Амортизатор цилиндра (ТЖ)

Демпфер гидроцилиндра в сети теплопроводной жидкости.

cylinder cushion tl

Описание

Блок Cylinder Cushion (TL) представляет собой демпфер гидроцилиндра в сети теплопроводной жидкости. Демпфер замедляет шток цилиндра по мере приближения к концу хода, ограничивая расход жидкости, выходящей из поршневой полости. На рисунке ниже показана типичная конструкция демпфера [1].

cylinder cushion il 1 ru

По мере того как поршень движется к крышке, которая на рисунке находится слева, амортизирующая втулка, или плунжер, входит в ответное отверстие в крышке (полость демпфера) и создает дополнительное сопротивление жидкости, покидающей рабочую полость цилиндра. Замедление поршня начинается, когда плунжер входит в полость демпфера в крышке и перекрывает основной выход жидкости. В этом состоянии жидкость проходит через дроссельный клапан и минимальный зазор. Клапан ограничивает расход жидкости, выходящей из рабочей полости, и тормозит поршень.

Демпфер гидроцилиндра состоит из двух отверстий – переменного и постоянного сечений и обратного клапана. Отверстие переменного сечения представляет собой переменный зазор между плунжером и выточкой в торцевой крышке. Отверстие постоянного сечения представляет собой дроссель в канале, соединяющем полость демпфера с поршневой полостью. Обратный клапан обеспечивает прохождение потока между полостью демпфера и поршневой полостью только во время выдвижения поршня.

Блок Cylinder Cushion (TL) — это составной компонент, состоящий из следующих блоков:

Блок Local Restriction (TL) моделирует дроссельный клапан.
Блок Обратный клапан (ТЖ) моделирует обратный клапан.
Блок Orifice (TL) моделирует переменный зазор между плунжером и торцевой крышкой.
Блок Абсолютный датчик поступательного движения преобразует расстояние между плунжером и полостью в торцевой крышке в физический сигнал. Этот сигнал управляет степенью открытия переменного зазора.

cylinder cushion tl 2

Блок Cylinder Cushion (TL) можно использовать для моделирования гидроприводов. Гидропривод одностороннего или двустороннего действия может включать демпферы для замедления движения поршня вблизи концов хода. Демпфер предотвращает жесткие удары, когда поршень останавливается торцевыми крышками.

Порты A и B — это ненаправленные порты теплопроводной жидкости, связанные с подводом жидкости и поршневой полостью соответственно. Порт R — это механический ненаправленный порт, связанный с плунжером поршня. Порт C — это механический ненаправленный порт, связанный с зажимной конструкцией цилиндра. Блок амортизирует расход от порта B к порту A. Обратный клапан в блоке ориентирован от порта A к порту B.

Изменяемая площадь отверстия

В блоке с переменным отверстием предполагается, что когда плунжер находится далеко от крышки, сечение основной магистрали жидкости открыто и его площадь равна , где — диаметр круглого плунжера. Когда плунжер находится в крышке, отверстие полностью закрыто, а площадь отверстия равна площади утечки. Когда плунжер движется к крышке, жидкость проходит по радиальному зазору из полости цилиндра в ответное отверстие на крышке. Предполагается, что площадь отверстия изменяется линейно с перемещением поршня между максимальной площадью и площадью утечки. Площадь отверстия для данного положения поршня составляет

где

— площадь отверстия для данного положения поршня;
— площадь утечки между плунжером и втулкой демпфера, значение параметра Leakage area between plunger and cushion sleeve;
— максимальный размер отверстия, который равен значению параметра Cushion plunger cross-sectional area;
— положение поршня. Начальное смещение поршня — значение параметра Actuator piston initial displacement;
— имеет значение 1, когда для параметра Actuator mechanical orientation установлено значение Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, и -1, когда для параметра Actuator mechanical orientationа установлено значение Pressure at A causes negative displacement of R relative to C;
— длина амортизационного плунжера, значение параметра Cushion plunger length;
— диаметр амортизационного плунжера, значение параметра Cushion plunger diameter.

