高速激光熔覆马氏体不锈钢涂层与电镀层性能对比与研究

为对比研究不同液压缸服役工况下高速激光熔覆涂层替代电镀硬铬层的可行性,分别制备了马氏体不锈钢熔覆层XG-1、XG-2和电镀硬铬涂层,开展了三种涂层组织、硬度、腐蚀性能及模拟不同工况(划伤磨损、干砂摩擦磨损、滑动摩擦磨损)下磨损性能测试,探讨了涂层失效行为及其应用工况。结果表明:XG-1、XG-2涂层微观组织致密且均匀,平均显微硬度为720.5 HV、653 HV;电镀硬铬涂层分布孔隙和裂纹等缺陷,自腐蚀电流密度为10.45μA/cm^(2),耐腐蚀性能最差;三种磨损形式下电镀硬铬涂层均发生了开裂及剥落,高速激光熔覆涂层表现出更优异的耐磨性能,适用于活塞杆易拉伤、外界富集硬质颗粒污染物、大侧向载荷等液压缸服役工况。

基于有限元的行程可调液压油缸活塞杆断裂力学性能测试

设计基于有限元的行程可调液压油缸活塞杆断裂力学性能测试方法。以行程可调液压油缸断裂的活塞杆为研究对象,采用有限元分析软件构建液压油缸活塞杆有限元模型。从宏观形貌、拉伸性能、硬度及粗糙度等方面,测试了行程可调液压油缸活塞杆的断裂力学性能。结果表明:经过拉伸和硬度测试发现,试件的弹塑性较差;粗糙度变大是导致行程可调液压油缸活塞杆发生断裂的主要原因;断裂试件的纵向残余应力变化较大,断裂后为504 MPa。

液压作动器关键部件摩擦磨损性能分析

为了探究不同润滑状态下,液压作动器关键部件材料和表面处理技术的选择对摩擦磨损性能的影响,在干摩擦、乏油润滑以及充分供油润滑3种润滑状态下,分别对活塞-液压缸内壁与活塞杆-端盖2种应用工况开展正交摩擦试验。通过测试不同对摩副的摩擦因数、磨损量以及磨损前后表面形貌的变化,分析润滑状态对2种应用工况磨损性能的影响。受导向带的表面织构及碳化钨自润滑性能的影响,在干摩擦与乏油润滑状态下,活塞-液压缸配伍界面采用40Cr-导向带对摩副、活塞杆-端盖配伍界面采用碳化钨-导向带对摩副时的摩擦因数较低;而在充分供油润滑条件下,由于接触界面之间会形成油膜,使得摩擦磨损趋势与上述结果相反,活塞-液压缸配伍界面采用Cu-40Cr对摩副、活塞杆-端盖配伍界面采用Cu-碳化钨对摩副时的摩擦因数较低。

采煤机行程传感调高液压缸的研制

根据井下工况特点,研制了一种适用于采煤机的行程传感调高液压缸,介绍了传感器全内置的安装结构和行程测量原理,建立了采高测量模型及其控制系统,指出了行程传感液压缸的性能特点和优势,经现场使用验证,可有效提升采高监测的准确性和可靠性。

工程机械用液压缸活塞杆的仿生轻量化设计

对竹子进行了随机采样,并分别从宏观和微观两个尺度进行了结构观测。在此基础上,提取出了宏观变壁厚带节特征和微观多胞分布特征,并将这些结构特征应用至工程机械用液压缸活塞杆的轻量化设计上,得到了变壁厚带结活塞杆、多胞薄壁活塞杆及多胞变壁厚带结叠加结构活塞杆等三种仿生结构活塞杆。与传统轻量化设计方法得到的空心活塞杆相比,三种仿生结构活塞杆的质量分别减轻了22.652%,54.927%和6.326%。利用ABAQUS有限元软件分别对各结构活塞杆进行了最大受压条件下的静力学数值模拟。应力结果表明:变壁厚带结活塞杆和多胞变壁厚带结叠加结构活塞杆上的最大压应力均未超过材料的许用应力,满足强度要求,且仿生活塞杆的应力集中面积均较小。变形结果表明:三种仿生活塞杆均能满足合理变形要求。

