直线共轭内啮合齿轮泵集中参数法建模与激振源研究

直线共轭内啮合齿轮泵作为高效且静谧性能良好的动力元件,在电静压作动系统得到广泛应用。本文采用集中参数法建立直线共轭内啮合齿轮泵仿真模型。建立了实验平台,对直线共轭内啮合齿轮泵进出口压力脉动进行了测试。分析了直线共轭内啮合齿轮泵在吸排油区的压力脉动、齿腔内压力分布以及齿轮和齿圈在x轴和y轴方向的径向力等激振源。研究结果表明:所建立的直线共轭内啮合齿轮泵集中参数模型具有良好的精度和可靠性;齿轮和齿圈径向力随偏转角周期变化,在x轴方向,齿轮所受到的径向力指向低压区,齿圈受到的径向力指向高压区。在y轴方向,齿轮和齿圈所受到的径向力在正负之间波动。齿轮和齿圈所受径向力在x轴方向的基频幅值均小于其在y轴方向的基频幅值;困油现象会导致齿腔压力略微升高。研究结果为直线共轭内啮合齿轮泵的优化设计和振动噪声分析提供了参考。

某水库混凝土面板施工技术与防裂工艺优化

结合某水库工程项目混凝土面板施工经验,对面板混凝土施工工艺进行了探讨与论述,尤其是针对面板混凝土施工中易出现的裂缝问题,从多角度、多层次进行了防裂施工工艺优化,从而有效提高了面板混凝土施工质量,达到了防裂减缝目的,同时也为类似工程面板施工提供了借鉴。

微型高速轴向柱塞泵转子系统力矩损失仿真分析

微型高速轴向柱塞泵转子系统在充满油液的壳体内高速旋转时,产生较大的力矩损失,影响柱塞泵的效率。首先,建立了轴向柱塞泵转子系统力矩损失仿真模型。其次,分析了其力矩损失组成和柱塞泵转速与斜盘倾角对其力矩损失的影响。最后,通过不同切片位置下柱塞泵转子系统油液速度场和压力场分布特点,分析了其力矩损失。结果表明:转子系统压差力矩损失约为其黏性摩擦力矩损失的11倍,其中,柱塞-滑靴压差力矩损失约占70%;随着转角的变化,压差力矩损失波动较大,黏性摩擦力矩损失几乎保持稳定。油液压力呈梯形分布且51.4°周期性剧烈波动,由旋转中心到壳体内壁压力逐渐增大;同时,靠近出油口和下止点位置处,油液压力较小。

小规格柱塞组件收口设计与生产仿真

柱塞组件是柱塞泵/马达的关键件,柱塞组件由柱塞和滑靴两个零件通过"柱塞收口技术"实现连接,形成球铰。收口参数的设计、选取直接决定着收口质量,影响柱塞组件的寿命。对航天用小规格柱塞收口设计和生产过程进行了仿真分析,为设计生产提供了理论指导。

实行产研一体模式 全面提高事业部管理效率

从事业部网页建设、构建事业部设计工艺任务管理平台、构建生产任务工序管理系统3个方面入手,结合产研一体模式,通过设计人员与工艺人员和一线生产装调的操作人员的密切沟通和协同,利用信息化手段,实现产研全过程信息的闭环、共享、复用,全面提高事业部管理效率。

运载火箭大功率多余度电静压伺服机构技术研究

针对新型运载火箭对大功率推力矢量控制的需求,提出了大功率多余度电静压伺服机构(Electro-Hydrostatic Actuators,EHA)技术方案,研制了双余度原理性样机进行技术验证。采用高集成一体化的模块化设计,伺服电机泵并联实现大功率输出,单个伺服电机泵满足基本摇摆功能,同时实现一度故障容错能力。建立了伺服系统控制模型,进行了数学仿真分析,完成了样机设计制造和大惯量负载试验研究,-45°相频带宽达到25.8rad/s,质量仅65kg,动态性能好,功重比高,验证了中国未来三或四余度等更高余度等级和更大功率级别的航天电静压伺服机构的技术可行性。

