水液压技术在煤矿支护装备中的应用及其研究进展

水液压技术相对于油压具有安全环保、节约资源、使用方便等诸多优点,是当前国际上流体传动与控制领域研究的热点方向之一,但水液压元件存在的气蚀、磨损、腐蚀及泄漏等共性问题,严重制约了水液压技术的进一步发展。乳化液水液压技术采用高水基的乳化液为工作介质,同时兼顾矿物油介质和纯水介质的优点,在煤矿井下得到应用广泛。介绍了乳化液水液压技术在煤矿支护装备中的应用,分析了其存在的污染、润滑和磨损等问题,并重点阐述了煤矿支护装备中核心部件煤矿水压三用阀阀芯微造型的相关研究进展,最后对煤矿水液压技术的发展趋势进行了总结和展望。

阀芯微造型动压承载力的交互试验分析

以水压三用阀阀芯为研究对象,通过在阀芯表面加工微造型以改善其润滑和抗磨性能。采用CFD方法建立阀芯微造型的动压润滑模型,研究阀芯表面的压力分布和承载力特性,然后选择L_(27)(3~5)交互试验表,开展动压承载力的交互试验分析,研究分析液膜厚度、微造型深度、半径、形貌、阀芯移动速度以及液膜厚度与微造型深度、半径之间的交互作用对阀芯承载力的影响,并确定最优模型。结果表明:在阀芯表面设置微造型能够在阀芯与阀套之间产生承载力,各因素中对液膜承载力的影响由强至弱依次是液膜厚度、阀芯移动速度、微造型半径、形貌以及深度,最终分析得到的最优模型A_3B_3C_3D_1E_3,比方案中的最大承载力提高了14.5%。

水液压数字阀陶瓷化的性能研究

水液压数字阀的阀芯工况恶劣,对材料的强度和耐磨性都有较高要求。针对水液压传动对数字阀元件的要求,从实用角度出发,采用氮化硅陶瓷材料制造阀芯,能够发挥其强度高、硬度大、耐磨性能好及不受腐蚀影响的优点,通过抗磨试验研究了氮化硅陶瓷阀芯的磨损情况,并通过Matlab/Simulink软件对装有陶瓷阀芯的水液压数字阀的动态性能及输入输出特性进行仿真分析。研究结果表明:用氮化硅陶瓷制造的水液压数字阀的阀芯耐磨性好、磨损率低;装有陶瓷阀芯的水液压数字阀具有良好的动态特性及输入输出特性。

不同微造型对水压安全阀阀芯润滑的影响

为改善水压安全阀阀芯润滑性能,在阀芯表面加工微造型。在建立球冠形、圆柱形表面微造型几何模型基础上,利用基于N-S方程的CFD方法分析2种微造型对阀芯润滑性能的影响,并着重分析面积率、深度2种参数下阀芯表面的压力分布的规律。

基于微造型水压三用阀阀芯承载力研究

以水压三用阀阀芯为研究对象,在阀芯表面设置微造型形貌。采用基于N-S方程的CFD方法分析微造型的动压润滑特性,分析微造型间隙、阀芯移动速度与微造型形貌等因素对阀芯表面承载力特性的影响。研究结果表明:在阀芯表面加工微造型能产生动压润滑效果;阀芯移动速度越大承载力越小;微造型上、下壁面承载力方向随着微造型间隙H_0增大而改变。

孔径分布函数对水分在非饱和土体中迁移的作用（英文）

目的:了解孔径分布函数对水分在非饱和土体中迁移的影响,并提出相关数学模型,量化非饱和土体在不同吸力作用下的渗透系数。创新点:从孔径分布函数出发探讨土体的工程性质,以日常生活中所用的阀门模型解释非饱和土体在不同吸力作用下的渗透系数。提出采用非饱和土渗透系数的实验数据,间接估算土体的孔径分布函数。方法:从物理模型推导相关数学公式,并用实验结果对数学公式进行验证。结论:孔径分布函数主导非饱和土的渗透系数;孔径分布函数是连接土体两大水力特性(包括水土特征曲线和渗流方程)的桥梁。孔径分布函数对水分在土体中迁移的作用可以用日常生活中使用的阀门模型简单描述。基于阀门模型,土体的孔径分布函数也可以由土体的非饱和渗透系数的相关实验数据间接估算得到。