工作油温升对液粘传动调速起动的影响

采用有限元法联立求解修正瞬态雷诺方程、热能量方程及润滑油粘温方程,对调速起动过程进行了数值模拟研究,讨论了起动过程中工作油温升对液粘传动调速起动的影响.结果表明,流人摩擦片工作油温度为30℃时,流经摩擦片后温度约升高20T,它所引起的油膜承载力下降9%;而流人摩擦片工作油温度由30℃升至50℃时,即使不考虑流经摩擦片的温升,油膜承载力也将下降32%.这样易引起油膜承载力低于比例溢流阀死区对应压力,导致摩擦片直接接合,不能取得理想的调速起动效果.调速起动实验验证了理论分析的正确性.     

双活塞液粘调速离合器动态特性研究

为了解决液粘调速离合器摩擦副偏磨问题,提高液粘调速离合器摩擦片运动系统的响应速度,提出了一种新型双活塞结构液粘调速离合器。基于摩擦片受力模型,推导出了双活塞结构液粘调速离合器摩擦片间油膜的动态平衡方程及传递函数,并对其动态特性进行了理论分析及仿真研究。结果表明:双活塞结构液粘调速离合器与单活塞的相比输出响应速度明显提高;在输出转速为80 rad/s时,其响应时间可由52 s减少到22 s。     

基于AMESim的液粘调速离合器动态接合特性研究

为了在不增加系统装机功率的前提下提升驱动扭矩,设计了一种电机+飞轮+液粘调速离合器驱动系统。创建了驱动系统各能量传递环节的数学模型、油膜承载力模型和驱动系统的AMESim仿真模型,揭示了飞轮转动惯量、油膜厚度控制曲线等因素对液粘调速离合器动态接合特性的影响规律,得到了扭矩、转速及冲击度变化曲线,搭建了相应的实验台架。仿真和实验结果表明,通过合理控制液粘调速离合器的油膜厚度,实现了持续时间长达50 s的两倍额定扭矩的输出,可满足大中型机械设备对于启动扭矩大、冲击度小的工程需求。     

液粘制动器制动特性的研究

阐述了液体粘性制动器的制动原理,并对液粘制动器的制动特性进行了理论分析,得出了制动转矩、摩擦片间隙、摩擦片转速间的相互关系,为液体粘性制动器在实际生产中的应用提供了理论基础。     

液体粘性调速离合器专用转速调节阀研究

介绍了液体粘性传动(HVD)装置的基本工作原理和结构;分析了造成HVD装置开环转速平稳性不良的主要原因是作为HVD系统转速调节阀的常规比例溢流阀在小流量低压工况下压力调节线性度和压力稳定性不够;研究开发的一种新型HVD转速调节阀,具有优良的压力调节线性度和压力稳定性,能够显著提高HVD装置在开环工况下输出转速的平稳性,满足工业实际需要。     

磁流变调速起动控制模型建立与时间响应研究

为揭示磁流变调速起动过程中的时间响应特点及影响因素,在分析磁流变调速起动控制系统工作原理的基础上,建立输出转速控制数学模型,并利用Simulink软件对调速起动的时间响应进行仿真分析,其后在不同初始条件下开展调速起动试验研究。研究表明:磁流变调速起动响应时间随着励磁电流的减小和负载扭矩的增大而增加,而与输入转速间近似成正比例关系;试验时所测得不同因素的影响规律与仿真时基本一致,验证了理论模型和仿真分析的正确性,然而由于仿真时未考虑磁路响应和磁流变液流变响应,响应时间的仿真值与实测值相比偏小。     

液体粘性调速离合器摩擦副设计方法

借用普通湿式离合器摩擦副的传统设计方法对液体粘性调速离合器(HVD)摩擦副进行设计,无法完全满足实际工程需要。针对此情况,结合理论分析和试验研究,从负载、材料、尺寸、油槽形式、热平衡校核等各方面,对HVD摩擦副的设计方法和计算公式进行了研究。根据提出的设计方法研制的摩擦副,经工程实际现场应用证明,性能完全能够满足工程实际的需要。     

内部电弧故障下油浸式变压器热点温升建模分析

变压器热点温度是决定其运行风险和使用寿命的关键因素。变压器温度上升越限将加速绝缘老化与绝缘击穿,减少使用寿命甚至导致电力事故并造成巨大经济损失。基于有限元分析和计算流体力学建立内部电弧故障下油浸式变压器连续分布的温度场模型,将变压器铁耗、铜耗、电弧放电作为内部热源,采用热电等值电路拟合电弧放电量,考虑强迫油循环的冷却降温措施作用,将流体固体交界面对流和辐射换热作为边界条件,得到变压器的温度场模型,并通过实际变压器仿真分析验证正确性和有效性。     

