Плескайте пластину

Плескайте механизм пластины

Библиотека

Насосы и двигатели

Описание

Блок Swash Plate является моделью механизма пластины плеска, используемого в осевом поршне гидравлические насосы и двигатели, чтобы преобразовать переводное движение поршня во вращательное движение карданного вала. Механизм является комбинацией блока двигателя или ротора с поршнем, адаптированным внутри, и угловая пластина плеска.

Угловым положением пластины управляет привод, обычно цилиндр сервомотора, действующий вдоль строки действия привода (отмеченный в предыдущей схеме). Расстояние между строкой привода и пластиной плеска под нулевым углом равно длине рычага привода r _A. Поршни смещаются h _прочь от пластины плеска. Угол пластины плеска может быть изменен на увеличение или уменьшить ход поршня. Когда ротор поворачивается, поршневые слайды на пластине плеска, которая заставляет поршень оплачивать. Скользящий контакт между поршнем и пластиной плеска сохраняется направляющей, показанной в схеме.

В гидравлической машине поршень проходит слоты в пластине портирования (не показанный в предыдущей схеме) таким образом периодически соединяемый или с потреблением или с выходным отверстием машины. Модель моделирует один поршень, взаимодействующий с пластиной плеска. Механически, механизм выполняет суммирование двух движений, вызванных попеременно пластины плеска относительно ее оси и вращения ротора, и преобразовывает их в смещение поршня.

Следующий рисунок показывает схему вычисления механизма.

Положительное направление привода принято, чтобы быть направленным налево от вертикальной оси, в то время как положительное направление поршневого движения направлено вверх, когда это показывают в схеме. Контрольная точка для обоих движений соответствует пластине, являющейся перпендикулярным оси ротора. Насколько угловое движение ротора затронуто, по часовой стрелке, вращение (смотрящий от верхней части) принято, чтобы быть положительным.

Поршневое смещение в произвольном угле поворота ротора γ и смещение привода x _A определяется от отношения:

$\begin{array}{l} x_{P} = - (A B - h_{o f f} + B C + D E \cdot t g α) \\ t g α = \frac{x_{A}}{r_{A}} \end{array}$

который, после незначительной перестановки, урожаев:

x_{P} = - \frac{r_{P}}{r_{A}} x_{A} потому что (γ + β) - h_{o f f} (\sqrt{1 + \frac{x_{A}^{2}}{r_{A}^{2}}} - 1)

(1)

$γ = ω \cdot t$

где

_xP	Поршневое смещение
_xA	Смещение привода
_rP	Радиус подачи блока двигателя
_rA	Рычаг привода
γ	Угол ротора вращения
_hoff	Поршень смещается
β	Угол фазы Piston
ω	Ротор угловая скорость
t	Время

Кинематическое отношение между поршнем и смещением привода должно быть преобразовано в отношение между основными переменными Across для представления физической сети, то есть, скоростей:

$V_{P} = \frac{d x_{P}}{d t} = - \frac{r_{P}}{r_{A}} V_{A} потому что (γ + β) + \frac{r_{P}}{r_{A}} x_{A} ω \sin (γ + β) - \frac{h_{o f f}}{r_{A}^{2}} \frac{x_{A} V_{A}}{\sqrt{1 + \frac{x_{A}^{2}}{r_{A}^{2}}}}$

где

_VP	Поршневая скорость
_VA	Скорость привода

Свойства инерции механизма приняты, чтобы быть незначительными. Поэтому любое состояние механизма может быть рассмотрено как равновесие. Согласно принципу виртуальной работы, если система находится в равновесии совокупная работа всех приложенных сил и крутящих моментов в системе, виртуальные смещения равны нулю. Для механизма на рассмотрении, принципа виртуальных урожаев работы:

F_{P} δ x_{P} + F_{A} δ x_{A} + (T - T_{r e s}) δ γ = 0

(2)

