检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2025年第5期41卷 20-26页

作者：孙飞冀宏杨胜清周新生林博兰州理工大学能源与动力学工程学院兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室兰州730050 广西柳工元象科技有限公司柳州545007

为了探明高速内啮合齿轮泵摩擦副的磨损机理,改善摩擦副的润滑条件,该研究建立了内啮合齿轮泵的瞬态动力学模型,发现了齿圈的微动现象,并通过原位测量试验进行验证,结合仿真和试验明确了齿圈的微动特性。结果表明,在惯性力影响下,齿圈... 详细信息

为了探明高速内啮合齿轮泵摩擦副的磨损机理,改善摩擦副的润滑条件,该研究建立了内啮合齿轮泵的瞬态动力学模型,发现了齿圈的微动现象,并通过原位测量试验进行验证,结合仿真和试验明确了齿圈的微动特性。结果表明,在惯性力影响下,齿圈同时存在径向和轴向微动现象;转速越高,齿圈的径向微动量越大,与泵体的接触位置具有随机性,而轴向微动幅值逐渐减小,转速从1006 r/min升至3002 r/min,齿圈的轴向微动幅值减小了27μm,但与配合面的接触频率每秒增加了1.46次;齿圈端面与泵体配合面存在接触后反弹和再次接触反弹现象,并且两次接触的位置不同,仿真与实际接触位置吻合;当转速超过3000 r/min,齿轮副发生磨损,且平键连接方式下的齿圈端面磨损更明显,表明高转速下,花键连接更优,花键或平键连接方式下,小齿轮的轴向微动量均比齿圈小,最大微动量为5μm。研究结果可为高速内啮合齿轮泵摩擦副的抗磨减摩设计提供指导。

关键词：齿轮泵原位测量微动齿圈内啮合高转速

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大功率外啮合齿轮泵吸油流道结构优化与试验

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农业机械学报 2025年第4期56卷 563-570页

作者：汤荣福冀宏王素燕李彦泽代鹏云兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室兰州理工大学能源与动力工程学院柳工机械股份有限公司广西柳工元象科技有限公司

大功率外啮合齿轮泵在高转速运行时容积效率较低,无法满足电动工程机械高速化需求。首先建立传统泵三维模型,并基于三维模型的结构参数推导齿腔吸油流量-压力数学模型,对数学模型进行分析,提出一种基于“π”形槽设计的吸油流道优化方案... 详细信息

大功率外啮合齿轮泵在高转速运行时容积效率较低,无法满足电动工程机械高速化需求。首先建立传统泵三维模型,并基于三维模型的结构参数推导齿腔吸油流量-压力数学模型,对数学模型进行分析,提出一种基于“π”形槽设计的吸油流道优化方案;然后采用Pumplinx对全因子正交设计的结构参数进行计算,建立优化泵容积效率的预测模型;最后通过试验验证优化泵的性能。结果表明:径向吸油时,过流面积小,齿腔充满油液所需的瞬时压力较大,且高转速运行时,齿腔充液时间缩短,导致泵高转速运行时容积效率快速下降;通过径向-轴向联合吸油的方法,在3 000 r/min时所需Δp≥0.1 MPa的最小齿腔容积占比比径向吸油减小42.62个百分点,具有较高齿腔充液率;被优化结构参数对容积效率的影响程度从大到小依次为d2、Rm、d1,且容积效率预测模型R2为0.997 1,具有较高可靠性;传统泵运行转速大于2 700 r/min时容积效率快速下降,在3 000 r/min时容积效率降至81.87%,而优化泵在2 700 r/min后容积效率下降趋势较为缓慢,在2 800、2 900、3 000 r/min下容积效率分别提高1.8、6.79、11.64个百分点。