运载火箭发动机引流发电技术研究

提出了一种从发动机引流发电的原位电能获取技术,即从动力充沛的发动机处引流高压燃料,经能量转换装置发电后返回发动机。该技术可以大幅度减轻电源系统质量。以1200 kN液氧煤油发动机应用为例,研制了35 MPa恒速发电机和整流变换的轻质化原理性样机,搭建了驱动双摆电静压伺服机构的试验系统。测试结果表明:该系统可以满足额定270 V、峰值40 kW的伺服系统高压大电流瞬时用电需求,也可以满足28 V一般箭载电子设备用电需求。该技术有望为未来运载火箭设备多电化/全电化提供一种轻质化、高安全性、大功率的电源方案。

大功率机电静压伺服机构动态特性研究

针对大功率机电静压伺服机构在摇摆未来火箭发动机中的潜在应用,研究了其高动态实现的技术途径。结果表明,相对于大惯量摇摆发动机自身偏低的结构固有频率,泵控液压作动器可以有足够高的液压固有频率。采用结构一体化的伺服电机泵和伺服机构本体设计,可以消除传统连接导管等对液压固有频率的负面影响,结合成熟的伺服电机驱动控制技术,可以实现满意的频宽。通过进行理论仿真分析、样机设计制造和试验研究,在1000 kg·m2大惯量模拟负载条件下,输入5%满幅值指令时,10 k W级别样机的-3 d B幅频带宽达71.2 rad/s,-45°相频带宽达18.5 rad/s,且负载谐振抑制性能良好。由此可见,机电静压伺服机构具备应用于火箭摇摆发动机之类的大功率场合的高动态能力。

一种交流伺服电机泵的试验研究

研制出一种交流伺服电机泵,伺服电机与柱塞泵采用同壳同轴设计,实现了电机转子与泵芯同腔浸油,整个伺服电机泵对外无旋转动密封。在不同转速、不同负载压力下,通过对伺服电机泵的噪声、流量和电流测试与试验研究,分析影响噪声的主要因素,为交流伺服电机泵的降噪设计及性能优化提供试验依据。

航天伺服组成产品型谱研究与建设

我国航天企业从21世纪初开始积极探索加快航天事业发展的新思路、新路径，大力推进航天科研生产转型升级，初步形成了具有中国航天特色，反映中国航天事业发展需求的航天产品工程理论、方法和流程。其中，产品型谱是产品工程中的顶层规划和核心，要实施航天产品工程管理，必须首先开展航天产品型谱建设。产品型谱是用最小数目的不同规格产品。

一种低噪声集成式伺服电机螺杆泵的试验研究

研制出一种低噪声集成式交流伺服电机螺杆泵,伺服电机和液压螺杆泵同轴布局,通过内外花键连接。伺服电机螺杆泵具有流量脉动小、运行平稳性高、低噪声、能源利用率高等特点,对外只有2个液压接口和2个电气接口,密封少、密封可靠性高。运用ANSYS软件对电机螺杆泵底座进行强度分析,满足了设计要求。在不同转速、不同负载压力情况下,对伺服电机螺杆泵的噪声等级、输出流量进行了试验研究,分析了影响噪声及泵容积效率的主要因素。通过在泵吸油口处设置增压装置和冷却装置,可有效降低气穴噪声并提高泵的容积效率。

基于虚拟样机技术的冲压机器人运动学分析与仿真

根据冲压过程的特点,设计开发一种结构简单的冲压机器人。通过D-H法分析对其连杆参数利用三维实体软件与虚拟样机技术联合进行运动学仿真。为使其在运动过程能够平稳,规划其运动轨迹,使用了Step5阶跃函数编程。通过仿真得出其各个关节变量的位移,速度和加速度运动曲线,为冲压机器人的设计、优化与运动控制提供了参考数据。

千龟山丹霞地貌开发与保护探讨

对黎明美乐丹霞地貌片区进行了考察,特别对千龟山丹霞地貌形成的机理、目前状况与开发保护中存在的问题提出了相关看法和建议,为千龟山丹霞地貌的保护工作提供参考。

基于一种双出轴伺服电机的高压低噪声伺服电机泵研究

基于双出轴伺服电机的高压低噪声伺服电机泵应用于安静型场合,为机电静压伺服机构提供液压能源。该伺服电机泵采用了"单个电机+两台螺杆泵"工作模式,通过驱动控制器控制伺服电机旋转方向和转速,进而实现每台螺杆泵"泵正转工况"和"马达反转工况"的切换以及泵输出流量大小的调节,从而控制伺服作动器运动方向以及速度大小,消除了因控制阀引起的机械噪声和流体噪声。通过Ansoft软件对伺服电机设计进行了仿真计算;通过试验验证,螺杆泵具有良好的静音效果,该伺服电机泵具有高可靠性、低噪声、结构紧凑、能源利用率高等特点,用以替代传统的液压泵站,可有效地降低工作时的噪声。

