基于AMESim的长力行程气液增力缸性能仿真与结构改进

目前气液增力缸的力行程一般只有10~30 mm,使其应用受到了较大限制。为扩大其使用范围,设计了一款力行程达100 mm的气液增力缸,采用淡水作为液压介质。通过仿真软件AMESim对气液增力缸一个工作周期的主要工作特性进行了建模及数值计算仿真,得到了气液增力缸主要工作参数在各个工作过程中的变化特征。针对采用气控节流阀在大力行程气液增力缸控制上存在的问题,提出一种更优的采用电磁控制换向阀的控制方案,并提出增加弹射弹簧的新结构,有效地提高了气液增力缸的工作效率。

深海液压系统压力补偿器研究

水下液压技术在深海探测、资源开发得到广泛应用。为消除海水压力对液压系统影响,提高系统效率,节省能源,液压系统一般均采用压力补偿技术。压力补偿器作为压力补偿技术的关键元件,一直以来依靠经验进行设计。本文通过系统仿真软件AMESim对水下液压系统进行仿真,得到了补偿器结构参数及液压系统参数对液压系统压力的影响。预充压力相同时,补偿器弹簧刚度越大,补偿器压力下降越快,与环境压差越小;补偿器内径越大,系统压力波动峰值越小;补偿器活塞质量越大,压力波动峰值越大,冲击越大;由于负载作用,油缸工作时两侧很有可能低于环境海水压力,导致系统进水,但在油缸两端增加节流阀控制油缸工作速度,可以显著提高油缸两端压力,提高系统密封可靠性。

超小排量高压轴向柱塞泵的研制

为满足外骨骼机器人、工业机械手及航空航天设备小型化和轻量化要求,研制了一种超小排量高压轴向柱塞泵,其排量为1 m L/r,额定工作压力为25 MPa,额定转速为3000 r/min,体积为89.3 mm×44 mm×42 mm,重量为430 g。该泵可双向运转,在高、中、低速运行状态下均具有良好性能。结构上采用球面配流和波形弹簧,前者具备自动调心功能,有效减少泄漏,提高容积效率;后者的应用可进一步减小泵的体积,提高功率密度比。实验表明,所研制高压柱塞泵体积小,重量轻,功率重量比高达17 W/g,额定工作条件下容积效率95%以上,各项性能指标达到设计要求。

基于AMESim水下复杂均衡系统仿真及优化

针对潜水器浮力调节系统和纵倾平衡系统相互独立,占用空间大的问题,提出一种复杂水下均衡系统。该系统在均衡过程中,由于前后2个水箱密闭,极易造成水箱负载不等,从而导致2个水箱在注排水过程中流量相差较大。因此,采用分流集流阀进行优化设计,通过分别建立AMESim仿真模型,研究分析系统注排水过程的流量特性,解决注排水过程中流量分布不均的问题。仿真结果表明,该复杂均衡系统采用分流集流阀后,注排水流量分配明显较为平均,单路流量分流精度达3.8%,集流精度达2.4%。