雙反饋負(fù)載控制閥設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究
定 價(jià):108 元
叢書名:博士后文庫
- 作者:劉建彬
- 出版時(shí)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(jí)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(jì)方法,系統(tǒng)揭示了閥芯位移精確控制機(jī)理及液動(dòng)力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,設(shè)計(jì)了帶孔減振尾結(jié)構(gòu)并通過多物理場(chǎng)仿真優(yōu)化其參數(shù);研究構(gòu)建了涵蓋靜動(dòng)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(jì)體系,成功實(shí)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(tái)架測(cè)試與實(shí)車驗(yàn)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(dòng)與傳動(dòng)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。《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》青年編委,《液壓與氣動(dòng)》“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(jí)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(dòng)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(jí)間液壓-機(jī)械雙反饋原理及特性 26
2.1 級(jí)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(duì)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(dòng)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(jì)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(jì)算子系統(tǒng) 41
3.4.2 先導(dǎo)閥口過流面積計(jì)算子系統(tǒng) 41
3.4.3 主閥芯位移計(jì)算子系統(tǒng) 46
3.4.4 液動(dòng)力查表子系統(tǒng) 49
3.4.5 面積比計(jì)算子系統(tǒng) 50
3.4.6 主流量計(jì)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(dòng)態(tài)特性測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)研制 58
3.6.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及元件選型 59
3.6.2 電控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 61
3.7 閥芯位移控制與負(fù)載適應(yīng)性試驗(yàn)驗(yàn)證 63
3.7.1 閥芯位移控制特性試驗(yàn)驗(yàn)證 63
3.7.2 負(fù)載適應(yīng)性試驗(yàn)驗(yàn)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(dòng)力補(bǔ)償 68
4.1 滑閥液動(dòng)力分析與補(bǔ)償方案 68
4.1.1 液動(dòng)力分析 68
4.1.2 補(bǔ)償方案 69
4.2 軟件及計(jì)算模型 70
4.2.1 CFD軟件ANSYS/Fluent 70
4.2.2 計(jì)算模型選擇 71
4.3 網(wǎng)格劃分與邊界定義 72
4.4 無補(bǔ)償液動(dòng)力仿真與網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)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(duì)最優(yōu)直徑的驗(yàn)證 79
4.5.4 帶孔減振尾尺寸的仿真優(yōu)化 81
4.6 液動(dòng)力測(cè)試平臺(tái)研制 87
4.7 液動(dòng)力及減振尾參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)驗(yàn)證 89
4.8 本章小結(jié) 91
第5章 基于動(dòng)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(dòng)力學(xué)建模 93
5.1.1 運(yùn)動(dòng)部件受力分析和動(dòng)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(dòng)力學(xué)方程 94
5.2 狀態(tài)空間建模 96
5.2.1 動(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)建模 107
5.4.1 總體建模思路 107
5.4.2 運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)模型 114
5.5 動(dòng)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(bǔ)償阻尼對(duì)開啟過程的影響 118
5.5.3 快關(guān)閥口對(duì)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(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)驗(yàn)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(jì) 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(jì)指標(biāo) 127
6.4 主閥芯設(shè)計(jì) 127
6.4.1 主閥芯各壓力作用面積計(jì)算 128
6.4.2 主閥芯的“軟限位”與“硬限位”設(shè)計(jì) 129
6.4.3 主閥芯-主閥套的密封設(shè)計(jì)與校核 130
6.5 先導(dǎo)閥芯設(shè)計(jì) 132
6.5.1 快關(guān)閥口參數(shù)設(shè)計(jì) 133
6.5.2 先導(dǎo)閥芯-先導(dǎo)閥套密封與強(qiáng)度校核 134
6.6 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 135
6.6.1 控制活塞設(shè)計(jì) 135
6.6.2 端蓋設(shè)計(jì) 136
6.6.3 整閥密封設(shè)計(jì) 138
6.7 重要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 139
6.7.1 主閥體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 139
6.7.2 先導(dǎo)閥體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核 141
6.7.3 主閥體-先導(dǎo)閥體連接強(qiáng)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(yàn)臺(tái)研制 147
7.2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及元件選型 148
7.2.2 電控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 151
7.3 型式試驗(yàn)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(bǔ)償特性 159
7.4 實(shí)車試驗(yàn)與性能驗(yàn)證 160
7.4.1 實(shí)車測(cè)試原理 160
7.4.2 中聯(lián)起重機(jī)實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果 161
7.4.3 徐工起重機(jī)實(shí)車試驗(yàn)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