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中国机械工程 2023年第6期34卷 746-755页

作者：周鑫雷贤卿李阁强河南科技大学机电工程学院洛阳471003

为提高矿用宽体车动力性能和液压系统温度管理水平,优化了液压系统设计。优化后的液压系统安装在某矿用宽体车上,与常规设计手段下为提高整车动力性能搭载更大流量发动机的同型号车型在矿区完成了满载驳运对比试验。同时利用AMESim和AVL... 详细信息

为提高矿用宽体车动力性能和液压系统温度管理水平,优化了液压系统设计。优化后的液压系统安装在某矿用宽体车上,与常规设计手段下为提高整车动力性能搭载更大流量发动机的同型号车型在矿区完成了满载驳运对比试验。同时利用AMESim和AVL Cruise对液压系统建立了物理模型,在经典工况下仿真了该系统各模块的动态特性以及整车的动力性能。仿真和试验结果均表明:该系统在重载下坡运输过程中可实现软制动,能量再生模块可提高整车动力性指标,与选用大流量发动机的同型号整车相近,但综合油耗降低约17%;能量再生模块能有效吸收轮边冲击以及液压系统模块切换瞬间压力冲击;液压系统中的热管理模块可实现矿用宽体车在-5~45℃的环境温度下作业,使系统热平衡温度保持在70±5℃,在极寒作业过程中使用箱体辅助加热作业提高了驳运效率,同时使液压系统能量利用率提高了19%。

关键词：软制动液压助力散热管理 AMESim仿真

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集成能量再生模块的全液压转向系统分析

中国机械工程 2022年第18期33卷 2227-2233页

作者：周鑫李阁强雷贤卿许增健河南科技大学机电工程学院洛阳471003

采用全液压转向系统的重载运输车辆在颠簸、急转弯工况下,系统负载会发生突然变化,此时系统会出现压力冲击、液压能异常损失,严重时会导致液压元件损坏和系统崩溃,针对该实际问题,提出一种集成于全液压转向系统的液压能量再生模块,以实... 详细信息

采用全液压转向系统的重载运输车辆在颠簸、急转弯工况下,系统负载会发生突然变化,此时系统会出现压力冲击、液压能异常损失,严重时会导致液压元件损坏和系统崩溃,针对该实际问题,提出一种集成于全液压转向系统的液压能量再生模块,以实现回收并利用冲击能量、减缓转向系统压力冲击的目的。基于AMESim分别对含有能量再生模块的有负载反馈全液压转向系统和无负载反馈全液压转向系统建立数学模型,研究能量再生模块的动态特性,并对含有该模块的试验样车开展了不同路况下的路面试验。仿真和试验结果均表明:能量再生模块能量再生效果好,在重载运输过程中能有效吸收压力冲击,且能量再生模块释放液压能平稳有效。

关键词：全液压转向能量再生负载反馈 AMESim仿真动态特性

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新型全液压重载锻造机器人机构设计及分析

中国机械工程 2016年第9期27卷 1168-1175页

作者：李阁强王帅邓效忠周斌河南科技大学洛阳471003 安阳锻压机械工业有限公司安阳455000

针对全液压重载锻造机器人载荷大、搬运速度快和定位精度高的特点提出了一种新型机构方案,该方案能够实现车身回转、夹钳伸缩、夹钳升降、夹钳回转和钳头夹紧五个自由度的运动,其运动主体为一种混联机构,由三组平行四边形连杆机构构成,... 详细信息

针对全液压重载锻造机器人载荷大、搬运速度快和定位精度高的特点提出了一种新型机构方案,该方案能够实现车身回转、夹钳伸缩、夹钳升降、夹钳回转和钳头夹紧五个自由度的运动,其运动主体为一种混联机构,由三组平行四边形连杆机构构成,采用三组液压缸并联驱动,可有效增大机器人工作空间,使负载分配合理,易于控制。建立了运动学和动力学模型,采用正弦曲线将机器人夹钳末端的位移规划为直线运动,在MATLAB中求解出机器人的工作空间,得到了直线运动下各组液压缸的位移和驱动力变化曲线,验证了该模型的正确性和机构的合理性,为重载锻造机器人机构设计提供了一种解决方案。

