大流量安全阀实验台液压系统设计与冲击加载模拟

为对大流量安全阀的性能进行分析和测试,设计了一种大流量安全阀的能器快速加载实验系统,并采用数值模拟方法研究液压系统的动态性能.采用AMESim搭建了实验台的液压系统模型,根据液压系统工作过程中的冲液阶段、加载阶段、测试阶段、卸荷阶段,对增压缸出口压力,安全阀流量、压力进行数值仿真分析,结果表明:增压缸出口的压力值为72.020 6 MPa时,安全阀开始工作,在冲击开始7 ms后,流量和压力在几次波动后趋于稳定,稳定后的流量为4 934.52 L/min.     

沉割槽对滑阀阀芯径向卡紧力的影响

针对液压滑阀阀体沉割槽内液体流速不同会产生径向卡紧力的问题,利用CFD软件对某滑阀沉割槽处阀芯台肩所受径向压力分布进行研究,同时,根据滑阀内部流道的结构特点,结合理想流体伯努利方程,建立了沉割槽处阀芯台肩上压力分布的数学模型,并且通过实验验证了模型的准确性,分析了沉割槽尺寸及流量对阀芯径向压力分布的影响。研究表明:阀芯台肩上径向压力分布不均匀,且压力值随入口流量、沉割槽深度和宽度呈二次多项式函数关系上升;随压力点位置从远离出口位置至靠近出口呈平方关系下降;当阀口开度为0.5mm、流量为40L/min时阀芯台肩径向卡紧力为4.2N,是流量为10L/min情况下的16倍,且沉割槽深度减半后,卡紧力增至14.47N。最后,提出了一种偏心沉割槽结构,仿真结果表明,入口流量大于40L/min时,偏心沉割槽结构中径向压力分布的不均匀度比传统同心结构提高了64%以上,有效降低阀芯径向卡紧力。     

基于SimHydraulics的水力凿岩机冲击系统动态仿真

以自行研发的后控式SYYG65型水力凿岩机冲击系统为研究对象,在Matlab中应用SimHydraulics工具箱,建立水力凿岩机冲击系统动态仿真模型,实现流体/机械的混合仿真.建模过程不考虑系统运行状态的转换,简单有效地实现了活塞和阀芯在水压力作用下的耦合计算.在泵供水流量为120 L/min,减压阀卸荷压力为16 MPa时,对系统进行仿真计算,获得了在此条件下冲击机构运动与活塞前后腔压力变化典型曲线,并与实测结果进行比较.同时,运用这一动态仿真模型对蓄能器参数进行优化计算.研究结果表明:在有效容积为0.24～0.27 L和充气压力为5.00～5.75 MPa的最优工作参数下,SYYG65型水力凿岩机冲击系统能量利用率有显著提高.该SimHydraulics仿真模型对水力凿岩机冲击系统参数设计和优化匹配研究是有效的.     

大流量安全阀优化设计

本文针对采煤工作面动载荷造成的液压支架破坏问题进行了液压支架用大流量安全阀的优化设计。建立了带有气体弹簧压紧的锥阀差动结构大流量安全阀动态支配方程和优化数学模型,采用复合型寻优方法并用BASIC语言编写了液压支架用安全阀设计的通用优化程序,用该程序进行了10000L/min大流量安全阀的参数优化计算,最后用模拟试验对理论分析进行了验证,     