关键词：齿轮泵高转速容积效率径向吸油联合吸油方法

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起重机温度自补偿恒速落幅控制研究

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液压与气动 2025年第2期49卷 108-117页

作者：刘增光冯珂岳大灵魏列江苏利强高宏飞兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050

针对起重机落幅负载压力变化和油温干扰因素引起的落幅速度不均衡与操控困难问题,提出一种具有温度自补偿机制的恒速落幅控制方案,实现宽温域工况下的恒速落幅控制。通过分析起重机恒速落幅原理及变幅平衡阀流量特性,确定了变幅平衡阀... 详细信息

针对起重机落幅负载压力变化和油温干扰因素引起的落幅速度不均衡与操控困难问题,提出一种具有温度自补偿机制的恒速落幅控制方案,实现宽温域工况下的恒速落幅控制。通过分析起重机恒速落幅原理及变幅平衡阀流量特性,确定了变幅平衡阀流量与落幅角度相匹配的控制方法;利用AMESim软件获取的变幅平衡阀先导-流量-压差特性数据,构建了落幅控制器模型;在此基础上进行25、45、65℃三种油温的恒速落幅系统仿真,并结合实验进行验证。结果表明,该方案在宽温域工况下的恒速落幅角速度与设定信号的平均误差小于5%,可有效克服油温干扰,实现起重机的自动恒速落幅控制,为起重机控制系统优化提供一定参考。

关键词：起重机恒速落幅温度补偿变幅平衡阀流量匹配控制

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基于摩擦磨损试验的齿轮泵浮动侧板高压油区面积优化

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机床与液压 2025年第5期53卷 139-144页

作者：魏列江梁明远展鹏路全锋兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050

针对齿轮泵浮动侧板高压油区面积设计显著影响齿轮泵机械效率的问题,采用剩余压紧力法计算齿轮泵浮动侧板所受合力,建立侧板力平衡模型。通过有限元法计算齿轮泵端面间隙油膜反推力,得出剩余压紧力设计方法下侧板所受合力,在摩擦磨损试... 详细信息

针对齿轮泵浮动侧板高压油区面积设计显著影响齿轮泵机械效率的问题,采用剩余压紧力法计算齿轮泵浮动侧板所受合力,建立侧板力平衡模型。通过有限元法计算齿轮泵端面间隙油膜反推力,得出剩余压紧力设计方法下侧板所受合力,在摩擦磨损试验台上试验得出载荷大小对摩擦因数的影响规律。获得最优载荷后,反推出浮动侧板最优高压油区面积。结果表明:当高压油区面积为1068 mm^(2)时,齿轮泵摩擦损失为133 W,对比高压油区面积改进前,齿轮泵的机械效率提升7.9%。

关键词：齿轮泵浮动侧板摩擦磨损试验高压油区面积优化

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先导方式对比例阀振荡特性的影响机理

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液压与气动 2025年第2期49卷 36-49页

作者：李娜娜何小康魏列江万思毅张海东董成龙兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050

比例阀不同先导级控制方式会引起主阀控制腔产生不同程度的空穴和涡流,导致主阀芯具有不同的振荡现象。采用CFD流场仿真技术与可视化试验相结合的方法,研究了高速开关阀桥与比例减压阀分别作为比例阀先导级时其控制腔的流场特性,通过流... 详细信息

比例阀不同先导级控制方式会引起主阀控制腔产生不同程度的空穴和涡流,导致主阀芯具有不同的振荡现象。采用CFD流场仿真技术与可视化试验相结合的方法,研究了高速开关阀桥与比例减压阀分别作为比例阀先导级时其控制腔的流场特性,通过流场特性及旋涡结构分析了先导方式对主阀振荡特性的影响机理,提出了优化控制腔流场的方法,即在几何拐角处倒角和提高壁面流畅度。结果表明:控制腔旋涡的生成与消散与阀芯振荡密切相关;高速开关阀桥作为先导级时,流场波动大、涡流结构复杂,旋涡的周期性变化是主阀振荡加剧的主要原因;而比例减压阀作为先导级时,流场相对稳定、压力分布均匀,涡流仅在几何拐角处形成简单的剪切流动,压力差与流速的互补有助于减少主阀振荡。为优化控制腔结构、抑制振荡现象提供了理论依据。

