口环密封激振力对多级离心泵动力特性的影响

为了研究口环密封激振力对多级离心泵动力特性的影响,本研究以KDY150×8高压多级离心泵为例,通过CFX数值仿真对多级泵全流道进行数值模拟,得到了全流道流体力数值;对口环间隙进行建模与仿真处理,对比分析了不同口环间隙尺寸下流体的泄漏量及不同涡动转速下口环表面的径向力;对比"干"态、"湿"态及口环密封激振力的计算结果,得到了转子的动力特性.研究结果表明:随着口环间隙尺寸的增大,口环间隙泄漏量逐渐增加,且修改后的0.5 mm口环间隙尺寸在合理范围内.在"湿"态情况下,当考虑流固耦合和口环间隙密封力的影响时,多级泵固有频率和临界转速均有所提高,特别是第一阶固有频率,提高了95％.因此,在分析离心泵动力特性时,不能忽略口环密封激振力的影响.     

大型水压机阀芯驱动系统双圆弧凸轮设计及应用

针对大型水压机阀芯驱动系统中开启驱动力巨大和瞬变的特点,提出了一种适合该特点的双圆弧组合凸轮升程曲线设计方法.该方法通过寻找组合圆弧曲线使凸轮的压力角在阀芯开启力最大时具有较小的值,在全程范围内具有较快的开启速度.通过齐次坐标变换建立了凸轮轮廓的数学模型,利用等效曲柄滑块机构分析了其运动特性.将该方法应用于300 MN模锻水压机阀芯驱动系统中的凸轮设计,运动学分析表明该凸轮在两段圆弧的衔接点处有较好的柔性,冲击小.工业现场应用表明双圆弧凸轮能有效降低装置的故障频率,为负载具有瞬变重载特点的凸轮设计提供了一种有效的方法.     

300MN模锻水压机动梁驱动系统锻压速度动态响应特性

考虑流体的可压缩性、粘性阻力及工作框架系统变形等因素,采用解析法建立300 MN模锻水压机动梁驱动系统分配阀口、液压管道、液压缸的流量方程以及动梁和上横梁的动力学方程,得到驱动系统的动态机液耦合模型.研究结果表明,仿真和试验研究结果相互吻合;动梁速度在阀芯开启瞬间瞬变载荷作用下发生变化,响应时间约为0.7 s;必须采取针对性控制策略以确保速度控制精度.     

调节阀内三维流动与启闭过程的数值模拟及分析

运用计算流体力学方法（CFD）对调节阀的定常与非定常水力特性进行了数值模拟．定常模拟得到各种开度下的三维流场分布以及压降与流量的特性曲线,特性曲线与试验结果相吻合．非定常计算模拟了阀门开启和关闭过程中流动特性的变化,得到流量和阀芯轴向力随时间变化曲线,并对启闭速度的影响进行了分析．     

先导式溢流阀泄漏量对其静态特性影响的仿真研究

应用TK Solver软件仿真研究先导式溢流阀内泄漏量对其静态特性的影响，揭示了内泄漏量对开启压力、调压偏差的影响。其结果对合理确定配合间隙，保证先导式溢流阀质量及降低制造成本具有重要的实际意义。     

不同开度下水阀的数值分析

为了解水阀内部流动状况,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对所选水阀在不同开度下进行数值模拟,得到阀内的压力、速度和湍流耗散率.模拟结果表明,在进口压力为0. 09 MPa的仿真工况下,开度为20%时,阀内出水段相较其他开度压力值较小且稳定;随着开度的增大,阀内喉部处的压力梯度增大,出水段X方向压力波动增大.阀内速度最大处为喉部区域,此时,低速区域范围最大,随着水阀开度的增加,喉部周围区域速度增加,流场中低速区范围减小.流线结果显示阀芯处漩涡一直存在,与水阀开度大小无关,而出水段靠近喉部的顶端处漩涡的存在与水阀开度有关,开度增大时,其漩涡的范围是增大的,且由流线图可得流场内流束的集中区域为水阀内出水段顶部;出水段流场湍流耗散率的相关数据表明,随着水阀开度的增加,流场中湍流耗散率也是增加的.本数值结果为优化阀内流道结构提供了参考数据.     