结构简单无位移死区的比例流量阀原理与模型

针对具有内部机械反馈的比例阀结构复杂、可靠性较低等问题,提出一种采用流量-位移反馈机制的三位四通比例流量阀原理与模型。给比例电磁铁施加电信号使先导阀芯产生运动,进而改变先导流量,使主阀芯两端压力失衡,主阀芯在压差作用下产生位移,而主阀位移又使主阀两端压力重新平衡,形成流量-位移反馈机制;以三位四通阀作为主阀使比例流量阀可以控制负载运动速度与方向;基于流量-位移反馈机制建立了三位四通比例流量阀的状态空间模型,推导出主阀芯位移与先导阀芯位移的近似函数关系。通过分析比例流量阀模型控制腔压力调节的范围,发现控制腔压力的下限值由零位时可变液阻等效面积与固定液阻直径决定,当阀芯离开零位时控制腔压力升高,其上限值为油源压力值。采用AMEsim仿真软件对所提出的三位四通比例流量阀模型进行仿真实验分析,分析结果表明：该比例流量阀结构简单、可靠性高,主阀芯位移与先导阀芯位移在零位附近为线性关系,且主阀阀芯位移在最大行程内没有死区;当控制腔压力为油源压力的0.3倍时,主阀阀芯位移在阶跃信号下响应时间为0.01 s,在同等条件下与传统比例阀相比提高了50%。     

直动式海水液压溢流阀的设计与仿真

针对海水液压介质的特点,对直动式海水液压溢流阀的关键技术问题进行了分析,设计了一种直动式水压溢流阀.该阀的额定压力为14 MPa,额定流量为25 L/min.通过采用平板式阀口、增设阻尼器、阻尼杆与阀芯接触处设置球面结构,在阀芯柱面上开直槽以及合适的选材等方面提出了解决气蚀、振动和调压精度等问题的措施,建立了该阀的数学模型,在仿真分析的基础上,得到阀的主要结构参数即介质、运动质量、阻尼以及管路容积对阀动态响应特性的影响.仿真结果表明该阀具有较好的动静态性能.     

一种安全阀的可变孔板流量模型

作者进行了一系列氟里昂—113液体通过安全阀的试验。液体储存在一个装有活塞的储液简中,然后通过移动活塞,使液体迅速通过安全阀排放到一个大容积的集液箱中去。试验表明:安全阀的流动特性和孔扳相类似。液体流量与安全阀进出口压差的平方根成正比,而且无论是冷的或热的氟里昂数据,都落在同一根直线上。然而,阀芯的流通截面是可变的,其大小取决于安全阀的进出口压力和通过的流量。     

大功率水压比例卸荷阀功率级动态特性仿真研究

针对开关式电磁卸荷阀工作中压力冲击严重的问题,提出采用比例控制方式对泵站压力升降过程进行调节的方法,并设计了一种1 200 L/min,50 MPa的比例卸荷阀．针对功率级主阀大尺寸、大容腔等特点,采用功率键合图建立了数学模型,研究了主阀弹簧腔直径、阻尼孔直径、先导阀开度、主阀弹簧刚度和预紧力对主阀升压响应时间、卸荷响应时间和卸荷残余压力的影响规律．结果表明：卸荷响应时间与卸荷残余压力具有变化的一致性,而与升压响应时间呈反比例关系;在满足卸荷残余压力不大于1.2 MPa的基础上,可以确定各关键参数的优选值;最终升压响应时间为160 ms,卸荷响应时间为60 ms;在25%输出幅值状况下幅频宽为9 Hz,在100%输出幅值状况下幅频宽为3 Hz.     

基于AMESim注塑机负载敏感系统仿真分析

构建了负载敏感系统并介绍了其节能原理,利用AMESim软件建立了仿真模型,对系统恒流时负载压力变化对泵输出流量的影响和负载敏感阀阀芯面积对系统动态性能的影响进行了仿真研究.仿真结果表明:系统恒流时泵的输出流量不受负载压力变化的影响,负载敏感阀阀芯面积对系统的稳定性具有重要影响.     

液压支架用大流量液控单向阀流固耦合

为分析液压支架用大流量液控单向阀流固耦合情况,采用Pro/Engineer软件对一级、二级阀芯及阀体三维造型,采用ICEM-CFD软件对阀内流道进行网格划分,采用CFX软件进行两种开启形式下的液控单向阀内部全流场定常数值计算,得出各自工况下的速度矢量图.利用ANSYS Workbench软件对液控单向阀内部流场和液控单向阀阀芯及阀体进行单向流固耦合计算,利用ANSYS后处理工具得到两种工况下阀芯及阀体的应力云图并计算出阀芯所受支反力大小.结果表明:液控单向阀反向开启时为危险工况,乳化液在控制杆卸压槽处流速最大,一级、二级阀芯应力最大,得出反向开启时,控制压力为19.1 MPa.     

