雙反饋負(fù)載控制閥設(shè)計與應(yīng)用研究
定 價:108 元
叢書名:博士后文庫
- 作者:劉建彬
- 出版時間:2025/11/1
- ISBN:9787030832375
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:TH134
- 頁碼:179
- 紙張:
- 版次:1
- 開本:B5
本書創(chuàng)新性地提出了級間液壓-機(jī)械雙反饋原理,攻克了大流量液壓閥高精度流量控制與負(fù)載適應(yīng)性協(xié)同優(yōu)化的技術(shù)難題;通過建立雙反饋負(fù)載控制閥正向設(shè)計方法,系統(tǒng)揭示了閥芯位移精確控制機(jī)理及液動力動態(tài)補償機(jī)制,設(shè)計了帶孔減振尾結(jié)構(gòu)并通過多物理場仿真優(yōu)化其參數(shù);研究構(gòu)建了涵蓋靜動態(tài)特性的完整仿真模型,開發(fā)了主閥芯-閥套、先導(dǎo)閥芯-閥套等核心組件設(shè)計體系,成功實現(xiàn)該原理在重型汽車起重機(jī)變幅系統(tǒng)中的工程應(yīng)用。經(jīng)臺架測試與實車驗證,雙反饋系統(tǒng)展現(xiàn)出卓越的啟閉特性與工況適應(yīng)性。
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2012/09 - 2017/12,浙江大學(xué),機(jī)械電子工程,博士,導(dǎo)師:楊華勇
2008/08 - 2012/06,浙江大學(xué),機(jī)械電子工程,學(xué)士2021/07至今,天津大學(xué),機(jī)械工程學(xué)院,副教授
2018/06 - 2021/06,天津大學(xué),機(jī)械工程學(xué)院,講師機(jī)械電子工程/柔性流體驅(qū)動與傳動作為通訊作者、第一作者發(fā)表論文32篇,其中SCI檢索20篇,EI檢索12篇!稒C(jī)械工程學(xué)報》青年編委,《液壓與氣動》“特種流控”?敝骶
目錄
“博士后文庫”序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與國家需求 1
1.2 流量閥級間控制方式研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 機(jī)械反饋方式在流量閥中的應(yīng)用 3
1.2.2 液壓反饋方式在流量閥中的應(yīng)用 5
1.3 負(fù)載控制閥技術(shù)現(xiàn)狀 8
1.3.1 直動式負(fù)載控制閥 8
1.3.2 先導(dǎo)式負(fù)載控制閥 14
1.4 本書內(nèi)容安排 21
1.5 本章小結(jié) 24
第2章 級間液壓-機(jī)械雙反饋原理及特性 26
2.1 級間雙反饋原理 26
2.2 雙反饋原理特性分析 28
2.2.1 雙反饋原理與單反饋原理的對比 28
2.2.2 雙反饋原理可附加特性分析 30
2.3 雙反饋原理的應(yīng)用 31
2.3.1 單向/雙向比例節(jié)流閥 31
2.3.2 調(diào)速閥 32
2.3.3 負(fù)載控制閥 33
2.4 本章小結(jié) 33
第3章 閥芯位移精確控制與負(fù)載適應(yīng)性 35
3.1 可動部件受力平衡與橋路液阻關(guān)系分析 35
3.1.1 穩(wěn)態(tài)受力平衡關(guān)系建立 36
3.1.2 穩(wěn)態(tài)液壓橋路關(guān)系計算 36
3.2 主閥芯位移控制特性分析 37
3.3 閥芯位移控制負(fù)載適應(yīng)性分析 38
3.4 靜態(tài)控制特性建模 40
3.4.1 先導(dǎo)組件位移計算子系統(tǒng) 41
3.4.2 先導(dǎo)閥口過流面積計算子系統(tǒng) 41
3.4.3 主閥芯位移計算子系統(tǒng) 46
3.4.4 液動力查表子系統(tǒng) 49
3.4.5 面積比計算子系統(tǒng) 50
3.4.6 主流量計算子系統(tǒng) 50
3.4.7 其他子系統(tǒng) 52
3.5 閥芯位移控制與負(fù)載壓力適應(yīng)性仿真 52
3.5.1 閥芯位移控制特性仿真分析 52
3.5.2 負(fù)載壓力適應(yīng)性仿真分析 55
3.6 閥芯靜動態(tài)特性測試試驗臺研制 58
3.6.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計及元件選型 59
3.6.2 電控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 61
3.7 閥芯位移控制與負(fù)載適應(yīng)性試驗驗證 63
3.7.1 閥芯位移控制特性試驗驗證 63
3.7.2 負(fù)載適應(yīng)性試驗驗證 65