关键词：比例阀动网格流场特性振荡特性可视化试验

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变转速电机驱动变排量液压泵控制液压缸能耗特性研究

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机床与液压 2025年第1期53卷 180-186,222页

作者：魏列江路全锋展鹏梁明远何爱欢兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050

泵控液压缸系统因其不存在节流损失而被广泛应用,但仍存在动力源与负载功率匹配性差、电机与泵自身能耗损失大等问题。以变转速电机驱动变排量液压泵控制液压缸系统为研究对象,建立系统数学模型和电机-液压泵能量损失模型,完成泵控液压... 详细信息

泵控液压缸系统因其不存在节流损失而被广泛应用,但仍存在动力源与负载功率匹配性差、电机与泵自身能耗损失大等问题。以变转速电机驱动变排量液压泵控制液压缸系统为研究对象,建立系统数学模型和电机-液压泵能量损失模型,完成泵控液压缸系统参数匹配设计,计算推导不同负载工况下变转速电机驱动变排量液压泵能量转换效率与电机转速之间的关系,提出一种控制电机转速实现功率匹配,并调节液压泵排量以实现液压缸位置闭环控制的转速、排量复合控制策略。在AMESim中搭建变转速电机驱动变排量液压泵控制液压缸系统模型,在Simulink中搭建复合控制策略模型,并进行联合仿真。结果表明:相较于同参数配置的变转速定排量泵控系统,复合控制泵控系统的控制精度在允许范围内有所降低,但系统整体能源利用效率提升明显。在一个完整工作周期内,液压缸位置控制误差增加0.6%,系统能源利用效率平均提升约18.9%。

关键词：泵控液压缸转速、排量复合控制策略功率匹配效率

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低温液态CO_(2)增压泵全流道匹配的多目标优化

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机电工程 2025年第2期42卷 195-204页

作者：马文生祁炳袁学平黎义斌杨由超重庆水泵厂有限责任公司重庆400039 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050

在油田驱油工艺中,提高CO_(2)的压力和流量可以实现原油采收率的提升。针对驱油工艺系统的核心动力设备-低温液态CO_(2)增压泵在运行过程中存在效率偏低的问题,以一台典型多级低温液态CO_(2)离心泵为研究对象,基于泵的关键几何参数建立... 详细信息

在油田驱油工艺中,提高CO_(2)的压力和流量可以实现原油采收率的提升。针对驱油工艺系统的核心动力设备-低温液态CO_(2)增压泵在运行过程中存在效率偏低的问题,以一台典型多级低温液态CO_(2)离心泵为研究对象,基于泵的关键几何参数建立优化设计方案,进行了多工况的水力性能数值计算分析和实验结果分析。首先,采用ANSYS CFX软件对增压泵模型进行了数值模拟计算,并将计算结果与实验结果进行了对比分析;然后,以扬程和效率为优化指标,采用Box-Behnken Design方法,建立了增压泵主要过流部件关键几何参数的多目标优化设计方案;最后,对实验结果进行了分析,确定了各试验因素交互作用对实验的影响,并建立了最优实验模型,将其与原模型进行了性能对比分析。研究结果表明:叶片出口宽度对增压泵扬程的影响,以及叶片包角对增压泵效率的影响最明显,当叶片包角位于137°~142°,蜗壳进口宽度在34 mm左右,增压泵的效率最佳;采用全流道的参数的最佳匹配方案后,增压泵额定点的效率可提高0.22%。该研究结果可为低温液态CO_(2)增压泵的水力设计及性能优化提供技术指导。

关键词：低温液态CO_(2)离心泵 Box-Behnken Design方法几何参数交互作用扬程和效率叶片出口宽度叶片包角

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液压滑阀热-粒耦合摩擦力及形貌特征研究

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机床与液压 2025年第9期 160-167页

作者：刘欢冀宏陈乾鹏柴文伟罗畅敏兰州理工大学能源与动力工程学院兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司