高水基安全阀动态特性仿真与优化

运用功率键合图和状态空间相结合的方法,建立支架立柱用高水基安全阀的动态数学模型,给出必要的约束条件,在Matlab/Simulink环境下实现其动态特性的数字仿真.通过仿真确定对安全阀动态特性影响较大的参数,选择ItAE准则为优化指标函数,得到使安全阀更为稳定、快速的性能参数组合.优化前后的仿真结果表明:适当增加安全阀阀芯的质量和弹簧刚度可以提高系统的相对稳定性,加快安全阀卸载系统的响应速度.     

高压大流量气动电磁换向阀原理及动态特性

针对某水下装置对高压、大流量压缩空气的控制要求,对其关键元件高压大流量气动电磁换向阀的原理和动态特性进行了理论分析和仿真研究.提出采用先导式结构,以气动力作为高压大流量截止式主阀阀芯驱动力.通过对主阀启闭物理过程的分析,结合气体动力学,建立了基于高压气动电磁换向阀启闭动态过程的非线性数学模型.在此基础上进行了仿真研究,分析了在启闭过程中气控腔的压力变化过程,并探讨了气控腔作用面积、主阀复位弹簧刚度对主阀动态特性的影响.     

高压流动体系CO2水合物生长动力学特性

为探明CO_2水合物在流动体系的生长过程及特性,借助高压循环可视环路装置,开展了一系列不同初始压力、载液量、流量下,CO_2水合物生成及浆液流动实验,得到了不同因素对水合物诱导时间及耗气量的影响规律。实验结果表明:在水合物大量生成阶段,管内温度突升、压力骤降,体系流量迅速下降直至稳定、压差呈先上升后下降的趋势; CO_2水合物诱导期随初始压力的增大而缩短,耗气量则随初始压力的升高而增加。在9 L-30 L/min的实验体系下,初始压力从2. 5 MPa增加到2. 8 MPa,诱导期缩短13. 2%,而初始压力为3 MPa时,诱导期仅为17. 4 min,缩短了36. 03%;诱导时间随载液量增加呈现先减小后增大的趋势,耗气量随着管路载液量的增加而降低;流量与诱导时间、耗气量呈负相关关系,随着体系流量增大,诱导时间缩短、耗气量减小。在2. 8 MPa-7 L的实验体系下,质量流量从20 kg/min增加到28 kg/min,诱导期从25 min缩短到18. 4 min,缩短26. 4%,而流量为20 kg/min时的耗气量是28 kg/min的2. 7倍。研究结论可在一定程度上为CO_2水合物的工业应用提供参考。     

伺服阀主阀芯的建模与仿真

运用流场分析软件,对伺服阀主阀芯在阀口开口大小一定时的内部流场进行模拟仿真.仿真结果表明,阀口处压差是影响阀内部流场的主要因素之一.仿真所得阀口的速度场与压力场数据与伺服阀流量特性的理论计算结果一致,符合液体流动的规律.     

液压支架用大流量安全阀研究

为了在大流量安全阀实际制造之前对其性能、行为、功能进行分析和评估,首先采用Pro-E建立大流量安全阀模型和液压支架用液压缸模型,再运用ADAMS/ Hydraulics模块建立液压控制系统,然后将两者结合起来设计出大流量安全阀试验系统.运用该系统能较好地对设计出的大流量安全阀进行检测.研究结果表明运用该方法很好的验证了大流量安全阀的最初设计参数的正确性,并达到产品生产的最优目标.     

1000 MW超超临界机组出线故障引起汽轮机转速偏高原因分析与处理

安庆电厂1 000 MW超超临界机组因500 kV线路覆冰跳闸,机组负荷从700 MW降至0 MW,甩负荷过程中,汽轮机最大转速3 214 r/min,高于机组调试期100%甩负荷试验的最大值3 207 r/min.详细分析汽轮机转速偏高的原因,并进行甩负荷仿真试验,根据仿真试验结果提出了相应的优化措施,供同类型机组参考.     