基于ABAQUS的掘进机液压缸轻量化设计

针对掘进机液压缸的质量占比相对较大、能量利用率低等不足,提出了一种基于ABAQUS的液压缸轻量化设计方案。通过分析掘进机液压缸工作原理,以活塞杆作为液压缸轻量化设计目标,采用结构优化的思路将活塞杆改为空心结构,并运用Creo三维建模软件构建了空心活塞杆几何模型,利用ABAQUS中的Tosca优化模块进行拓扑优化,得出最佳模型参数。有限元分析结果表明:空心活塞杆的整体变形量较小,最大变形发生在端口位置,值为0.138 mm;最大应力发生在活塞杆与活塞的连接部位,最大值为342.18 MPa,在许用应力范围内,满足轻量化设计要求;轻量化设计后的活塞杆质量降低约22.85%,效果明显。

基于ABAQUS的液压缸活塞杆应力分析与优化

因液压缸活塞杆退刀槽处存在应力集中,在往复工作中受冲击力易导致活塞杆断裂失效。使用Solidedges软件对滑移装载机液压缸活塞杆进行建模,使用ABAQUS有限元分析软件分别对曾用结构、目前结构和改进结构活塞杆进行有限元分析,求解出每种活塞杆所对应的应力大小。根据分析结果对活塞杆结构进行优化,提高了活塞杆寿命,保证了滑移装载机的可靠性。

AMESim液压仿真技术及其在液压缸性能分析中的应用

在AEMSim仿真环境下,运用该软件内置的液压库、机械库以及相关模型库,构建液压缸的位置控制系统模型,通过调节仿真模型中各个部件的参数对液压缸活塞杆的位移进行仿真分析,绘制液压缸活塞杆的实际输出位移与期望位移和两者之差的仿真结果。结果表明:当增益4为250时,输出的位移与预期设置的位移之间的稳态误差是符合要求的,但动态跟踪误差超过了预期设定的范围,即超过了0.015 m;当增益4调整为500时,虽然动态跟踪误差满足要求,但稳态误差超标,超过了0.0005 m。所以增益值不是越大越好,而应该根据要得到的精度和具体要求进行实时调整,进而通过获得最佳的增益值来获得最佳的输出。研究结果为液压系统设计、后续评估及测试提供了参考。

采煤机电液比例自动调高系统研究

为解决采煤机调高系统采用传统电磁换向阀控制存在精度低、响应慢以及适应能力差的问题,在对电液比例方向阀自动调高原理分析的基础上,对电液比例方向阀的自动调高系统中的电液比例方向、调高油缸以及位移传感器等器件进行重新选型设计;并对传统PID控制器和单神经元PID控制器的控制效果进行对比,为今后实践生产应用提供理论指导。

雷达天线边块锁销缸活塞杆缩回问题原因分析及改进措施

针对某型地面雷达在调试、使用过程中发生的液压系统天线边块锁销缸活塞杆缩回问题,分析了双液控单向阀两腔密封性能的差异,及油液温度效应对锁销缸锁紧回路静态性能的影响,阐述了问题产生的机理,提出了采用单液控单向阀的策略,并通过试验验证了该策略的有效性,对其他锁紧和平衡等液压回路研究有一定的参考价值。

细长型液压启闭机液压缸筒活塞杆挠度的计算分析

基于改进的液压缸阶梯杆模型,对细长型液压启闭机液压缸筒及活塞杆的挠度进行了计算分析,考虑了液压缸安装角度、缸筒与活塞杆配合间隙、液压缸活塞杆自重以及油液质量对杆轴横向变形的影响;依据固体力学基础理论对缸筒、活塞杆的受力与变形进行计算推导,通过建立和求解挠度方程获得了液压缸筒、活塞杆挠度的解析计算方法,并结合工程实际给出了应用算例.结果表明,与有限元计算方法相比,文中方法的计算误差在5%以内.

