变排量非对称轴向柱塞泵控制特性分析

变排量非对称轴向柱塞泵(Variable-displacement asymmetric axial piston pump,VDAAPP)直接控制单活塞杆缸闭式系统具有结构紧凑、能效高的优势。在定排量三配流窗口轴向柱塞泵的基础上,提出基于斜盘摆角位置反馈的PD变排量控制策略。建立VDAAPP的数学模型,运用近似线性化及降阶的方法分析影响VDAAPP频响的因素,并对斜盘变量阻力矩进行研究。在AMESim中建立VDAAPP电液仿真模型,通过对斜盘受力特性的仿真分析,验证了阻力矩计算的正确性。搭建VDAAPP试验平台,对系统的动态性能进行测试。试验和仿真结果表明,当非对称轴向柱塞泵一个配流窗口吸油、两个配流窗口排油时,非对称轴向柱塞泵斜盘存在较大的单向阻力矩,此单向力矩会降低斜盘摆角减小过程中的动态响应;当采用PD控制、比例系数kp=3时,VDAAPP可实现零超调的变排量控制,且具有较高的响应速度,验证了所提控制方法的合理性。     

横轴流式玉米柔性脱粒装置设计与试验

针对黄淮海地区玉米籽粒直收过程中籽粒破碎率和未脱净率高的问题,结合现有玉米脱粒滚筒的结构特点,设计了横轴流式玉米柔性脱粒装置。该装置内置柔性脱粒滚筒,脱粒元件采用柔性钉齿和弹性短纹杆组合结构,实现了玉米果穗的柔性低损伤脱粒。研究了滚筒关键设计参数对脱粒性能的影响,建立了该脱粒滚筒关键结构参数的设计方法;利用ADAMS软件进行了动平衡模拟仿真,开展脱粒系统的动平衡试验,保证了整机工作的可靠性;选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素进行了室内台架正交试验,确定较优参数组合:喂入量为8 kg/s,滚筒转速为450 r/min,凹板间隙为40 mm。在该条件下,玉米果穗的籽粒破碎率为0. 65%,未脱净率为0. 59%,符合国家相关标准要求。     

永磁变刚度机构柔性机器人力学特性研究

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。     

轴向柱塞泵全局耦合动力学建模

轴向柱塞泵内部子系统强耦合作用下柱塞泵呈明显的全局耦合特性,而柱塞泵传统局部动力学模型普遍存在恒压力、定转速等假设条件,缺乏对全局耦合特性的综合分析能力,为此在分析子系统间结构关系及耦合情况的基础上,提出一种基于数组的键合图建模方法,建立了斜盘式轴向柱塞泵键合图模型。进行了柱塞-滑靴子系统摩擦学-动力学耦合机理分析,并定义能量损耗因子,综合包含非线性因素的各子系统动力学方程参数,最终导出柱塞泵全局耦合动力学模型。对模型进行了仿真,仿真结果与实际情况吻合,验证了模型的有效性和正确性。     

两段收获花生螺杆弯齿式轴流摘果装置设计与试验

针对现有花生摘果装置普遍存在的摘果损伤率高且易缠绕、堵塞和排秧困难等问题,以及满足我国两段式花生收获的捡拾联合收获机摘果装置研究需要,在研究两段式花生收获方式下花生植株性状与特点基础上,设计了一种螺杆弯齿式轴流全喂入花生摘果装置,摘果作业时,花生植株受螺杆、弯齿和凹板筛共同作用使花生荚果从花生茎秆上脱离,因螺杆有螺旋角、弯齿有倾角,花生植株沿摘果滚筒圆周运动的同时,受轴向分力作用排出机外,在保证高摘净率和低损伤率的同时避免植株在滚筒中缠绕和堵塞;对关键部件(螺杆、弯齿和凹板筛等)进行了设计与计算。以晾晒3~5 d的辽宁主栽花生品种"花育30"为试验材料,以弯齿与滚筒母线夹角、弯齿弯角和螺杆与滚筒母线夹角为试验因素,以摘净率和破碎率为试验指标,运用回归正交旋转试验方法,对样机进行了两段收获条件下的摘果性能试验;建立试验因素与试验指标之间的数学模型并进行响应面优化试验分析,结果表明:在弯齿与滚筒母线夹角为33°、弯齿弯角为60°和螺杆与滚筒母线夹角为23°时,花生摘果综合指标最优,花生摘净率为98.96%,花生破碎率为0.88%,均优于行业标准,满足实际生产要求。     

