RWTH Aachen, Германия Краткая информация о состоянии исследований 2013

Институт передачи и управления жидкой технологией Аахена (IFAS - Institut fuerfluidtechnische Antriebe und Steuerungen, далее именуемый Институтом жидкой технологии) ранее был известен как Институт гидравлического пневматического привода и управления (IHP), основанный в 1968 году профессором Баркером, мировым лидером жидкостных технологий. Это старейший, крупнейший и самый талантливый университетский институт жидкостных технологий в мире. Нынешний директор, проф. д-р инж. Х. Мурренхофф, защитил докторскую диссертацию в Институте в 1983 году и служил главным инженером до 1986 года. После этого он сначала работал вице-президентом по инжинирингу и маркетингу в американской авиационной технологической компании, а затем занимал должность технического президента известной немецкой электромеханической компании. Он вернулся в институт в октябре 1994 года, чтобы стать преемником профессора Баркера. Целью Института жидких технологий является: проведение творческих исследований и разработок и преподавания в области жидких технологий, чтобы позволить молодым инженерам удовлетворить требования отрасли через доктора философии, связаться со студентами колледжей, которые заинтересованы в этой области, через дизайн курса и магистерскую диссертацию, И обучать промышленных механических техников и электронных техников. И профессиональные информационные техники.

С февраля 1979 года по сентябрь 1981 года профессор Лу Юнсян, бывший президент Китайской академии наук, работал здесь в качестве доктора философии. До сих пор почти 20 китайских ученых приехали сюда, чтобы учиться или преследовать Ph.D.

16 августа 2013 года Институт жидких технологий провел академический отчет и отчет о научных исследованиях (день открытия), чтобы отпраздновать 60-летие профессора Муренхоффа. Автор был приглашен к участию, и теперь я кратко представлю научно-исследовательскую ситуацию института следующим образом.

В 2012 году финансирование исследований Института жидких технологий составило 3,33 миллиона евро (около 27 миллионов юаней), из которых 40% поступили от научно-исследовательских контрактов с предприятий, 29% от образовательных грантов от правительств штатов и 31% от научно-исследовательских контрактов от различных государственных ведомств и фондов. Теперь он установил долгосрочные отношения сотрудничества с 134 предприятиями. Испытательный зал составляет 1250 квадратных метров с около 50 испытательных стендов. Также имеется передвижная диспетчерская с регулируемой температурой от-70 до + 70 градусов Цельсия и влажностью 95%, 4,7 метра x 3,5 метра x 3 метра, а также звукопоглощающая комната. В дополнение к общим методам анализа масла в лаборатории жидкости проводятся испытания на окисление, испытания на окисление трением, испытания на гидролизат и испытания под высоким давлением. В комнате измерения материала и поверхности есть обычные микроскопы, оптические трехмерные микроскопы, светопропускающие микроскопы, различные общие измерители твердости, измерители микротвердости, резиновые и пластиковые измерители твердости, фиксированные и портативные измерители шероховатости и круглые два набора тестеров цилиндричности, тестер высоты и так далее. Что касается трибологических испытаний, то существуют самодельные роторные тестеры трения, высокочастотные тестеры трения, тестеры трения топлива (низкой вязкости) и т. д. Что касается тестирования компонентов, есть самодельная испытательные стенды на добавление загрязняющих веществ, испытательные стенды радиального плунжера топливного насоса, испытательные стенды краткосрочного старения гидравлического клапана, Испытательные стенды потока газа, испытательные стенды эффективности, испытательные стенды гидравлических клапанов и блоки радиального плунжера. Плунжерный испытательный стенд, испытательный стенд для загрязнения насоса В настоящее время в институте работают 18 менеджеров, сотрудников лаборатории и технических специалистов на всех уровнях, 24 докторанта и около 70 магистрантов, которые занимаются проектированием курсов и дипломной работой. Каждый докторант в Институте жидкостных технологий имеет под ним несколько магистрантов. Докторанты являются фактическими организаторами научно-исследовательских проектов, а конкретная научно-исследовательская работа часто возлагается на магистрантов. Области исследований Института жидких технологий охватывают гидравлику транспортных средств, промышленную автоматизацию, медицинскую технологию, технологию защиты окружающей среды, технологию манипуляторов, технологию производства и стационарную гидравлику и т. Д. Разделены на пять исследовательских групп.