液压缸活塞杆表面耐腐性研究及应用

当前在海南沿海、岛礁等高温,高湿,高盐雾恶劣环境中应用的液压缸传统镀Cr的活塞杆极易受到腐蚀:一旦出现锈蚀、损伤等缺陷,就会引起液压系统泄漏、卡滞、多余物污染等异常。采取调研试制、理论分析、试验验证等方式,对4种热喷涂涂层活塞杆的微观形貌、金相成分等方面进行分析研究,并开展自然环境考核对比试验,为恶劣环境中液压缸活塞杆的耐腐性设计提供指导。

水压缸活塞环密封运动阻力研究

针对控制棒水压驱动机构单缸步进动态过程,根据水压缸活塞环密封机构的特点,分析水压缸单缸步进过程中运动阻力的来源,建立运动过程的动态理论模型。利用控制棒水压驱动机构单缸性能实验的结果,推导出水压缸单缸步进过程中运动阻力的变化过程。通过对运动阻力参数和步进过程中缸内压力以及步升速度动态参数的分析,得到了水压缸单缸步进过程中运动阻力的计算模型。由该模型计算所得步进动态位移曲线与控制棒水压驱动机构单缸步进实验位移曲线吻合得很好。本研究结果为控制棒水压驱动机构单缸步进过程的动态模拟以及控制棒水压驱动机构在步进过程中各部件的应力分析奠定了理论基础。

活塞杆密封试验缸设计

活塞杆密封试验缸的设计是液压支架立柱、千斤顶蕾形复合密封圈密封试验研究的一部分。根据密封试验要求,在往复运动下,满足压力恒定的条件,对活塞杆密封试验缸进行参数计算,设计出满足活塞杆密封试验的液压缸。

对称式二次正交铰杆增力机构与双活塞无杆液压缸的组合系统

介绍了一种由对称式二次铰杆增力机构与双活塞无杆液压缸组合而成的液压-机械复合传动装置的工作原理,给出了相应的力学计算公式。该系统具有结构紧凑、磨擦损失小且输出力大等优点。

液压-机械复合夹紧装置

提出了以可装配式内置齿条活塞杆与曲柄连杆机构组合得到液压-机械复合夹紧装置的创新设计理念,给出了具体设计案例和力学计算公式。案例说明,内置齿条活塞杆与曲柄连杆机构组合构成的液压-机械复合夹紧装置,具有高性能、高灵活性、短开发周期、低生产成本的特点。

解决铰杆-杠杆增力液压夹具自由度不足的新方法——滚动高副取代低副法

简要介绍了解决铰杆-杠杆增力液压夹具自由度不足的三种现有技术方案,提出了一种新的方法——滚动高副取代低副法。基于新方法而设计的夹具系统,结构紧凑,刚性好,摩擦损失小。

双面斜楔增力液压传动夹具

介绍了双面斜楔增力机构与无杆液压缸组成的夹具系统,分析了其性能特点,给出了相应的力学计算公式。与已有的单面斜楔增力机构与无杆液压缸组成的夹具相比,该创新型夹具的摩擦损失显著降低,活塞受力状况显著改善。

一种棱台活塞杆锁紧液压缸

一种单作用机械锁紧液压缸,负载压缩活塞杆退回,液压缸活塞杆采用棱台形状,依靠棱台具有斜度的侧面与楔块的楔紧作用达到锁紧目的,这种方式可明显提高锁紧力及锁紧质量;同时使用常用材料便可加工制造,成本较低,而且锁紧可靠,使用寿命长。

采煤机阀控液压缸PID调高系统优化研究

给出了采煤机阀控液压缸PID调高系统的工作原理,基于AMESIM建立了系统仿真模型,在调高目标值为定值和阶段变化情况下,利用遗传算法分别进行了PID参数优化并获得了三组优化值,优化结果表明:在目标值为定值时,优化后的活塞位移响应速度得到提高,响应时间为0. 39s;在目标值阶段变化时,优化后的活塞位移响应速度同样得到提高,响应时间为0. 15s。进一步证明了该方法能够优化出PID参数的较优值,对采煤机阀控液压缸PID调高系统具有指导意义。