内容简介
本书为作者对国家重点研发计划"液压元件与系统轻量化设计制造新方法"课题三"油箱小型化设计方法与成型技术"(2018YFB2000703)项目科研攻关的全面总结。
本书从气-液-固分离机理、小型化设计、非金属一体化成型三个维度入手,全面介绍了液压系统气-液-固三相高效同步分离技术、基于特征流场结构分离污染物的液压油箱设计方法、液压油箱小型化设计方法和非金属液压油箱一体化成型技术与测试方法。本书概念清晰,逻辑严谨缜密,内容翔实,并辅以典型应用案例,理论与实践紧密结合,便于读者阅读理解。
本书可供机械工程、流体传动与控制相关领域科研人员参考,也可供相关专业高校师生学习参考。
目录
前言
第1章绪论
1.1引言
1.2多相流仿真及测试方法国内外研究现状
1.2.1多相流仿真方法研究现状
1.2.2流场可视化试验方法研究现状
1.3非金属液压油箱除气除杂构型设计国内外研究现状
1.3.1液压系统污染物种类与分离
1.3.2非金属液压油箱研究现状
1.4非金属液压油箱小型化计算方法国内外研究现状
1.4.1液压油箱容积计算研究
1.4.2液压油箱油液清洁度研究
1.5非金属液压油箱结构设计及成型国内外研究现状
1.5.1过滤器研究现状
1.5.2空间排布研究现状
1.5.3滚塑制品设计研究现状
第2章液压系统气-液-固三相高效同步分离技术
2.1引言
2.2流场中污染物分离和聚集位置分析
2.2.1流场中固体杂质的聚集位置分析
2.2.2流场中气体杂质的聚集位置分析
2.2.3气泡状态对上抛流场的影响
2.3固-液两相流仿真方法及其应用
2.3.1固-液两相流仿真方法
2.3.2液压油箱颗粒沉积规律研究
2.4气-液-固三相流仿真方法及其应用
2.4.1气-液-固三相流仿真方法
2.4.2液压水箱颗粒沉积规律研究
2.4.3液压油箱中流动与颗粒沉积规律分析
2.5气-液两相流试验与气泡图像处理方法
2.5.1气-液两相流试验装置
2.5.2灰度时均图处理方法
2.6气-液-固三相同步分离旋流器
2.6.1旋流器的设计
2.6.2旋流器的工程应用
2.7本章小结
第3章基于特征流场结构分离污染物的液压油箱设计方法
3.1引言
3.2基于特征流场的非金属液压油箱结构设计
3.2.1基于涡旋流场理论的涡旋除杂区结构设计
3.2.2基于平面流场理论的抛流除气区结构设计
3.3基于特征流场的非金属液压油箱参数优化与性能分析
3.3.1CFD计算模型与仿真参数
3.3.2涡旋除杂区颗粒运动规律与结构参数优化
3.3.3涡旋除杂区PIV流场可视化试验研究
3.3.4抛流除气区气泡分布规律与设计参数优化
3.3.5抛流除气区优化后结构性能分析
3.4基于特征流场的非金属液压油箱整体优化设计与性能
分析
3.4.1稳流吸油区结构设计与参数优化
3.4.2非金属液压油箱优化构型
3.4.3非金属液压油箱与传统液压油箱性能对比
3.5本章小结
第4章液压油箱小型化设计方法
4.1引言
4.2液压油箱功能及容积组成分析
4.2.1液压油箱功能分析
4.2.2液压油箱容积组成分析
4.3油箱最小化容积计算方法
4.3.1油液体积构成分析
4.3.2基础油液体积计算
4.3.3功能油液体积计算
4.3.4变化油液体积计算
4.3.5油液最小理论体积计算公式
4.3.6油箱空气体积计算
4.3.7油箱最小理论容积计算
4.4本章小结
第5章非金属液压油箱一体化成型技术与测试方法
5.1引言
5.2非金属液压油箱结构设计
5.2.1过滤器边界的确定
5.2.2空间约束下油箱辅件布局研究
5.2.3非金属液压油箱样机结构设计
5.2.4非金属液压油箱金属嵌件结构优化
5.3非金属液压油箱滚塑试制研究
5.3.1滚塑工艺方法介绍
5.3.2非金属液压油箱试制
5.4非金属液压油箱试验测试方法
5.4.1试验测试方法
5.4.2油箱上机试验测试
5.5本章小结
参考文献
前言/序言
作者团队围绕国家重点研发计划“液压元件与系统轻量化设计制造新方法”课题三“油箱小型化设计方法与成型技术”,历经近5年的科研攻关,取得了对液压学科发展、行业发展等具有重要指导意义的原创科研成果,本书正是这一成果的呈现。
目前我国正处于高端装备自主化与国产化的关键时期,其中液压油箱是移动机械装备液压系统中最具轻量化潜力的关键元件。要提升高端移动装备续航能力、机动性能和承载能力,减轻移动装备重量是主要实现途径之一,市场潜力巨大。面向国家高端装备轻量化发展需求,本书从气-液-固分离机理、小型化设计、非金属一体化成型三个维度,对高效除气除杂小型化非金属液压油箱设计进行了全面深入的介绍。针对相关技术瓶颈及难题,本书着重描述了液压油箱功能分区,推导出油箱容积最小化计算方法,并开发了一款移动机械用小型化液压油箱容积计算软件;通过流场仿真技术,阐述了基于特征流场的异形油箱设计方法以及气-液-固三相高效同步分离技术,分析了颗粒污染物受气泡影响的沉积问题;从非金属液压油箱壁面形状、金属嵌件、绑带约束方式等方面出发,描述了非金属液压油箱一体化成型技术,并通过典型应用案例介绍了非金属液压油箱结构设计及成型方法。本书相关创新成果经查新属于国际首创,形成了高效除气除杂小型化非金属液压油箱设计制造新方法等相关原创性成果,强化了油箱自身清洁与稳流功能,相关成果具有十分重要的理论与工程实践意义,同时相关研究成果能有效扩展推广至其他机械工程研究领域。
本书涉及成果将引领我国轻量化液压元件与系统发展,有望大范围应用于工程机械、注塑机械、矿山机械、港口机械、冶金机械等领域新一代液压油箱设计加工,助力实现国家先进装备的产业升级,为国家节能减排做出积极贡献,具有显著的社会效益、经济效益和生态效益。
本书可为液压元件轻量化设计提供科学的研究方法和思路,可作为机械工程、流体传动等相关行业科研技术人员,以及高等院校流体传动与控制、机械工程等专业的教师和学生等的参考书。由于作者水平有限,书中难免存在不足之处,敬请读者批评指正。




