1. Трибология и анализ жидкости

1 1. 1 Основные направления исследований включают измерение поверхностных свойств пар трения в поверхностной лаборатории института и тестирование свойств жидкости в нефтяной лаборатории. Испытательное оборудование в испытательном зале позволяет практически испытывать потери трения, износ и утечки. Знания, полученные при анализе вредных фрикционных систем, могут помочь в оптимизации. Имитация трибологических систем и прогнозирование текучей опорыС использованием цифровых инструментов общего назначения и собственной разработки, помогающих оптимизировать процессы.

(1) Компоненты

1) Использование различных методов анализа, оценки и оптимизации пар трения в компонентах жидкостной технологии и их ключевых характеристик

2) Поверхностное покрытие механических компонентов для улучшения характеристик трением

3) Изучение влияния текстуры поверхности на трение и износ

4) Загрязнение и фильтрация гидравлических контуров

5) Электростатическое накопление фильтрующих элементов и взаимодействие с жидкостью

(2) Средство давления

1) Испытайте и опишите характеристики вызревания минеральномасляной и жидкости охраны окружающей среды

2) Определить взаимодействие жидкостей с металлическими и неметаллическими материалами

3) Изучайте свойства жидкости в большом диапазоне температур и давления.

4) Проверьте влияние различных жидкостей на эффективность гидравлической системы.

(3) технология запечатывания

1) Измерьте характеристики трения, износа и утечки поступательных уплотнений.

2) Гидравлическая и пневматическая симуляция уплотнения

3) Визуализация процесса мягкого эластичного уплотнения зазора

(4) топливо

1) Прогнозирование характеристик смазки топливом

2) Воспроизведение режима фрикционного контакта

3) Моделирование контакта трением в топливном насосе

1 1. 2 Частично выполненные исследовательские проекты

(1) Моделирование, оптимизация и изготовление микро-текстуры на контактной поверхности двигателя гидравлического насоса

(2) Моделирование и испытание пары трения плунжера

(3) Проект выхода на рынок федерального министерства экономики для смазочных материалов на био-основе

(4) Приблизительный фактический контроль испытания и состояния постного масла

(5) испытание разработки и применения средства давления основанного на производных сахара и постном масле

(6) влияние состояния поверхности и рабочей среды на характеристики трения скольжения и уплотнения контакта гидравлических компонентов;

(7) Компактное комбинированное уплотнительное кольцо заменяет сложную систему уплотнения биоразлагаемой жидкости для мобильных сервоприводов.

(8) испытание покрытия без хрома на поршневом штоке гидравлического цилиндра

(9) Реализация экологически чистой системы трения на станках с помощью соответствующих композитных материалов и промежуточных веществ

(10) Характеристики старения экологически устойчивых промежуточных веществ

(11) мотор гидравлического насоса приспособлен к основной системе охраны окружающей среды

(12) анализ и тест функции разъединения разнослоистого фильтра в гидравлическом приборе

1 1. В настоящее время осуществляются 3 исследовательских проекта

(1) Влияние среды давления на энергопотребление гидравлических устройств

(2) исследование на электростатическом накоплении средства давления проходя через фильтр

(3) Измерение трения уплотнения поршня и плунжерного штока на высокой скорости

(4) Таможенное топливо на биологической основе (в сотрудничестве со второй группой)

2 2. Насосная и моторная техника

2 2. 1 Основное внимание в исследованиях уделяется исследованию механизма гидравлического перемещения и разработке новых компонентов, включая улучшение привода с жидкой технологией, в целях повышения эффективности, плотности мощности, срока службы, приемлемости для окружающей среды и снижения стоимости. Важные цели R & D, с одной стороны, яУлучшить систему трения, применяя новые материалы и поверхностные покрытия, а с другой стороны, повысить эффективность различных гидравлических компонентов, когда они не полностью загружены. Примените общую программу моделирования, а также разработайте специальные инструменты исследований и разработок для механизма перемещения.