关键词：新型重载锻造机器人运动学分析工作空间动力学分析

阀控非对称缸被动式电液力伺服系统的解耦控制研究

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机床与液压 2013年第1期41卷 7-10页

作者：李阁强李水聪黄飞河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

为解决被动式电液力伺服系统中的多余力干扰问题,根据系统特点,提出基于多输入多输出控制系统的解耦控制方法来解决力/位耦合问题。以阀控非对称缸被动式电液力伺服系统为对象,建立系统的数学模型,设计解耦控制器。仿真结果表明:使用该... 详细信息

为解决被动式电液力伺服系统中的多余力干扰问题,根据系统特点,提出基于多输入多输出控制系统的解耦控制方法来解决力/位耦合问题。以阀控非对称缸被动式电液力伺服系统为对象,建立系统的数学模型,设计解耦控制器。仿真结果表明:使用该解耦控制方法不仅可以提高系统的跟踪精度和频响,而且可以缩短控制调试周期。

关键词：阀控非对称缸被动式电液力伺服系统解耦控制

变排量直驱式液压系统在金属屑压块机中的应用研究

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锻压技术 2014年第12期39卷 71-74,78页

作者：周斌崔骁李阁强安阳锻压机械工业有限公司河南安阳455000 河南科技大学机械装备先进制造河南省协同创新中心河南洛阳471003

为了改善传统液压驱动的金属屑压块机传动效率低下、结构复杂等缺陷,设计了一种新型直驱式液压系统应用于金属屑压块机中,通过采用A4V闭式变量泵和交流伺服电机组合,构建了全新的直驱液压单元。在AMESim软件平台中,设计排量调节规则并... 详细信息

为了改善传统液压驱动的金属屑压块机传动效率低下、结构复杂等缺陷,设计了一种新型直驱式液压系统应用于金属屑压块机中,通过采用A4V闭式变量泵和交流伺服电机组合,构建了全新的直驱液压单元。在AMESim软件平台中,设计排量调节规则并验证规则的可行性,实现了对液压缸的闭环位置控制。通过仿真研究表明,改进后的系统降低了装机功率,有利于延长伺服电机寿命,同时提升金属屑压块机的工作能力。

关键词：金属屑压块机直驱式变量泵交流伺服电机模糊控制

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转叶舵机用复式摆动缸操舵原理

工程科学与技术 2021年第5期53卷 175-182页

作者：李阁强赵文奎毛波董振乐李东林河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 山东万通液压股份有限公司山东日照262313

转叶舵机具有结构紧凑、机械效率高、安装简便等优点,在舰船上得到广泛应用。现有转叶舵机为单层液压摆动缸,舵叶转动区间受摆动缸结构限制具有饱和非线性。此外,舵叶受水动力干扰引起的冲舵、滞舵和跑舵现象,严重影响船舶航向控制和舵... 详细信息

转叶舵机具有结构紧凑、机械效率高、安装简便等优点,在舰船上得到广泛应用。现有转叶舵机为单层液压摆动缸,舵叶转动区间受摆动缸结构限制具有饱和非线性。此外,舵叶受水动力干扰引起的冲舵、滞舵和跑舵现象,严重影响船舶航向控制和舵减摇效果。针对上述问题,以直驱式电液伺服转叶舵机为对象,在建立数学模型,分析水动力对舵角干扰的基础上,提出一种复式结构摆动缸操舵新原理。复式摆动缸采用双层结构,内层为舵驱动缸,外层为力矩解耦缸。内外层转子同向转动,可增大舵叶的工作区间,同时,外层力矩解耦缸转子输出助推力矩作用于舵驱动缸转子,可抵消水动力在驱动缸转子上产生的负载力矩,提高舵叶转动精度,解决舵机运动中的力位耦合问题;内外层转子反向转动,可使舵机及时制动、换向,提高舵机操纵性能。复式摆动缸用于转叶舵机,舵机系统具有较大的稳定裕量,幅值裕度为45.3 dB,相角裕度为99.2°,满足伺服系统设计指标。仿真分析表明:在有外负载干扰下,相较于单层摆动缸加控制策略的操舵方式,复式摆动缸操舵响应速度更快,无超调,达到稳态的速度提升约36%,且稳态误差维持在±0.05°范围内。在跟踪斜率为0.01°/s的斜坡信号时,转舵精度可保持在±0.03°位置误差带内,具有较高的位置控制精度。