大型轴流泵水力不稳定区研究

大型轴流泵的水力不稳定区的存在不仅影响泵站安全启动,而且限制泵站稳定运行的范围。当同一扬程点下对应3个流量点时,轴流泵运行工况点进入水力不稳定区,在闭式试验台条件下,该区范围为谷峰和谷底之间的区域。轴流泵旋转失速与进水条件恶化是导致水力不稳定区产生的二大因素。随着南水北调跨流域调水工程建设和全国大中型泵站改造的实施,如何预防和避免大型轴流泵进入水力不稳定区显得非常迫切和重要。     

反渗透海水淡化用提升泵的设计

针对提升泵存在轴头力过大的问题,采用调整口环直径、前盖板加装辅助叶片、降低转速等方法进行轴向力平衡,对于2500 t/d反渗透海水淡化的提升泵,通过降低转速增加叶轮尺寸的方法来平衡轴向力使结构更趋合理.结合反渗透海水淡化的工艺流程,提出提升泵性能参数的确定方法.鉴于提升泵入口高压的运行环境,选择单级悬臂、双蜗壳、三推力轴承组合结构形式,采用较粗的轴径和较小的悬臂比,提高系统的稳定性.应用新型的上游泵送机械密封,通过100 h的运转试验,在较高的压力环境下运行,仍能保持良好的密封性能,且断面无接触,磨损量小,解决了高压环境下轴封反复失效的问题.     

Concept and feasibility study for the integrated evaluation of environmental monitoring data in forests

In the 1970s unexpected forest damages, called “new type of forest damage” or “forest decline”, were observed in Germany and other European countries. The Federal Republic of Germany and the German Federal States implemented a forest monitoring system in the early 1980s, in order to monitor and assess the forest condition. Due to the growing public awareness of possible adverse effects of air pollution on forests, in 1985 the ICP Forests was launched under the convention on long-range transboundary air pollution (CLRTAP) of the United Nations Economic Commission for Europe (UN-ECE). The German experience in forest monitoring was a base for the implementation of the European monitoring system. In 2001 the interdisciplinary case study “concept and feasibility study for the integrated evaluation of environmental monitoring data in forests”, funded by the German Federal Ministry of Education and Research, concentrated on in-depths evaluations of the German data of forest monitoring. The objectives of the study were: (a) a reliable assessment of the vitality and functioning of forest ecosystems, (b) the identification and quantification of factors influencing forest vitality, and (c) the clarification of cause-effect-relationships leading to leaf/needle loss. For these purposes additional data from external sources were acquired: climate and deposition, for selected level I plots tree growth data, as well as data on groundwater quality. The results show that in particular time series analysis (crown condition, tree growth, and tree ring analysis), in combination with climate and deposition are valuable and informative, as well as integrated evaluation of soil, tree nutrition and crown condition data. Methods to combine information from the extensive and the intensive monitoring, and to transfer process information to the large scale should be elaborated in future.

农业面源污染负荷空间分布及风险评价研究进展

为了研究农业面源污染负荷空间分布及风险评估,综述了国内外近10年的最新研究进展,发现在农业面源污染空间分布及风险评估上的研究较多,其中污染的源因子及迁移因子空间分布研究进展颇多,而在综合风险评价上的研究还比较缺乏,对污染负荷的分布特征及其相关性的研究还存在不足,今后还需研究污染负荷分级区划与管理控制措施研究。