(1) Разработка компонентов

1) Тест эффективности

2) Улучшите сползая контакт путем испытывать в механизме смещения

3) Влияние поверхностного покрытия на характеристики компонентов

4) Структура гидровлической передачи воды

5) Исследования и разработки микрогидравлических компонентов для механизмов зажима заготовки

(2) Шум и пульсация

1) Измерение шума воздуха

2) Измерение и расчет вибрации передачи

3) Анализ шаблонов

4) Уменьшите сплошной шум за счет улучшения конструкции

5) Уменьшите уровень шума жидкости за счет улучшения контроллера

(3) Инструменты проектирования

1) Разработка программного обеспечения для проектирования насосов и двигателей

2) Моделирование процесса управления

3) Расчет гидравлического давления, механики и трибологии в механизме перемещения

2 2. 2 Некоторые завершенные исследовательские проекты

(1) гидравлический механизм перемещения приспосабливается к системе охраны окружающей среды

(2) Повышение эффективности условий неполной нагрузки

(3) уменьшить сплошной шум за счет улучшения структуры

(4) уменьшить шум и пульсацию жидкости гидравлических компонентов и систем

2 2. В настоящее время осуществляются 3 исследовательских проекта

(1) система трением в механизме плунжера

2) Специальное топливо на биологической основе (в сотрудничестве с первой группой)

(3) Проект индустриализации «Сползать пары трением используя покрытие вакуума в механизме плунжера»

(4) гидравлические приводные цепи в установках энергии ветра

(5) гибридный гидравлический привод

3 3. Технология клапанов и мехатроника

3 3. 1 Исследования Фокус на разработке и оптимизации клапанов, приводов и датчиков, в дополнение к пропорциональным клапанам и сервоклапанам, есть двухстворчатые клапаны, которые сочетают в себе механические компоненты, приводы клапанов, датчики и информационно-коммуникационные технологии. Из-за высоких требований и появления новых принципов работы они представляют собой чрезвычайно сложные мехатронные системы. Целью дальнейших разработок является систематическое совершенствование данных компонентов с учетом необходимой мощности управления, функциональной надежности, износа и динамического поведения. В то же время следует также учитывать защиту окружающей среды, например, предотвращение утечки и снижение шума.

(1) Технология клапана

1) Улучшите статические и динамические характеристики передачи клапанов переключения и регулирующих клапанов

2) Уменьшите мощность привода клапана

3) Развитие высоких динамических пропорциональных клапанов и сервоклапанов

4) Конструкция паза баланса давления ползункового клапана

(2) Механика жидкости

1) CFD-моделирование проточных линий в клапане с целью компенсации гидравлической силы и снижения потерь давления

2) Измерение характеристик потока клапана (гидравлическая сила-кривая хода потока)

3) Оптимизированный расчет для уменьшения потерь давления в трубах и соединениях

4) Включите модель кавитации в программное обеспечение симуляции для того чтобы улучшить результаты симуляции

(3) Датчики и датчикиVers

1) Разработка и тестирование новых приводов клапанов, таких как пьезоэлектрические керамические приводы и приводы с погруженной катушкой

2) Разработка новых датчиков, таких как датчики вихревого тока и хода

3) марганец-никель-медный сплав провод датчик давления

3 3. 2 Выполненные исследовательские проекты

1) Серво-гидравлический привод с высокой жесткостью нагрузки

2) Схема приводной цепи для мобильных рабочих машин

3) Экспертная система гидравлического давления сервопривода

4) Взрывозащищенный переключающий клапан, управляемый шиной

5) Самоуправляемая гидравлическая зажимная система для автономных производственных ячеек

6) Гидравлический танк баланса давления клапана скольжения

7) Пилотный этап для пьезоэлектрического приведения в действие высокодинамических гидравлических клапанов

8) Высокий динамический гидравлический привод

3 3. 3 Текущие исследовательские проекты

1) Кратковременное испытание на старение гидравлических клапанов

2) Привод переключателя питания

3) Моделирование клапана

44. Система и технология управления

4 4. 1 Исследование Основное внимание уделяется динамическим характеристикам и потреблению энергии систем передачи жидких технологий. Богатый опыт Института жидких технологий в создании математических моделей компонентов жидких технологий заложил прочную основу для этого. Одним из приоритетов является разработка современных концепций модулирующего управления, а также надежных стратегий адаптации, которые все больше упрощают интеграцию гидравлических систем для пользователя. Исследование помогает пользователям применять современные схемы регулирования, которые помогают снизить потребление энергии жидкостными трансмиссиями.