关键词：转叶舵机复式摆动缸力矩解耦位置控制

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20T锻造操作机液压控制系统

农业机械学报 2015年第1期46卷 352-358页

作者：李阁强江兵周斌马淑叶杨守强河南科技大学机电工程学院洛阳471003 安阳锻压机械工业有限公司安阳455000

锻造操作机是自动化锻造作业中不可缺少的重要装备之一。以20T载荷全液压锻造操作机为对象,针对其重载、定位精度要求高、惯量大的技术特点,对操作机各执行机构液压控制系统进行设计,包括大车行走系统、夹钳旋转系统、平行升降系统、水... 详细信息

锻造操作机是自动化锻造作业中不可缺少的重要装备之一。以20T载荷全液压锻造操作机为对象,针对其重载、定位精度要求高、惯量大的技术特点,对操作机各执行机构液压控制系统进行设计,包括大车行走系统、夹钳旋转系统、平行升降系统、水平缓冲系统、夹持系统和侧移摆移系统。建立操作机关键控制系统(大车行走系统、夹钳旋转系统)的数学模型,采用模糊PID控制算法,基于Matlab/Simulink和AMESim联合仿真技术仿真研究系统的动态特性,并进行试验验证。结果表明,操作机各液压系统回路设计合理,采用模糊控制策略的大车行走系统和夹钳旋转系统的实时性强、鲁棒性好,实现了操作机平稳、准确、快速控制。

关键词：锻造操作机液压控制系统模糊PID控制仿真试验

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双圆弧齿轮泵流量特性影响因素数值模拟

食品与机械 2023年第10期39卷 87-92,111页

作者：黄成徐恺韦智博李阁强河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学机械装备先进制造协同创新中心河南洛阳471003

目的:分析新型双圆弧齿轮泵内部流场脉动特性的影响因素,采用合理参数以提高齿轮泵输出效率。方法:建立齿轮泵的二维流场仿真模型,采用计算流体力学软件Fluent进行仿真分析,研究不同齿顶间隙、不同齿轮偏心距、负载及转速对齿轮泵出油... 详细信息

目的:分析新型双圆弧齿轮泵内部流场脉动特性的影响因素,采用合理参数以提高齿轮泵输出效率。方法:建立齿轮泵的二维流场仿真模型,采用计算流体力学软件Fluent进行仿真分析,研究不同齿顶间隙、不同齿轮偏心距、负载及转速对齿轮泵出油口瞬时流量、流量脉动、流场特性的影响。结果:随着齿顶间隙增大,齿轮泵出口流量逐渐减小,当齿顶间隙为0.09 mm时,出口流量脉动系数最小为0.135,为该结构参数下齿轮泵最佳齿顶间隙;受负载压力和转速的影响,齿轮泵中心轴线产生偏差,随着齿轮泵转子中心轴线偏心距增加,齿轮泵出口流量逐渐增大,当偏心距为0.05 mm时,齿轮泵出口流量比无中心偏差时增加了5.09%,提高了流量输出。结论:齿轮泵流量特性主要影响因素为转子转速和齿顶间隙,中心偏差的影响较小。

关键词：双圆弧齿轮泵瞬时流量流场特性数值模拟

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双圆弧斜齿齿轮泵脉动特性分析及齿形设计

中国机械工程 2018年第2期29卷 186-192页

作者：李阁强张龙飞韩伟锋邓效忠冯勇河南科技大学机电工程学院洛阳471003 河南科技大学机械装备先进制造河南省协同创新中心洛阳471003 盾构及掘进技术国家重点实验室郑州450001

针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。... 详细信息

针对普通渐开线齿轮泵流量脉动大、噪声大以及困油现象等问题,设计出一种以双圆弧斜齿轮为运动副的齿轮泵。对比分析啮合特性,得出双圆弧斜齿轮传动的优越性。以正弦曲线为过渡曲线,利用啮合共轭原理求解出双圆弧斜齿轮端面齿廓方程。采用等面积法求解了双圆弧斜齿齿轮泵的最大和最小瞬时排量,得出理论脉动趋于零的结论。利用FLUENT三维动网格技术,对比分析齿轮参数相同的双圆弧斜齿轮泵和渐开线斜齿轮泵的流量脉动,得出前者的流量脉动远小于后者的结论。

关键词：双圆弧斜齿轮端面齿廓流量脉动仿真