滑阀的壁面压力分布及其稳态液动力与仿真结果趋势一致,壁面压力峰值随着阀口开度的增大而减小;阀口开度较小时,稳态液动力的方向为阀口关闭的方向,在阀口开度达到临界点时,稳态液动力的方向为阀口打开的方向;滑阀稳态液动力公式计算由于忽略了入口射流角的变化及其出口处的动量,得到的稳态液动力误差较大,且方向始终指向阀口打开的方向。

摘要：针对传统压力补偿型多路阀流量控制精度低、小流量控制难、流量范围受限等问题,提出补偿压差连续控制多路阀流量方法。首先,设计并理论分析补偿压差可控型多路阀;其次,分别建立三通比例减压阀及负载敏感多路阀模型,通过试验验证仿真模型的准确性;第三,联合2个部分关键子模型,构建补偿压差可控型多路阀多学科联合模型;最后,通过原理试验验证所提方法的正确性,研究多路阀补偿压差调控特性及其影响因素。研究结果表明:相较传统多路阀,设计的补偿压差可控型多路阀的补偿压差能够在0~3.4 MPa范围内变化;在0.3~3.2 MPa补偿压差范围内,阀口流量能够在44%~136%的额定流量范围内变化;通过调控补偿压差对补偿器的液动力进行补偿,提高了多路阀流量控制精度,液动力补偿效果明显;随着控制台肩d2直径增大,多路阀补偿压差调控范围增大,但补偿器动态特性响应时间增大,阀体结构增大。在满足补偿压差调控需求范围内,应选择小的控制台肩。

摘要：检索式数字水位传感器是太原理工大学测控技术研究所自主研发的一种新型水位传感器,其基本原理是利用不同位置的信号采集电路来采集水中传播的电信号,从而确定水位的位置。针对检索式数字水位传感器实际工程使用的要求,本文提出了一种配装检索式数字水位传感器的智能信号变送器的设计。该智能变送器能够根据用户的需求控制传感器进入相应的状态,提高了传感器的智能化和低功耗水平。文中详细阐述了智能变送器的软硬件设计,探讨了实现检索式数字水位传感器实际应用的低功耗技术途径。

摘要：提出将电阻层析成像(ERT)技术应用于冰水两相流相含率、相分布等特征参数的测量,并设计了ERT测量系统,研究了基于图像的相含率计算方法。阐述了ERT系统的工作原理,提出了16电极ERT系统的设计方案。介绍了线性反投影图像重构算法(LBP);并结合数字图像处理技术,提出了截面相含率的计算方法。最后,通过一组实验验证了电阻层析成像技术应用于冰水两相流检测的可行性。实验结果表明:通过ERT系统可以获得管道内冰柱在水中的位置以及实时运动结果,直观反映冰水两相介质的相分布;另外,通过ERT系统可以近似地真实反映冰柱的相对大小,两次截面相含率测量误差分别为6%与2.8%。研究表明,ERT技术可以实现冰水两相流的实时在线监测,而且具有良好的测量准确度。

摘要：齿轮泵具有结构紧凑、体积小、转速范围大和耐冲击性能强等优点,作为动力元件广泛应用于液压系统。然而,与柱塞泵和叶片泵相比,齿轮泵难以实现变量控制,限制了其应用范围。为此,提出一种变滑块位置-困油区域的齿轮泵变量方式。对变量齿轮泵进行理论分析,通过联合仿真和流场可视化仿真详细分析变量齿轮泵的特性;建立试验台对理论和仿真结果进行了验证。研究结果表明,通过改变变量模块位置,调整困油区域,齿轮泵排量可在88%~100%变化;研究工作将齿轮泵的变量设计提供帮助。