石油污染对土壤毛细水上升特性的影响

为了研究石油污染对不同土质毛细水上升高度、上升速率及毛细含水率的影响,采用室内土柱试验,研究了3种不同土质土壤(塿土、黄绵土和风沙土)在5个不同污染梯度(0%、0.5%、1%、2%和4%)下的毛细水上升规律。结果表明,3种土壤毛细水上升高度均随时间的延长而增加,且土壤毛细水上升高度与时间均符合良好的幂函数,但增幅均随时间的延长而减小;在相同上升时段内,未被污染的3种土壤毛细水上升高度均明显大于石油污染土壤,并且污染程度越高,毛细水上升高度越小;相同时间段,清洁土壤和0.5%含油率的土壤毛细水上升高度均表现为风沙土上升速率最快、黄绵土次之、塿土最慢,1%、2%和4%含油率的毛细水上升高度和上升速率变化趋势相同,均表现为黄绵土最大、塿土次之、风沙土最小;随着毛细水上升高度的增加,塿土、黄绵土、风沙土毛细水量均呈减小趋势,且毛细水量均随着污染程度的加剧而降低,土壤储水量和毛细水水量有着相同的变化趋势。     

水泵调速运行利弊思考

结合多泥沙水源泵站采用降速运行的实际,通过理论分析,得出同容量两台水泵不论转速高低,只要扬程相等,叶轮磨损量应相同,但径向磨损梯度不同;降速运行后,水泵效率将会引起不同程度降低.提速后水泵效率一般都会提高.由此可知,多泥沙水源站采用降速运行方式,不是解决叶轮磨损的根本途径.     

基于扰动观测器的农用驱动电机变速滑模控制

针对农用驱动电机中存在的控制精度不良、抗扰动性差和稳定性弱问题,提出一种基于变速趋近率的滑模变结构控制策略。通过滑模变结构控制提升电机控制精度并提升控制过程中的稳定性,针对传统滑模变结构控制收敛过程中的等速趋近率存在的趋近速度慢、抖振波动大和控制精度低等问题,采用变速趋近率进行优化改进。在变速趋近率中通过引入系统范数,在电机控制过程中有效解决了趋近速度/抖振波动平衡的问题,提升了农用驱动电机的控制效率同时保证了稳定性。同时,由于电机中的内部机械参数和外界负载扰动会对农用电机的调速性能产生直接影响,针对电机控制过程中的内部参数和外界负载扰动,设计一种基于扩展滑模观测器的抗扰动技术,对其进行实时观测并补偿。通过Matlab/Simulink仿真测试和电机平台实验验证,证明了本文提出的控制策略的有效性,在启动过程中能够在0.1 s之内完成启动转速响应且无超调现象发生,有效提升了农用驱动电机的控制精度和响应速度;通过设计的扰动观测器提升其抗干扰能力和鲁棒性,当受到外界负载扰动10 N·m/-10 N·m时,可以将转速误差控制在5%之内,有效地提升了农用电机在运行过程中的稳定性和安全性。     

联合收获机传动带稳态温度场预测与试验

传动带是联合收获机的关键传动部件,在联合收获机高强度作业过程中会出现因温度升高加剧橡胶老化、表面硬化及磨损开裂等现象。针对传动带稳态温度场分布计算问题,提出了一种基于动力学模型和有限元仿真计算的传动带稳态温度场预测方法。首先,在AVL Excite TD软件中通过设置带轮的物性参数、带的动态特性参数、张紧机构摩擦和扭转参数、驱动和负载参数,构建了传动带温升热源计算模型。其次,通过分析传动带热平衡方程、确定热流分配系数和对流换热条件,建立其二维稳态温度场有限元预测模型。再次,基于联合收获机CAN总线,开发了传动带工况采集系统。最后,以GM80型小麦收获机发动机动力输出轴与后中间轴之间的联组带为对象,开展了传动带稳态温度场预测田间试验。试验结果表明：当主动轮平均转速2244r/min、从动轮平均负载338N·m时,实测稳态温度为42.55℃,仿真稳态温度为41.7℃,稳态误差为1.97%;当驱动轮平均转速2244r/min、从动轮平均负载382N·m时,实测稳态温度为45.95℃,仿真稳态温度为45.2℃,稳态误差为1.63%。两次试验的稳态误差均小于2%,验证了联合收获机传动带稳态温度场预测方法的可行性与准确性。     

基于BP神经网络PID的移栽机双闭环调速系统

为保证提高移栽机机械手行走速度的同时不失鲁棒性,选用直流电机作为驱动电机,并根据其动作时电流反馈、转速反馈、滤波、整流等多环节的传递函数简化模型设计了基于电流环和转速环的双闭环调速系统模型。引入BP神经网络自学习的控制策略,其中选取BP神经网络PID控制器取代转速环中的PI环节,并在MatLab中采用S函数嵌套控制器模块的方式搭建了基于直流电机双闭环系统仿真模型。结果表明:比较加入BP神经网络算法优化前后的双闭环调速系统响应曲线,优化后的模型超调量由4.3%降为0,过渡时间由2s以上缩短至2s,电机调速系统稳定性和鲁棒性得到提高,整排机械手启动时间更短、速度更快且能准确抓取目标。