Гидравлический привод с клапаном противовеса
Модель состоит из гидравлического цилиндра двойного действия, которым управляет открыто-центральный распределительный клапан с 4 путями и блок питания, созданный из источника скорости потока жидкости и регулятора давления. Цилиндр загружается с активной силой в 10 000 Н, пытающихся расширять стержень. Другими словами, цилиндр испытывает переопределяющую загрузку при расширении. Чтобы содержать стержень на месте, в то время как распределительный клапан находится в нейтральном положении и предотвращает теряющий контроль над цилиндрическим расширением, клапан противовеса используется. Средства управления клапаном возврат текут из порта А. Пилот клапана порт P соединяется с цилиндрическим портом B, таким образом лишающим возможности цилиндр перемещаться до давления в сборки порта B до определенного уровня.
Чтобы содержать загрузку, клапан противовеса должен быть установлен в 1,3 * 10000 / 5e-3 = 26e5 Па, где 1.3 коэффициент безопасности, 10 000 Н загрузка, 5e-5 м^2 эффективная площадь базового поршня в емкости стержня. Цилиндр начинает перемещаться, когда экспериментальное давление создает до приблизительно p = (p_s - p_L) / (k_p + k_c), где p_s является давлением установки клапана, p_L является давлением загрузки (p_L = L/A_r), L является загрузкой, A_r является эффективной площадью емкости стержня (поршневая сторона B), k_p является экспериментальным отношением (k_p, установлен в 3 в модели), и k_c является отношением между цилиндрической областью емкости пробела к области емкости стержня ((сторона области B/piston стороны площади базового поршня A) установлен в 2 в модели). В результате загрузка начинает перемещаться в p = (26e5 - 100000/5e-3) / (3 + 2) = 1.2e5 Па.
Система симулирована во время 10 вторых циклов, в которых стержень расширяет приблизительно на 0,06 м и затем возвращается к исходному положению. Клапан противовеса поддерживает достаточно давления в полости цилиндра, чтобы сбалансировать загрузку, в то время как распределительный клапан находится в нейтральном положении.
Модель
Результаты симуляции от Simscape Logging
Графики ниже показа давления в цилиндре и положении поршня.
Графики ниже показа давления порта и скорости потока жидкости для клапана противовеса. Во время первой части цикла скорость потока жидкости через отверстие переменного сечения наблюдается, указывая, что давления в портах P и L создают достаточно силы, чтобы преодолеть упругую силу и открыть клапан. Во второй части цикла поток наблюдается через запорный клапан в клапане противовеса.