逻辑溢流阀卸荷压力冲击的研究(第一部分:理论分析)

本文通过理论分析建立了三种逻辑溢流阀卸荷回路的数学模型并进行了数字仿真,分析了溢流阀结构参数和系统使用参数对卸荷压力冲击的影响,给出了数值计算所得各主要参数对卸荷压力冲击峰值的关系曲线。计算中液压油粘度、阻尼孔特征系数和调压阀阀口流量系数等均按变量计入其对瞬态过程的影响     

多室连续混合设备流场仿真与实验验证

为了揭示多室连续混合设备混合过程中流场特性参数的动态变化规律,采用数值仿真方法建立了典型工况下单室容积2.5 L的多室连续混合工艺模型,得到了混合压力、剪切应力和分布均匀性的变化规律,并通过实验验证了混合压力和分布均匀性的仿真结果。结果显示：多室连续混合设备的各混合室之间混合压力差别不显著,泵压室底部最大混合压力的仿真值为62 954 Pa,远低于1 L两桨行星式混合设备的最大混合压力;预混室中剪切应力较大,最大剪切应力为21 798 Pa,远低于1 L两桨行星式混合设备的最大剪切应力,表明多室连续混合设备的混合安全性高于传统的两桨行星式混合设备;各混合室中铝粉体积分数(仿真值)的标准差随混合室数量的增加呈下降趋势,泵压室中铝粉体积分数的标准差仅为0.260 3%;实验结果与仿真结果一致,物料状态稳定后混合压力的仿真值与实验值的偏差在5%以内,仿真模型中铝粉的分布均匀性变化趋势与实际混合过程相同;当投料速度为20 kg/h,桨叶转速为45 r/min时,混合物料的分布均匀性随混合室数量的增加而提升,混合物料中铝粉含量的标准差从混合加强室3开始不再显著下降,6室结构为该量级设备的最佳结构...     

水的黏度变化对低速大扭矩水压马达柱塞副泄漏流量的影响

为了提高低速大扭矩水压马达的容积效率,定量分析了水黏度对柱塞副泄漏流量损失的影响。首先根据水压马达实际运行状态确定了柱塞副的初始设计参数和水的性能参数,计算了定黏度下不同间隙、不同偏心距时的柱塞副泄漏流量。然后基于温升与压降的关系、黏温方程、黏压方程及流量方程,建立了变黏度条件下,水压马达在低速及高速情况下,柱塞副与转子缸孔同心及偏心时,柱塞副泄漏流量损失的数学模型。最后以环形间隙大小、偏心距和压差作为柱塞副的性能指标,详细分析了水的黏度对柱塞副泄漏流量的影响。研究表明:低速同心下,增大间隙2~10μm,减小水黏度,柱塞副的最大泄漏流量由0.002L/min增大至0.250 3L/min;高速同心下,柱塞副的最大泄漏流量由0.020 4L/min增大至0.261 1L/min。低速偏心下,增大偏心距1~4μm,减小水黏度,柱塞副的最大泄漏流量由0.017 5L/min增大至0.040 1L/min;高速偏心下,柱塞副的最大泄漏流量由0.021 9L/min增大至0.044 4L/min。因此,减小柱塞转子副的间隙,减小偏心距,增大水的黏度,柱塞副的泄漏流量降低,马达的容积效率提高。     

锥型节流阀压力特性仿真与试验

以液压锥型节流阀为对象,研究了阀体流道的压力分布;选取45°三角形、矩形和U形节流槽三种阀芯建立了仿真模型;基于ADINA软件的流固耦合模块对三种阀芯情况下阀体内流道的压力分布和流场情况进行了仿真研究,并搭建试验台对仿真结果进行了试验验证.研究表明:节流阀的内流道压力在经过阀口后迅速降低,并在阀口的边缘位置有内流道中的最小值;节流阀竖直流道内的压力较低,是气穴现象的高发区;从压力和气穴的角度分析得出45°三角形阀芯的节流阀性能最优,矩形较差,U形阀芯的最差.