где

_FP	Поршневая сила
_FA	Сила привода
T	Крутящий момент ротора
_Tres	Крутящий момент сопротивления, действующий на ротор из-за вязкого трения

Виртуальные смещения δxP, δxA, и δγ определяют от уравнения 1 и заменяют в уравнение 2. Начиная с виртуальных смещений δxA и δγ независимы, любой из них может быть равным нулю. В результате мы получаем еще два уравнения механизма:

$F_{A} = \frac{r_{P}}{r_{A}} F_{P} потому что (γ + β) + \frac{h_{o f f}}{r_{A}^{2}} \frac{x_{A}}{\sqrt{1 + \frac{x_{A}^{2}}{r_{A}^{2}}}} F_{P}$

$T = - \frac{r_{P}}{r_{A}} x_{A} \cdot F_{P} \cdot \sin (γ + β) + T_{r e s}$

Крутящий момент сопротивления:

$T_{r e s} = μ \cdot r_{P} \cdot ω$

где μ является вязким коэффициентом трения в контакте между поршнем и пластиной.

Итоговая система уравнений, описывающая механизм пластины плеска, принимает форму:

$F_{A} = \frac{r_{P}}{r_{A}} F_{P} потому что (γ + β) + \frac{h_{o f f}}{r_{A}^{2}} \frac{x_{A}}{\sqrt{1 + \frac{x_{A}^{2}}{r_{A}^{2}}}} F_{P}$

$T = - \frac{r_{P}}{r_{A}} x_{A} \cdot F_{P} \cdot \sin (γ + β) + μ \cdot r_{P} \cdot F_{P}$

Связь P является механическим переводным портом сохранения, сопоставленным с советом поршня. Связь S является механическим вращательным портом сохранения, сопоставленным с карданным валом, который соединяется с блоком двигателя. Связь A является механическим переводным портом сохранения, сопоставленным с приводом пластины плеска.

Основные предположения и ограничения

Модель составляет вязкое трение в контакте поршневой пластины.
Никакие инерционные эффекты не рассматриваются.
Пластина угловые смещения считается маленькой.
Соединение между поршнем и пластиной постоянно поддерживает контакт между поршнем и пластиной.

Параметры

Swash plate actuator arm: Расстояние между строкой привода действия и центром вращения ротора. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.065 m.
Piston pitch radius: Радиус круга подачи, где поршни расположены, то есть, радиус подачи блока двигателя. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.05 m.
Piston offset from the plate: Смещение между поршневым советом и пластиной плеска. Параметр должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является 0.
Phase angle: Параметр устанавливает поршневое угловое положение начальной буквы относительно контрольной точки, которая соответствует нулевому углу. Значением по умолчанию является 0.
Actuator initial displacement: Параметр устанавливает исходное положение привода относительно контрольной точки, которая соответствует пластине, являющейся перпендикулярным оси вращения ротора. Значением по умолчанию является 0.
Viscous friction coefficient: Параметр задает коэффициент вязкого трения в контакте между поршнем и пластиной. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 50 N / (m/s).

Порты

Блок имеет следующие порты:

A: Механический переводный порт сохранения сопоставлен с соединением привода.
P: Механический переводный порт сохранения сопоставлен с советом поршня.
S: Механический вращательный порт сохранения сопоставлен с карданным валом.

Примеры

Гидравлический Насос Осевого Поршня с Обнаруживающим Загрузку и Ограничивающим Давление примером Управления моделирует тестовую буровую установку, разработанную, чтобы исследовать взаимодействие между насосом осевого поршня и типичным блоком управления, одновременно выполняя обнаруживающие загрузку и ограничивающие давление функции. Чтобы гарантировать требуемую точность, модель насоса должна составлять такие функции как взаимодействие между поршнями, пластиной плеска и пластиной портирования, которая заставляет создавать подробную модель насоса.

Документация

Плескайте пластину

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Порты

Примеры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2011a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Плескайте пластину

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Порты

Примеры

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Введенный в R2011a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.