弹簧式恒压蓄能器的设计与仿真研究

针对传统蓄能器在蓄能和释能过程中压力变化大容易引起系统压力不稳定的问题,提出了一种基于弹簧储能的恒压蓄能器。首先分析装置的工作原理,然后推导并求解关键零件凸轮的轮廓曲线方程。对某液压系统蓄能器的关键参数进行设计,在ADAMS软件中搭建其仿真模型,对流量变化时蓄能器的恒压效果进行了模拟验证,稳定工作时恒力偏差在1%以内。为液压式储能设计提供参考依据。

太阳能双效蓄能器蓄释能特性分析

针对太阳能的间歇性、低密度和不稳定性,设计一种热损失小、蓄能密度大的双效蓄能器,并与双效吸收式热泵进行匹配。以北京市某办公楼为例,建立双效蓄能器的计算模型,设定评价指标(热利用率、蓄能效率和蓄能密度),利用Matlab软件对采用双效蓄能器的太阳能双效吸收式热泵系统进行动态模拟,并分析导热油流量、热源温度、集热器面积对双效蓄能器的蓄能特性和评价指标的影响。结果表明:双效蓄能器最高蓄能效率为83.2%,最高蓄能密度为750kW·h/m^(3),冬季可持续供暖至24:00;为提高系统综合性能,应提高热源温度并适当增加导热油流量。

某变速箱蓄能器支架的有限元分析及优化

蓄能器是高压液压系统的重要组成部分,蓄能器的正常工作是变速箱实现换挡和离合器结合等功能的保证。蓄能器支架是将其固定在壳体上的装置。在某变速箱样件试验中发生了蓄能器支架断裂的问题,导致变速箱相关功能失效,通过排查分析发现为设计原因导致。文章通过有限元法对蓄能器支架进行强度分析,发现在极限工况下蓄能器支架存在断裂失效风险,并基于分析结果对蓄能器支架进行优化设计,最终得到满足要求的设计并顺利通过试验。文中提到的分析方法和优化思路,对蓄能器的设计研发和仿真分析均有一定参考作用。

阀式蓄能器对换挡液压系统压力冲击的影响

依据某重型车辆换挡液压系统,创新设计了一种带有阻尼节流槽的阀式蓄能器,通过流场仿真,分析不同活塞位移下的压力云图,根据实际工况配置阻尼槽的节流面积。通过换挡液压系统动态仿真模型,分析阀式蓄能器不同结构参数对蓄能器运动部件动态性能的影响规律,并且获得结构参数对作动离合器液压缸压力变化的影响机理。研究表明:阀式蓄能器U+K形阀口表现出二级节流特征,能够实现节流面积由大到小的变化规律;阀式蓄能器相较结构参数相同的弹簧式蓄能器,可使液压缸入口压力冲击幅值降低41%;增加U形节流槽宽度,可降低离合器液压缸入口压力冲击幅值;增加U形节流槽长度,压力冲击幅值无明显变化;增加复位弹簧刚度,可降低液压缸入口压力冲击。

气体加载式蓄能器研究现状及标准对比

气体加载式蓄能器是液压传动过程中重要的储能、节能设备,已广泛应用于现代大型液压系统。回顾了气体加载式蓄能器研究的起缘及发展历程,分析了近几年来该领域的研究现状和代表性标准的进展,总结了蓄能器在役过程中典型的损伤和失效模式,重点对欧盟蓄能器标准EN 14359-2017与我国现行蓄能器标准GB/T 20663—2017中的主要条款进行比较分析。