3.8 本章小結(jié) 67
第4章 基于帶孔減振尾的大流量錐滑閥液動力補償 68
4.1 滑閥液動力分析與補償方案 68
4.1.1 液動力分析 68
4.1.2 補償方案 69
4.2 軟件及計算模型 70
4.2.1 CFD軟件ANSYS/Fluent 70
4.2.2 計算模型選擇 71
4.3 網(wǎng)格劃分與邊界定義 72
4.4 無補償液動力仿真與網(wǎng)格無關(guān)性驗證 73
4.5 減振尾關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化 75
4.5.1 最優(yōu)減振尾直徑的仿真研究 75
4.5.2 最優(yōu)連桿長度的仿真研究 78
4.5.3 最優(yōu)連桿長度下對最優(yōu)直徑的驗證 79
4.5.4 帶孔減振尾尺寸的仿真優(yōu)化 81
4.6 液動力測試平臺研制 87
4.7 液動力及減振尾參數(shù)優(yōu)化試驗驗證 89
4.8 本章小結(jié) 91
第5章 基于動力學(xué)的閥芯穩(wěn)定性與啟閉特性 93
5.1 關(guān)鍵環(huán)節(jié)動力學(xué)建模 93
5.1.1 運動部件受力分析和動力學(xué)方程 93
5.1.2 容腔-節(jié)流口液壓阻尼網(wǎng)絡(luò)分析和動力學(xué)方程 94
5.2 狀態(tài)空間建模 96
5.2.1 動力學(xué)方程線性化 97
5.2.2 狀態(tài)空間模型 99
5.3 閥芯動態(tài)穩(wěn)定性分析與優(yōu)化 100
5.3.1 典型工況分類與穩(wěn)定性判斷 101
5.3.2 關(guān)鍵參數(shù)的根軌跡分析與穩(wěn)定性優(yōu)化 104
5.4 整閥動力學(xué)建模 107
5.4.1 總體建模思路 107
5.4.2 運動部件S函數(shù)子模型搭建 107
5.4.3 容腔和節(jié)流口子系統(tǒng)模型搭建 112
5.4.4 整閥動態(tài)模型 114
5.5 動態(tài)特性仿真分析與優(yōu)化 116
5.5.1 啟閉特性分析 116
5.5.2 補償阻尼對開啟過程的影響 118
5.5.3 快關(guān)閥口對關(guān)閉過程的影響 118
5.5.4 啟閉特性先導(dǎo)控制 119
5.6 動態(tài)特性試驗驗證 120
5.7 本章小結(jié) 122
第6章 雙反饋大流量負(fù)載控制閥設(shè)計 123
6.1 大流量負(fù)載控制閥性能需求 123
6.2 雙反饋原理適用性分析 125
6.3 設(shè)計指標(biāo) 127
6.4 主閥芯設(shè)計 127
6.4.1 主閥芯各壓力作用面積計算 128
6.4.2 主閥芯的“軟限位”與“硬限位”設(shè)計 129
6.4.3 主閥芯-主閥套的密封設(shè)計與校核 130
6.5 先導(dǎo)閥芯設(shè)計 132
6.5.1 快關(guān)閥口參數(shù)設(shè)計 133
6.5.2 先導(dǎo)閥芯-先導(dǎo)閥套密封與強度校核 134
6.6 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計 135
6.6.1 控制活塞設(shè)計 135
6.6.2 端蓋設(shè)計 136
6.6.3 整閥密封設(shè)計 138
6.7 重要結(jié)構(gòu)強度校核 139
6.7.1 主閥體結(jié)構(gòu)強度校核 139
6.7.2 先導(dǎo)閥體結(jié)構(gòu)強度校核 141
6.7.3 主閥體-先導(dǎo)閥體連接強度校核 142
6.8 本章小結(jié) 146
第7章 雙反饋負(fù)載控制閥應(yīng)用 147
7.1 樣機(jī)試制 147
7.2 大流量負(fù)載控制閥試驗臺研制 147
7.2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計及元件選型 148
7.2.2 電控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 151
7.3 型式試驗與分析 155
7.3.1 單向?qū)ㄌ匦?155
7.3.2 流量控制特性 155
7.3.3 快速開啟/關(guān)閉響應(yīng)特性 157
7.3.4 負(fù)載壓力補償特性 159
7.4 實車試驗與性能驗證 160
7.4.1 實車測試原理 160
7.4.2 中聯(lián)起重機(jī)實車試驗結(jié)果 161
7.4.3 徐工起重機(jī)實車試驗結(jié)果 167
7.5 本章小結(jié) 170
第8章 總結(jié)與展望 171
8.1 主要研究結(jié)論 171
8.2 研究方向展望 172
參考文獻(xiàn) 174
編后記 180