针对液压滑阀在高温和污染工况下易发生卡滞失效的问题，设计一种滑阀摩擦力测量装置，以研究热变形与颗粒污染物耦合作用下的摩擦力演化机制及阀芯表面形貌损伤特征。通过控制装置的温度并加入含有污染颗粒的油液，准确测量阀芯摩擦力... 详细信息

针对液压滑阀在高温和污染工况下易发生卡滞失效的问题，设计一种滑阀摩擦力测量装置，以研究热变形与颗粒污染物耦合作用下的摩擦力演化机制及阀芯表面形貌损伤特征。通过控制装置的温度并加入含有污染颗粒的油液，准确测量阀芯摩擦力的变化。采用三维表面形貌仪对试验后阀芯表面进行测量和图像采集。结果表明：颗粒单因素下，摩擦力较小且在一定范围内波动，峰值为0.32 N;热形变单因素下，摩擦力曲线相对平滑但是峰值较大，为12.66 N;热-粒耦合作用下，摩擦力具有波动性且峰值更大，为19.83 N;阀芯温度升高会显著增大颗粒的敏感性，导致摩擦力骤增；颗粒对阀芯局部产生显著的“犁削”作用，凹凸不平的表面形貌降低间隙润滑油膜质量，促使摩擦力骤增。

关键词：液压滑阀热-粒耦合污染颗粒摩擦力磨损机制

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液压油介质下常规离心泵有效增压供液的适应性分析

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液压与气动 2025年第1期49卷 107-113页

作者：陈吉庆冀宏李晨孙飞王素燕汤荣福兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050 广西柳工元象科技有限公司广西柳州545007

为了探明常规离心泵采用液压油介质的增压供液性能,首先搭建了常规离心泵油液适应性试验系统,获得油介质下离心泵的流量、压力等参数,并通过可视化油箱观测油液内气泡分布;然后通过PumpLinx建立了离心泵全空化仿真模型,对比分析了水和... 详细信息

为了探明常规离心泵采用液压油介质的增压供液性能,首先搭建了常规离心泵油液适应性试验系统,获得油介质下离心泵的流量、压力等参数,并通过可视化油箱观测油液内气泡分布;然后通过PumpLinx建立了离心泵全空化仿真模型,对比分析了水和油介质下的空化特性;最后,从离心泵的抗气蚀性能角度对叶轮进行了优化设计。结果表明:离心泵发生明显空化现象的临界转速为1550 r/min;在3000 r/min运行时,离心泵在液压油介质下的扬程较水介质降低了64%;离心泵在液压油介质下空化程度更剧烈,空化区域主要分布在叶片压力面及叶片根部。优化后的离心泵旋转域气体体积分数降低了46%,对运用于高转速液压泵的吸油增压离心泵设计具有重要意义。

关键词：离心泵水液压油增压供液空化

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吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响分析

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机床与液压 2025年第5期53卷 114-121页

作者：杨胜清冀宏王素燕李茜孙飞兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学特种泵阀及流控系统教育部重点实验室甘肃兰州730050 广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007

液压泵作为液压系统中的能量转换元件,其转换效率对系统的效率产生较大的影响。为获得吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响程度,通过理论分析,识别出对主泵效率产生影响的四大因子:油箱压力、空气含量、管道流速和液压油温;结合数... 详细信息

液压泵作为液压系统中的能量转换元件,其转换效率对系统的效率产生较大的影响。为获得吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响程度,通过理论分析,识别出对主泵效率产生影响的四大因子:油箱压力、空气含量、管道流速和液压油温;结合数值仿真开展全因子实验,提出吸油全流域的主泵效率影响预测模型,并进行了主泵有无吸油增压装置的对比试验。研究表明:油箱压力和空气含量对主泵容积效率的影响起主导作用,仅考虑油箱压力和空气含量及其交互作用,模型预测置信度都超过了98%;随着主泵吸油压力的升高,容积效率也随之增大,在吸油口绝对压力125 kPa条件下,主泵的容积效率在其最高转速和压力下提升6.5%。

关键词：吸油全流域主泵效率全因子实验预测模型

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