蓄能器组参数灵敏度分析及多目标优化

以小型液压升降机系统中的皮囊式蓄能器组为研究对象,利用液压系统仿真软件对液压升降机系统的势能回收及能量释放进行仿真分析。介绍系统的工作过程,搭建液压升降机系统仿真模型,并根据设计的正交试验方案进行仿真。对试验结果数据采用多元线性回归模型中逐步回归分析方法,去除对试验结果不显著的参数,得到显著性影响因素回归系数并得到其与回收效率之间的线性回归方程,根据回归方程得到显著性参数的灵敏度排序。将5个显著性参数作为优化对象,利用RBF神经网络代理模型求得在整个试验范围内的全局结果,再通过NSGA-Ⅱ多目标遗传算法得到满足囊式蓄能器组回收效率和流量特性两个目标的Pareto最优解集。对参数优化前后的仿真结果进行了对比分析,验证了代理模型和优化结果的准确性。仿真结果表明:显著性参数的灵敏度排序由高到低依次为:p_(0)、V_(1)、V_(2)、V_(3)、V_(4);优化后的蓄能器组整体回收效率较优化前略有提高,最大响应流量提高了6.76%。

飞轮储能蓄能器挖掘机动臂设计及负载特性分析

对飞轮储能蓄能器进行分析,在动臂驱动系统中加入了蓄能器以及轴向柱塞马达,以实现储存更多挖掘机动臂能量和节能控制的效果。研究利用速度传感器把测试得到的负载速度信号传输到比较器中,根据检测数据完成柱塞马达排量的实施调节功能,最终达到稳定的运行速度。研究结果表明:挖掘机阀控系统中选择一个循环下的液压执行元件进行能量利用率分析,执行元件的能量利用率达到了主泵输出的近81%,动臂能量回收占比为17.5%,回转机构的能量回收比例达到主泵输出能量8.9%。负载从位移为0的初始状态发生线性增大,表现出了稳定的运动性能,最终达到2.8 m的位移。环形活塞的压力与位移之间呈现线性变化的特征。位移由0提高到172 mm,压力则由2.1 MPa提高到3.2 MPa,实现了稳定的控制性能。

基于双蓄能器切换的非对称泵势能回收系统

针对挖掘机动臂在下落过程中单个蓄能器回收势能效率有限的问题,提出一种高低压双蓄能器切换的能量回收策略。基于能量回收原理,利用计算机仿真软件SimulitionX,根据工作装置的三维结构模型建立3D仿真模型和液压系统仿真模型。在此基础上研究挖掘机工作装置姿态对动臂势能回收效率的影响,对不同作业模式下蓄能器不同压力时的动臂伸缩过程进行模拟分析。最后调查统计了某工地挖掘机某段时间内的作业情况,并进行了计算分析。结果表明:挖掘机在该作业情况下,使用3 MPa和5 MPa的高低压双蓄能器回收能量比使用3 MPa的低压蓄能器效率提升29.23%,比使用5 MPa的高压蓄能器效率提升9.06%。

强威粉TNK对蓄能器橡胶隔膜胶料性能的影响

研究强威粉TNK对蓄能器橡胶隔膜胶料(丁腈橡胶胶料)性能的影响。结果表明:与未添加强威粉TNK的胶料相比,添加强威粉TNK可以提高填料在橡胶基体中的分散性,混炼胶的加工性能更好,硫化胶的拉伸性能、弹性、气密性和耐屈挠性能提高;强威粉TNK用量为8份时,硫化胶拉伸性能、弹性和气密性最好,耐屈挠性能明显提升。

活塞式蓄能器在超大型液压打桩锤上的应用研究

活塞式蓄能器作为液压打桩锤补偿峰值流量的辅助动力源,对液压打桩锤的动态特性有重要影响。为了优化液压打桩锤的动态特性,对双作用液压打桩锤的工作原理进行了分析,阐述了蓄能器类型的选择依据,对蓄能器容积、充气压力参数计算进行了理论分析。针对液压打桩锤打击过程中流量、压力动态变化大及流量、压力非线性耦合的特性,基于AMESim软件平台建立液压打桩锤仿真模型,以4400 kJ超大型液压打桩锤的相关数据为基础,确定仿真参数,研究蓄能器充气压力分别为18、 14 MPa条件下,对锤芯位移、速度、加速度等动态特性的影响。仿真结果表明,蓄能器充气压力18 MPa,打击过程中液压缸无杆腔峰值流量不足,最大打击速度5.5 m/s,最大打击加速度14.1 m/s^(2);而蓄能器充气压力降低到14 MPa,无杆腔没有出现供油不足现象,最大打击速度6 m/s,最大打击加速度14.2 m/s^(2),实现了打击速度快、系统稳定性好的控制效果。