基于动网格6DOF方法的液压阀流场特性分析

利用计算流体动力学软件FLUENT中的6DOF模块模拟插装阀阀芯开启过程中的非定常流场,阀芯运动由其所受流体力确定,当阀芯受力达到平衡时,阀芯停止运动。将阀芯处于稳定时阀芯位移、控制腔压力、阀芯所受稳态液动力的仿真计算结果与理论公式计算值进行了比较,并对阀芯开启过程中的瞬态压力场、速度场进行了分析。结果表明,该仿真计算与理论计算值误差较小,具有较高的可靠性;与以往研究方法相比,该方法与阀芯实际运动更加接近。本研究能够较真实地模拟液压阀开启过程中的瞬态流场特性,为进一步研究液压阀性能提供重要理论依据。     

形貌特征对微造型阀芯润滑及泄漏特性的影响

提出一种在煤矿水压阀阀芯表面加工规律分布的微造型形貌以改善阀芯润滑性能的方法,并着重分析其形貌特征对阀芯润滑及泄漏特性的影响。建立了相关几何及数学模型,并采用基于N-S方程的计算流体力学(CFD)进行数值求解。求解结果表明:微造型动压润滑性能受微观形貌影响大,不同形貌下的压力分布状况及承载力大小不同;合适的阀芯微造型形貌能有效改善阀芯的润滑性能,且除三角形外其他形貌均能产生液膜动压支撑;球冠形具有最小的剪切摩擦力和泄漏量,在面积率为36%时,泄漏量相对于其他形貌下降近7.5%,剪切摩擦力减小约36.5%。同时球冠形形貌加工方便,具有较大的极限面积率,因此可选用面积率较高的球冠形形貌以改善微造型阀芯的润滑及泄漏特性。     

管道系统泄漏检测的瞬变水击压力波法

管道系统的泄漏影响着瞬变水击波波形的畸变和衰减特性,比较研究了两种阀门关闭激励速度对管道泄漏瞬变检测精度的影响.在此基础上,基于阀门部分快速关闭,提出管道系统泄漏检测的瞬变水击压力波法,即利用第一个瞬变压力波波形上的间断点时刻定位泄漏位置,间断点衰减幅值辨识泄漏量,并通过不计算管道内部计算断面的特征线法理论推导出了泄漏量参数与该衰减幅值之间的关系式.给出了该方法的检测步骤,并对该法进行了数值验证.仿真结果表明该方法简单、有效.     

轴流泵叶顶间隙流动的计算流体动力分析

利用计算流体动力(CFD)技术对轴流泵叶顶间隙流动进行数值模拟,对比分析了宽度为叶轮直径的0％,0．1％,0．2％及0．3％四种不同间隙下轴流泵的能量特性,并对间隙内的速度分布情况进行了分析．该数值模拟捕捉到了叶顶间隙的泄漏流动及泄漏涡,得到了比较完整的能量特性图表并与实验数据吻合．本次模拟有较高的精准度．     

固定锥形阀特性参数及流动特征的仿真分析

固定锥形阀应具备良好的水力特性以满足管线系统中不同工况的调流和消能要求,以DN1200锥形阀为研究对象,利用计算流体力学(computional fluid dynamics,CFD)方法分析不同开度下的稳态工况及开、关阀过程的瞬态工况,通过对比流量系数、流阻系数、排放系数、汽蚀系数、消能率等阀门特性参数及套筒闸的动静态不平衡力和阀内流场分布等,全面分析了固定锥形的水力特性。结果表明,流量系数和排放系数具有较好的线性特性,其过流能力随开度增大而线性增加。流阻系数和消能率曲线的变化趋势相同,小开度时对水流的流动阻碍和能量损耗作用明显,开度增大后流阻系数和消能率迅速减小。汽蚀系数表征实际工况中的汽蚀可能程度,在设计流量工况下,各开度对应的汽蚀系数呈抛物线变化趋势。另外,由于流动和启闭同在轴向,故套筒闸主要受到轴向的不平衡力;稳态不平衡力与水流方向相同,而开关阀过程的瞬态不平衡力均与水流方向相反,且关阀力略大于开阀力。最后,分别以各开度下的压力、流速、湍动能和湍流耗散率等流场分布对固定锥形阀的流动规律进行说明。     

水压大流量高速开关阀设计及试验研究

为满足大流量和快响应电液控制系统的需求,采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯,将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合,研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型,并对其关键结构参数进行了仿真优化,得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划,控制阀芯的运动状态,进而实现阀口开度的精确数字控制,提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制,开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示,其跟随性能良好,能够实现设定的运动规划,与仿真结果基本相符,满足高速、大流量的技术要求.      