(1) Жидкое моделирование системы технологии

1) Нелинейное моделирование

2) Создание имитационной модели

3) Испытание и анализ жидкой технологической системы

(2) автобусная система

1) Автобусное соединение гидравлических клапанов, пневматических клапанов и приводных систем

2) Концепция оборудования для жидкой технологии

3) Децентрализованная схема управления

(3) Стратегия энергосбережения

1) Разработка новой схемы

2) Оптимизация системы и оптимизация цикла гидравлической трансмиссии

(4) Мониторинг состояния

1) Контроль ошибок технологических клапанов

2) Дистанционная диагностика гидравлических компонентов

(5) Качество регулировки

1) Адаптация стратегии адаптации к системе

2) Надежная адаптивная стратегия

4 4. 2 Завершение исследовательских проектов

(1) Контроль состояния гидравлического масла и трансмиссионного масла

(2) привод сервопривода высокой ригидности гидравлический

(3) высокий динамический привод сервопривода используя електрохистерезис

(4) Уменьшите шум вождения сервопривода

(5) умный интегрированный модуль тормоза привода одно-колеса для кораблей рельса

4 4. 3 Текущие исследовательские проекты

(1) R & D среды жидкой технологии мехатроники системы

(2) Само-усиливая електро-гидравлический тормоз

(3) симуляция многофазной системы подачи с качественной консервацией

(4) Стенд для испытаний на преобразование и поглощение волновой энергии

(5) Получите энергию океана с помощью гидравлической системы

55. Пневматические

5. 1 Исследования сосредоточены на проектировании, анализе и моделировании пневматических компонентов и систем. С точки зрения технологии транспортировки материала, исследования и разработки ступенчатой транспортировки заменяют существующие схемы транспортировки. Новые миниатюрные серво-пневматические регулировочные решения позволяют создавать очень гибкие захваты и манипуляторы. Оценивая сигналы датчиков, уже присутствующие в пневматической системе, можно предсказать состояние оборудования, чтобы можно было оптимально планировать интервалы технического обслуживания и эксплуатировать систему с максимальной экономией энергии. В настоящее время, в моделировании системы, трение причиненное системой запечатывания не было оплачено достаточное внимание. Поэтому, дальнейшая цель научных исследований и разработки совместить структурный механизм кольца запечатывания и улучшить модель трения в симуляции системы.

(1) Разработка и совершенствование пневматических компонентов

1) Уменьшите мощность управления клапаном

2) Миниатюризация контроллера клапана

3) Применение микро-механики

4) Миниатюризация пневматических компонентов

5) Новый пропорциональный клапан

(2) симуляция пневматической системы

1) Моделирование пневматических компонентов

2) Оптимизированное моделирование CFD

3) Развернуть библиотеку компонентов

(3) Новые области применения

1) Технология автоматизации

2) Технология передачи и захвата

3) Шагающая техника

4) Сервопривод пневматический

5 5 .2 2 Завершенные исследовательские проекты

(1) пневматический шагая транспортировать

(2) рука сервопривода пневматическая

(3) Пневматическая диагностика оборудования

(4) Уплотнение миниатюрного пневматического седла клапана

(5) Интеллектуальный захват с двумя плоскогубцами

(6) Нестабильный расчет для улучшения динамических характеристик магнита пневматического клапана

(7) пневматический регулируя клапан для того чтобы контролировать уменьшение силы

5 5 .3 3 Текущие исследовательские проекты

(1) Быстрое измерение пневматических компонентов

(2) ручной привод сильно интегрированного сервопривода мульти-водителя пневматический

(3) модель трением контакта запечатывания

(4) Совершенствование моделирования в аэродинамике путем учета импульсов потока, направления потока и распространения волн давления

(5) Повышение эффективности за счет использования выхлопных газов В институте технологии подачи все теоретические исследования, моделирование и моделирование необходимо сравнить с фактическими результатами испытаний. Во второй половине дня на заседании академического доклада д-р Бауэр из Hytek представил роль аккумулятора в этом гибридном приводе. Профессор Пост из Festo объясняет, как автоматизация может быть улучшена с помощью биомимикрии. Доктор Кемперман из Frutronics объясняет, как обеспечить интегрированные системы в мобильной гидравлике. Д-р Брейер из Rexroth объясняет, как современные средства разработки в настоящее время используются при разработке двигателей гидравлических насосов: MKS, FEM, EHD, CFD, M.Elemente. Вечером профессор Муренхофф заплатил из собственного кармана и провел банкет в старинном замке Лар, не принимая подарков. Во время ужина его друзья, наставники, коллеги и дети выступили с речами, рассмотрев путешествие, которое профессор прошел до сих пор во всех аспектах, со многими благими намерениями сарказма, юмора и постоянного смеха и аплодисментов до поздней ночи. Профессор Муренхоф сказал автору, что готов сотрудничать с китайскими компаниями, например, предоставлять китайским компаниям результаты своих исследований, принимать тесты по заказу китайских компаний или участвовать в исследовательских проектах.