基于恒压蓄能器非对称缸能量回收及强度校核

针对非对称缸工作装置在下降过程中存在较大的节流损耗问题,采用普通的蓄能器进行回收可以减小系统发热,但是当蓄能器内外压差小时,能量充放效果差,影响作业性能。因此,提出采用恒压蓄能器对非对称缸能量回收系统进行回收与利用,并对所提出的恒压蓄能器隔膜进行强度校核。首先,在Simulation X液压仿真软件中,搭建非对称泵驱动的非对称缸工作装置进行基于恒压蓄能器的能量回收系统仿真;然后,采用基于粒子群算法的并行优化设计方法,对影响回收效率的恒压蓄能器参数进行参数匹配,以提高能量回收效率;最后,对所提出的恒压蓄能器的隔膜进行强度校核与可行性分析。仿真研究结果表明:采用优化后的恒压蓄能器参数进行能量回收的方案,充放压力效果恒定,系统能量回收率达到18.9%。同时所提出的新隔膜方案满足设计强度要求,可为后续的恒压蓄能器的试制提供参考依据。

工作面蓄能器选型方法及仿真验证

为解决采煤工作面液压支架移架滞后的问题,提出了在工作面机头安装蓄能器的方案。首先对工作面需液量进行了理论计算,并基于流量需求给出了蓄能器选型方法。以张家峁煤矿新建大采高工作面为例,根据选型方法选取合适规格的蓄能器,建立全工作面液压系统仿真模型,对在工作面机头安装蓄能器的方案进行了仿真验证。仿真结果表明,安装合适规格的蓄能器后,借助其流量补偿的作用,推移千斤顶可同步完成推溜移架动作。

轮式起重机液压蓄能器的选型及应用

随着液压元器件新工艺、新材料、新技术的逐渐应用,液压系统的性能也在进一步提高。在轮式起重机升级换代的过程中,高品质的液压系统为其提供了有力的技术支撑。蓄能器作为液压系统的重要组成单元,不仅保证液压系统拥有良好的使用性能,还能够有效提升液压系统的稳定性和安全性,在改善液压系统动态品质、保证系统正常运行、减少液压冲击和降低噪声等方面起到了至关重要的作用。蓄能器合理的选型、安装及应用是保证液压系统性能的关键。

蓄能器电子束焊缝相控阵检测试验研究与工程应用

隔膜式蓄能器上、下壳体的连接采用带衬垫的电子束焊缝结构,其结构尺寸小、深宽比大,焊接过程容易产生根部未焊透缺陷。为提高隔膜式蓄能器电子束焊缝的缺陷检出率,采用相控阵技术对其开展试验研究。首先,利用CIVA超声仿真软件建立该蓄能器结构模型,并对典型的根部未焊透缺陷进行仿真分析。然后,在仿真分析的基础上加工出含根部未焊透模拟缺陷的蓄能器进行检测试验研究,并依据研究结果制定出检测工艺,同时给出缺陷的特征图谱。采用该检测工艺对蓄能器制造厂生产的一批隔膜式蓄能器进行工程测试应用,发现了1处根部未焊透缺陷,并确定了缺陷的精确位置和自身高度,验证了该检测工艺的准确性和可靠性。文中的研究成果为实际生产过程中蓄能器产品的电子束焊缝的焊接质量检测提供了一种可靠方法。

