Демпфер в гидравлических цилиндрах
Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Гидравлические Цилиндры
Блок Cylinder Cushion моделирует демпфер гидроцилиндра, устройство, которое замедляет движение штока гидроцилиндра в конце хода путем ограничения скорости потока жидкости, оставляя полость цилиндра. Рисунок показывает типичную конфигурацию гидродемпфера [1].
Когда поршень движется к дну цилиндра (на рисунке - налево), демпфирующий стержень входит полость дна цилиндра и создает дополнительное сопротивление жидкости, вытесняемой из полости. Профиль демпфирующего стержня определяет необходимое замедление. Достигнув дна цилиндра, жидкости истекает через зазор между демпфирующим стержнем и отверстием гидродемпфера через дренажный клапан с постоянной площадью поперечного сечения. Запорный клапан, расположенный между емкостями, позволяет свободное течение жидкости в поршневую камеру для свободного отхода поршня из крайнего положения.
Блок реализован как структурная модель, которая наследует свойства устройства амортизации, как показано на этой схеме.
Блок Переменное Отверстие представляет зазор переменного сечения между демпфером и полостью в торцевой крышке с учетом механообработки. Интерполяционная таблица блока Переменное Отверстие реализует отношение между площадью отверстия и ходом поршня. Блоки Фиксированное Отверстие и Запорный Клапан моделируют демпфирующий клапан и запорный клапан, установленный между полостями. Гидромеханический Конвертер представляет собой плунжер, образованный демпфером и полостью. Блок Идеальный Датчик Поступательного Движения контролирует ход поршня и передает его (с рассчитанным начальным положением поршня) блоку Переменное Отверстие. Имена, присвоенные вложенным блокам в модели, показаны в круглых скобках.
Блок разрабатывает эффект демпфирования для скорости потока жидкости от порта B до порта А. Запорный клапан в блоке ориентирован от порта A до порта B.
Можно использовать этот блок с любым из блоков гидроцилиндров в библиотеке, для моделирования цилиндров двойного или одностороннего действия с эффектом демпфирования. Следующая схема показывает модель двустороннего гидравлического цилиндра с демпфером, созданной из блока Гидравлического Цилиндра Двойного Действия и двух блоков Демпфера Гидроцилиндра.
Можно настроить эффект демпфирования путем изменения площади постоянного отверстия и профиля демпфирующего стержня (переменное отверстие). Определите профиль при помощи одномерной интерполяционной таблицы зависимости площади отверстия от хода поршня. Следующие рисунки показывают типовую настройку цилиндра двойного действия с двусторонним демпфированием, подобной модели, показанной на схеме выше.
Чтобы гарантировать демпфирование с обеих сторон поршня, установите переменную площадь отверстия левого демпфера (AL) и правый демпфер (AR), похожий на показанный на рисунке профиль. Точка начала графика расположена в положении, где поршень касается дна. Если цилиндр действует в обратном направлении, ход поршня отрицателен, и необходимо сделать уточнение профиля в четвертом квадранте.
Следующий рисунок демонстрирует типовую схему движения цилиндра с двусторонним демпфированием.
Демпферы обеспечивают замедление на уровне ~10 мм перед дном цилиндра. Ход поршня составляет 10 см, начальное положение поршня составляет 0,04 м. Рисунок показывает графики скорости (желтая линия) и перемещения (пурпурная линия).
Связи A и B являются гидравлическими портами, сопоставленными с устройством гидравлический вход и выход. R связи является портом механической передачи, который соединяется со штоком гидроцилиндра. C связи является портом механической передачи, который соединяет с цилиндром зажимную структуру.
[1] Ронер, P. Промышленное Гидравлическое Управление. Четвертый выпуск. Брисбен: John Wiley & Sons, 1995.