调速阀出口节流调速系统动态特性仿真研究

为获得节流调速系统在不同工作条件下的动态特性,在MATLAB/Simulink环境下建立调速阀出口节流调速系统的仿真模型,分析不同开口面积和不同外负载对系统启动及速度切换时动态特性的影响,得出如下结论:(1)在不同开口面积和外负载工况下启动时,液压缸均会有不同程度的速度超调,尤其是在低速和轻载的工况下更为明显;(2)外负载一定时,液压缸速度与调速阀的开口面积成比例,表现为开口面积越小启动时的超调量越大;(3)在同一调速阀开口面积、不同外负载情况下,系统启动后的速度稳态值基本一致,表明该回油调速系统具有良好的速度刚度特性;(4)外负载主要影响系统的瞬态响应过程,在小负载情况下,系统超调量和速度达到稳定值所经历时间较大负载时有所增加。     

新型高压水压数字溢流阀的研究与开发

针对水压传动存在的技术难点,研发出一种新型结构的高压水压数字溢流阀.详细介绍该数字溢流阀的结构原理以及其单片机控制的接口和程序流程,并在建立其数学模型的基础上进行计算机仿真和实验测试.仿真和实验测试结果表明,新型数字溢流阀的各项技术指标压力超调量、开启率、闭合率、动态响应时间和调压偏差等都满足实际的应用要求.     

液压分流阀稳定性分析

在液压同步回路中，对分流阀建立数学模型，分析其动态性能，探讨了阀芯与阀体之间间隙等几何尺寸对其性能的影响程度和稳定工作的条件。     

变频液压调速系统的一种磁场定向解耦控制方法

通过改变液压泵的驱动器以调节液压马达转速, 并建立了变频液压调速系统的数学模型和仿真模型, 设计了3个PI调节器, 在此基础上研究液压系统的主要参数对变频液压调速系统动态特性的影响. 仿真结果表明: 该解耦方法可以改善变频液压调速系统的动态响应;液压马达速度响应的稳态时间为0.5 s, 超调量小于10%;控制腔容积的变化对系统动态特性影响最大, 控制腔容积增加, 系统的调整时间延长, 超调量和振荡次数增加;液压元件的泄漏系数增加将使系统的调整时间延长;负载取值的变化对系统没有明显影响.     

Research on two-step throttle characteristics of double-rotation valve port for hydraulic servo joint

The hydraulic robot with large output torque is widely used in industry,however,its precision is not high.In order to solve this problem,this paper presents a new structure of rotary valve with double-rotation valve port,which can improve the two-step throttle characteristics of the valve port,reduce the cavitation phenomenon of the valve port,and increase the output accuracy of the hydraulic servo joint.Firstly,the internal flow field of the rotary valve is simulated by using the sliding grid technology of FLUENT software,and the changing rule of the throttle position in the working process of the structure is analyzed.Secondly,compared with the simulation results of rotary valve with single-rotation valve port,it is shown that the two-step throttle characteristics of the structure are less affected by the change of the opening of the rotary valve,and the cavitation index of the joint valve port is reduced.Finally,the influence of the rotation speed of the valve core,oil supply pressure and key dimension of valve core on throttle characteristics of rotary valve have been analyzed.     

挖掘机虚拟载荷下换向阀开启过程的液动力分析

为了提高换向阀开启过程的换向性能,以降低该过程的液动力为目标,提出液压挖掘机虚拟载荷下开启过程的阀芯结构形态设计方法:以液压挖掘机整机动态性能试验数据为基础,将其作业的周期性、随机性载荷特征抽象为具有统计特性的虚拟载荷;再以虚拟载荷为边界条件,以降低开启过程阀芯所受液动力为评价标准,分析不同阀芯结构形态的流固耦合动力学响应,探讨换向阀阀芯结构优化设计方法.结果表明,合理等效阀口面积的U型槽结构可有效降低不同虚拟载荷下的阀芯液动力.