矿用自卸卡车转向蓄能器及蓄能器过滤装置的技术改造

为了减少矿用自卸卡车蓄能器气囊损坏后引起的液压油系统污染和转向系统故障,分析了气囊式蓄能器的内部结构、工作原理及在卡车转向液压系统中的作用,以及对气囊式蓄能器破损后污染液压系统情况;提出了在卡车转向系统与蓄能器之间油路上加装过滤装置的必要性。结果表明:通过在730E卡车转向系统安装过滤装置后,转向系统可以有效地避免因蓄能器气囊损坏后引起的液压油系统污染,同时二次净化了液压系统,减少了卡车转向系统故障,节约了维修成本。

高炉泥炮液压控制系统增设蓄能器回路技术改造

在高炉泥炮液压控制系统中,旋转液压缸和打泥液压缸工作时需要在短时间内大量供油,因此必须使用大流量和大功率液压泵与之相配套,此外还需要配置大功率电动机、增加油箱的容积、增大液压站空间,造成生产成本增加。为了解决这一难题,研制了一种蓄能器站,用来储存液压油的能量,并在需要时快速释放,使执行元件能够实现快速、平稳的运行。同时,还能利用活塞式蓄能器本身作为气体增压缸,给储气罐充氮气。缓解了液压系统冲击,实现了两种不相容的液体与气体之间的能量传递,提高了高炉泥炮液压系统工作效率。

矿用防爆无轨胶轮车用蓄能器的匹配分析与应用

通过对蓄能器的特性以及矿用防爆无轨胶轮车液压制动系统的工作原理及使用工况进行分析,建立蓄能器在湿式制动系统中的数学模型,并以某型防爆无轨胶轮车的湿式制动系统为例,对蓄能器的匹配及在整车应用中的注意事项进行分析,明确了蓄能器的使用特点,为蓄能器的设计选型提供依据。

参数自适应型蓄能器磁流变液工作腔的分析

针对一种参数可变液压蓄能器样机(其充气压力、充气体积、工作介质阻尼系数及进油口结构参数能够根据液压系统工况变化实时调整),采用磁流变液作为其主要工作介质之一,通过磁流变液工作腔实时调整样机的阻尼系数,以满足不同液压系统动态特性的要求.重点研究磁流变液工作腔的结构及其外加电磁线圈磁路,在此基础上建立该部分数学模型,并将其与参数可变蓄能器样机整体数学模型结合进行理论分析,最后通过实验研究验证结构设计及理论分析的正确性.

吸收压力脉动的波纹管蓄能器的特性研究

建立了吸收压力脉动的波纹管蓄能器的数学模型,从理论上分析了蓄能器吸收压力脉动的效果。在此基础上,通过MATLAB软件仿真分析了蓄能器刚度、阻尼孔孔径及长度对蓄能器吸收压力脉动效果的影响,得到了蓄能器吸收压力脉动的最优参数。仿真及试验结果表明,波纹管蓄能器能有效地吸收压力脉动。

基于FTA模型蓄能器失效风险分析与对策研究

蓄能器作为轨道交通车辆制动系统中的重要组成部分,直接影响到制动压力稳定性的控制及电机、电磁阀等液压系统内其他关键部件的使用寿命,有必要对蓄能器的设计选型、使用、失效风险等方面进行分析。从蓄能器的结构组成及工作原理出发,针对蓄能器在轨道交通车辆制动系统中的特殊应用场景,收集并整理蓄能器失效模式,采用自上而下的失效演绎方法,建立故障树模型,归纳并总结出蓄能器的主要失效方式,作为研发设计、使用维护的来源及依据。结合轨道交通车辆制动系统中蓄能器的应用特点,从容量选型、预充气压力选定、安装及使用注意事项及售后运营维护等方面,阐述蓄能器的设计、使用、维护要点。结合蓄能器产品故障案例,提炼选型、设定、应用、维护建议,对制动系统集成商、车辆运营使用业主起到借鉴性的帮助。