Cylinder Cushion

Демпфер в гидроцилиндрах

  • Библиотека:
  • Simscape/Жидкости/Гидравлика (Изотермическая )/Гидравлические Цилиндры

  • Cylinder Cushion block

Описание

Блок Cylinder Cushion моделирует гидравлическую демпфер цилиндра, устройство, которое замедляет движение штока гидроцилиндра в конце хода путем ограничения скорости потока жидкости из полости цилиндра. Рисунок показывает типовую конфигурацию гидродемпфера [1].

Когда поршень движется к прописной букве (на рисунке - налево), демпфирующий стержень входит ёмкость прописной буквы и создает дополнительное сопротивление жидкости, вытесняемой из ёмкости. Профиль демпфирующего стержня определяет необходимое замедление. Около конца штриха жидкость течет через зазор между демпфером и прописной буквой и через демпфирование клапан с постоянной площадью поперечного сечения. Запорный клапан, расположенный между ёмкостями, позволяет свободное течение жидкости в поршневую камеру для свободного отхода поршня из крайнего положения.

Блок реализован как структурная модель, которая наследует демпфирования, как показано на этой схеме.

Блок Отверстие переменного сечения представляет зазор переменного сечения между демпфером и полостью в торцевой прописной букве с учетом механообработки. Интерполяционная таблица блока Отверстие переменного сечения реализует отношение между площадью постоянного отверстия и перемещением поршня. Блоки Фиксированное Отверстие и Запорный Клапан моделируют демпфирующий клапан и запорный клапан, установленный между ёмкостями. Гидромеханический Конвертер представляет собой плунжер, образованный демпфером и полостью. Блок Идеальный Датчик Поступательного Движения контролирует перемещение поршня и передает его (с рассчитанным начальным положением поршня) блоку Отверстие переменного сечения. Имена, присвоенные вложенным блокам в модели, показаны в круглых скобках.

Блок развивает 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, чтобы смоделировать блок одностороннего действия или гидроцилиндра двойного действия с демпфером. Следующая схема показывает модель двустороннего гидравлического цилиндра с демпфером, созданной из блока Гидроцилиндра Двойного Действия и двух блоков Гидродемпфер.

Можно настроить эффект демпфирования путем изменения площади фиксированного отверстия и профиля демпфирующего стержня (отверстие переменного сечения). Определите профиль при помощи одномерной интерполяционной таблицы площади постоянного отверстия от перемещения поршня. Следующий рисунок показывает типовое строение гидроцилиндра двойного действия с двусторонним демпфированием, подобной модели, показанной на блоке выше.

Для обеспечения демпфирования по обе стороны поршня установите переменную площадь отверстия левого демпфера (AL) и правой демпферы (AR) аналогично профилю, показанному на рисунке. Точка начала графика расположена в положении, где поршень касается прописной буквы. Если цилиндр действует в отрицательном направлении, ход поршня отрицательное, и необходимо сделать уточнение профиля в четвертом квадранте.

Следующий рисунок показывает типовую схему движения цилиндра с двусторонним демпфированием.

Демпферы обеспечивают замедление на уровне ~ 10 мм перед дном штриха. Штрих цилиндра 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 гидравлическим входным и выходным отверстиями устройства. Связь R является портом механической передачи, которая соединяется со штоком гидроцилиндра. Связь C является портом механической передачи, которая соединяется с корпусом зажима цилиндра.

Порты

Сохранение

расширить все

Гидравлический порт, соединенный с входным отверстием цилиндра.

Гидравлический порт, соединенный с выходным отверстием цилиндра.

Порт механической передачи, соединенный с штоком гидроцилиндра.

Порт механической передачи, соединенный с корпусом зажима цилиндра.

Параметры

расширить все

Демпфирующий поршень

Добавление демпфера к поршню преобразует исходный цилиндр в два цилиндра, жестко соединенных и действующих параллельно, с общей эффективной площадью, равной площади базового поршня перед сложением. Это наборы параметров площадь демпфирующего поршня, которая является площадью торцевой поверхности демпфирующего стержня.

Расстояние между поршнем гидроцилиндра и ограничителем А в начале симуляции. Значение по умолчанию 0, что соответствует полностью убранному положению поршня.

Направление движения поршня относительно глобально присвоенного положительного направления. Поскольку демпфирующий поршень является частью поршня гидроцилиндра, его ориентация должна быть такой же, как ориентация базового поршня со стороны, к которой прикреплена демпфер. Подобно модели гидроцилиндра, если давление, приложенное к порту А, оказывает силу в отрицательном направлении, установите параметр равным Acts in negative direction.

Фиксированное отверстие

Площадь фиксированного отверстия, установленного между камерами демпфера.

Полуэмпирический коэффициент, который используется при расчете скорости потока жидкости через фиксированное отверстие.

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения через фиксированное отверстие. Переход от ламинарного к турбулентному режиму должен происходить, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Вы можете найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике.

Отверстие переменного сечения

Вектор входа значений для хода поршня, заданный как одномерный массив. Вектор входных значений должен быть строго увеличен. Значения могут быть неоднородно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо задать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для сплайна-интерполяции. Значения Tabulated piston displacements используются вместе с Tabulated orifice area значениями для одномерного поиска в таблице. Из-за особенностей жестких упоров для остановки поршня поршень может двигаться ниже нуля и выше значения штриха. Рекомендуется учитывать деформацию поршня и обеспечивать ход поршня за пределы идеальной области значений штриха, чтобы избежать экстраполяции.

Вектор площадей постоянного отверстия, заданный как одномерный массив. Вектор должен быть того же размера, что и вектор хода поршня. Все значения должны быть положительными.

Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации выхода значения, когда вход значение находится между двумя последовательными сеточными точками:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую эффективность.

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

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения значения выхода, когда значение входа находится вне диапазона, заданного в списке аргументов:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы создать кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.

  • Nearest - Выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции см. PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием.

Полуэмпирический коэффициент, который используется при расчете скорости потока жидкости через отверстие переменного сечения.

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения через отверстие переменного сечения. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Вы можете найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках гидравлики.

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии. Основной целью параметра является поддержание вычислительной целостности цепи путем предотвращения изоляции фрагмента системы после полного закрытия клапана. Значение значения параметров должно быть больше 0.

Запорный клапан

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

Уровень давления, при котором начинает открываться отверстие клапана.

Перепад давления на клапане необходим для полного открытия клапана. Его значение должно быть выше давления открытия.

Полуэмпирический коэффициент, который используется при расчете скорости потока жидкости через запорный клапан.

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения через запорный клапан. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения.

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основной целью параметра является поддержание вычислительной целостности цепи путем предотвращения изоляции фрагмента системы после полного закрытия клапана. Значение значения параметров должно быть больше 0.

Ссылки

[1] Rohner, P. Промышленное Гидравлическое Управление. Четвертое издание. Brisbane: John Wiley & Sons, 1995.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2013b