一种超高速特斯拉涡轮式煤油发电机的研究

超高速特斯拉涡轮式煤油发电机(以下简称“发电机”),利用引流火箭发动机的高压煤油,将其作用于特斯拉涡轮叶片的流体剪切力转化为向外输出的旋转机械能,驱动发电机同步旋转进行发电。运用CFX流场仿真软件对其流场进行了仿真计算,得出特斯拉涡轮转子流域压力分布云图及速度矢量云图、输出功率、扭矩等参数。运用Ansoft软件对发电机空载和负载有限元分析,得出对应的直流电压波形。运用Matlab软件和Ansys仿真软件对发电机转子组件进行了临界转速计算和结构力学分析,得到了其转动的临界转速和最大形变量。

液压柱塞泵双金属支承圈真空扩散焊技术研究

针对高压柱塞泵支撑圈在工作过程中所受到高剪切应力及高摩擦力严酷条件,开展了针对其应用特点的工艺制作方法技术攻关。通过真空扩散焊接技术,在真空或保护气氛下,要使被焊接的两个工件的表面达到原子间的距离并通过相互扩散达到彼此结合,则需要在高温度、高压力及一定的时间下保持接触。采用这种方法可以实现钢与铜或铜合金高精度、高强度地有效连接。通过试验,获得了材料扩散焊所需的温度及保温时间等参数,试件经过拉伸强度测试及配合柱塞泵性能测试,满足使用要求。

双金属支承圈扩散焊替代技术研究

航天高性能变量柱塞泵作为运载火箭伺服机构的动力源,为伺服机构动作提供充足可靠的高压油源,以实现对火箭发动机喷管的推力矢量控制,使火箭按照预定的轨迹和姿态飞行。变量柱塞泵作为伺服机构能源转换的关键元件,一旦发生故障,将直接影响伺服机构的功能实现。为了满足变量柱塞泵斜盘回程机构中配套的支承圈在高速、重载工况下对高强度及耐磨性的要求,制造时采用了铜/钢双金属材料,它兼顾了钢的高强度及铜的导热性优点。

微型高速轴向柱塞泵动力学特性分析

微型高速轴向柱塞泵动力学特性影响其工作性能和寿命,主轴与缸体的振动响应以及质心轨迹可反映其动力学特性。对微型高速轴向柱塞泵结构进行合理简化,建立了其运行工况下的动力学模型。分析了工况压力21 MPa,转速分别为18000,20000,23000 r/min时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹;分析了工况转速20000 r/min,压力分别为14,21,28 MPa时,主轴与缸体的振动位移频谱、倾覆角度频谱和质心轨迹。研究结果表明:振动位移需关注偶倍频,倾覆角度需关注奇倍频,部分谐波振动响应随压力的增大而增大,主轴与缸体的质心轨迹呈扇叶形状。

双圆弧斜齿齿轮泵压力脉动试验与分析

双圆弧斜齿齿轮泵消除了困油现象,具有压力脉动小、噪声小的特点,适用于对静音性能有较高要求的场合。分析其工作原理,设计了试验工装与试验系统,对多种工况下的压力脉动进行了测试,并对结果进行了时域和频域分析,得到了抑制干扰后的压力波动曲线。结果表明,试验方法具有较高的准确性和统一性;该型泵压力脉动较小,去除干扰后脉动率可达1.5%,具有优良的静音性能。

航天高压高速天地功率分档变量柱塞泵建模与仿真

航天高压高速天地功率分档变量泵(简称分档变量泵)具有功率分档和恒压变量的特点,为了更加准确地分析其特性,得到优化改进的方向。介绍分析了其工作原理,推导数学模型,使用AMESim、MATLAB软件构建了整泵的联合仿真模型,对静态和动态性能进行了仿真,并与试验数据进行对比分析,得到了参数优化设计结果。该模型可为其他同类型泵的优化设计提供快速原型和理论支撑。仿真分析证明该型泵设计合理,功率分档和恒压变量功能可以正确实现,预升压角、阻尼孔直径需要进一步优化。