exponenta event banner

Подушка цилиндра

Подушка в гидроцилиндрах

  • Библиотека:
  • Simscape/Жидкости/Гидравлические (изотермические )/Гидравлические цилиндры

  • Cylinder Cushion block

Описание

Блок Cylinder Cushion моделирует подушку гидравлического цилиндра, устройство, которое замедляет шток цилиндра вблизи конца хода, ограничивая расход, выходящий из камеры цилиндра. На рисунке показана типовая конструкция подушки цилиндра [1].

Когда поршень движется к крышке (слева на чертеже), амортизирующая втулка входит в камеру в крышке и создает дополнительное сопротивление жидкости, выходящей из камеры. Профиль втулки определяет желаемое замедление. Вблизи конца хода текучая среда течет через зазор между втулкой и колпачком и через амортизирующий клапан с постоянной площадью поперечного сечения. Обратный клапан, расположенный между камерами, обеспечивает свободный поток в поршневую камеру для облегчения отрыва поршня от конечного положения.

Блок реализован как структурная модель, которая воспроизводит амортизирующее устройство, как показано на этой схеме.

Блок переменного отверстия представляет собой переменный зазор между втулкой и полостью, обработанной в торцевой крышке. В справочной таблице блока переменной диафрагмы реализована взаимосвязь между площадью диафрагмы и смещением поршня. Блоки фиксированного отверстия и обратного клапана имитируют амортизирующий клапан и обратный клапан, установленные между камерами. Поступательный гидромеханический преобразователь представляет собой плунжер, созданный втулкой и полостью. Блок Ideal Translational Motion Sensor контролирует перемещение поршня и передает его (с учетом исходного положения поршня) в блок Variable Orifice. Имена, назначенные вложенным блокам в модели, отображаются в скобках.

Блок создает амортизирующий эффект для расхода от порта B к порту A. Обратный клапан в блоке ориентирован от порта A к порту B.

Этот блок можно использовать с любым из блоков цилиндров в библиотеке для моделирования цилиндра одинарного или двойного действия с подушкой. На следующей схеме показана модель двухстороннего гидроцилиндра с подушкой, построенной из блока гидроцилиндров двойного действия и двух блоков подушек цилиндров.

Можно регулировать амортизирующий эффект, изменяя площадь неподвижного отверстия и профиль амортизирующей втулки (переменного отверстия). Задайте профиль с помощью одномерной справочной таблицы площади отверстия в зависимости от перемещения поршня. На следующем рисунке показана типичная конфигурация цилиндра двойного действия с двусторонней амортизацией, аналогичная модели, показанной на блок-схеме выше.

Чтобы обеспечить амортизацию с обеих сторон хода, установите переменную площадь отверстия левой подушки (AL) и правой подушки (AR) аналогично профилю, показанному на рисунке. Начало отсчета расположено в том месте, где поршень касается колпачка. Если цилиндр действует в отрицательном направлении, перемещения поршня являются отрицательными, и необходимо сделать спецификацию профиля в четвертом квадранте.

На следующем рисунке показана типичная схема движения цилиндра с двусторонней амортизацией.

Подушки установлены с возможностью замедления на ~ 10 мм до конца хода. Ход цилиндра составляет 10 см, а исходное положение поршня - 0,04 м. График показывает профили скорости (желтая линия) и движения (пурпурная линия).

Соединения А и В являются гидравлическими консервационными отверстиями, связанными с гидравлическим входом и выходом устройства. Соединение R представляет собой механическое поступательное консервационное отверстие, которое соединяется со штоком цилиндра. Соединение С представляет собой механическое поступательное консервационное отверстие, которое соединяется с цилиндрической зажимной конструкцией.

Порты

Сохранение

развернуть все

К входу цилиндра присоединено гидравлическое консервационное отверстие.

К выходу цилиндра присоединено гидравлическое консервационное отверстие.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СОЕДИНЕННОЕ СО ШТОКОМ ЦИЛИНДРА.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СОЕДИНЕННОЕ С ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗАЖИМНОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ.

Параметры

развернуть все

Поршень подушки

Добавление подушки к цилиндру преобразует соответствующий цилиндр в два цилиндра, жестко соединенных и действующих параллельно, с общей эффективной площадью, равной площади поршня перед добавлением. Этот параметр задает площадь поршня подушки, которая является площадью торца втулки подушки.

Расстояние между поршнем цилиндра и колпачком A в начале моделирования. Значение по умолчанию: 0, что соответствует полностью убранному положению поршня.

Ориентация поршня по отношению к глобально назначенному положительному направлению. Поскольку поршень подушки является частью поршня цилиндра, его ориентация должна быть такой же, как ориентация поршня цилиндра со стороны, к которой прикреплена подушка. Аналогично модели цилиндра, если давление, приложенное к порту A, оказывает силу в отрицательном направлении, задайте для параметра значение Acts in negative direction.

Фиксированная диафрагма

Площадь неподвижного отверстия, установленного между подушечными камерами.

Полуэмпирический коэффициент, используемый при вычислении расхода через неподвижное отверстие.

Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока через фиксированное отверстие. Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Рекомендации по значению параметра можно найти в гидравлических учебниках.

Регулируемая диафрагма

Вектор входных значений перемещений поршня, определяемый как одномерный массив. Вектор входных значений должен быть строго увеличен. Значения могут быть неравномерно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо указать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для гладкой интерполяции. Значения перемещений поршня Tabulated используются вместе со значениями площади отверстия Tabulated для одномерного поиска в таблице. Благодаря характеру жестких упоров цилиндра поршень может перемещаться ниже нуля и выше величины хода. Рекомендуется учитывать деформацию поршня и обеспечивать смещения поршня за пределами идеального диапазона хода, чтобы избежать экстраполяции.

Вектор площадей диафрагмы, определяемый как одномерный массив. Вектор должен быть того же размера, что и вектор перемещения поршня. Все значения должны быть положительными.

Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение находится между двумя последовательными точками сетки:

  • Linear - Выберите этот параметр, чтобы получить наилучшую производительность.

  • Smooth - выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Дополнительные сведения о алгоритмах интерполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов:

  • Linear - выберите эту опцию для создания кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.

  • Nearest - выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не превышает самую высокую точку в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Дополнительные сведения о алгоритмах экстраполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Полуэмпирический коэффициент, используемый при вычислении расхода через переменное отверстие.

Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока через переменное отверстие. Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Рекомендации по значению параметра можно найти в учебниках по гидравлике.

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии. Основное назначение параметра состоит в поддержании числовой целостности цепи путем предотвращения изоляции части системы после полного закрытия клапана. Значение параметра должно быть больше 0.

Обратный клапан

Максимальная площадь поперечного сечения канала клапана. Значение по умолчанию: 1e-4 м ^ 2.

Уровень давления, при котором отверстие клапана начинает открываться.

Перепад давления на клапане, необходимый для полного открытия клапана. Его значение должно быть выше давления крекинга.

Полуэмпирический коэффициент, используемый при расчете расхода через обратный клапан.

Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока через обратный клапан. Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения.

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основное назначение параметра состоит в поддержании числовой целостности цепи путем предотвращения изоляции части системы после полного закрытия клапана. Значение параметра должно быть больше 0.

Ссылки

[1] Ронер, P. Промышленное гидравлическое управление. Четвертое издание. Брисбен: Джон Уайли и сыновья, 1995.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2013b