Численное сглаживание значений площади и давления

Численная устойчивость симуляции поддерживается с помощью регулирования параметра Smoothing factor. Если параметр Smoothing factor не равен нулю, то обеспечивается сглаживание значений площади отверстия и управляющего давления обратного клапана. Также поддерживается плавное изменение площади отверстия между параметрами Leakage area between plunger and cushion sleeve и Cushion plunger cross-sectional area. Управляющее давление клапана плавно изменяется в диапазоне между параметрами Check valve cracking pressure differential и Check valve maximum pressure differential.

Порты

Ненаправленные

# A — входное отверстие
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствующий входу в полость демпфера.

Имя для программного использования

port_a

# C — корпус
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий опорной структуре гидроцилиндра.

Имя для программного использования

case_flange

# B — выходное отверстие
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствующий выходу в поршневую полость.

Имя для программного использования

port_b

# R — шток
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий скорости и силе поршня гидроцилиндра.

Имя для программного использования

rod_flange

Параметры

Амортизирующий плунжер

# Площадь поперечного сечения амортизирующего плунжера — площадь поперечного сечения амортизационного плунжера
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения амортизационного плунжера. Площадь равна , где — диаметр круглого плунжера.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`1e-4 m^2`
Имя для программного использования	`plunger_area`

# Длина плунжера амортизатора — длина амортизационного плунжера
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Длина амортизационного плунжера.

Значения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`1e-3 m`
Имя для программного использования	`plunger_length`

# Начальное положение поршня привода — начальное смещение поршня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Смещение поршня в цилиндре в начале симуляции. Это смещение определяет начальную площадь переменного отверстия, которое моделирует переменный зазор между плунжером и торцевой крышкой.

Зависимости

Если значение параметра Actuator mechanical orientation установлено на Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, то значение начального смещения поршня должно быть больше или равно нулю.

Если значение параметра Actuator mechanical orientation установлено на Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, то значение начального смещения поршня должно быть меньше или равно нулю.

Значения	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
Значение по умолчанию	`0.0 m`
Имя для программного использования	`offset`

# Ориентация привода — направление смещения поршня
Давление на порту A приводит к положительному смещению порта R относительно порта C | Давление на порту A приводит к отрицательному смещению порта R относительно порта C

Details

Направление перемещения поршня подключенного блока привода. Если этот параметр установлен на Pressure at A causes positive displacement of R relative to C, то поршень выдвигается при положительном значении R — C. Если этот параметр установлен на Pressure at A causes negative displacement of R relative to C, то поршень втягивается при положительном значении R — C.

Значения	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C` \| `Pressure at A causes negative displacement of R relative to C`
Значение по умолчанию	`Pressure at A causes positive displacement of R relative to C`
Имя для программного использования	`orientation`

# Площадь поперечного сечения поршня — площадь поперечного сечения отверстия поршня
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения отверстия поршня гидроцилиндра.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`piston_area`

Клапаны

# Площадь сечения амортизирующего клапана — площадь отверстия дроссельного клапана
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Постоянная площадь отверстия дроссельного клапана, через который жидкость перетекает из поршневой полости, когда плунжер находится внутри полости демпфера.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`1e-6 m^2`
Имя для программного использования	`cushioning_valve_area`

# Площадь утечки между поршнем и амортизационной втулкой — общая площадь утечки, когда плунжер находится внутри отверстия в крышке
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Общая площадь возможных утечек, когда плунжер находится в полости демпфера. Когда перемещение поршня меньше или равно значению параметра Cushion plunger length, площадь переменного отверстия, моделирующего зазор между плунжером и крышкой, равна значению этого параметра.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`1e-7 m^2`
Имя для программного использования	`plunger_leakage_area`

# Перепад давлений для срабатывания обратного клапана — перепад давления, при котором обратный клапан начинает открываться
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Минимальный перепад давления на обратном клапане, при котором клапан начинает открываться. Обратный клапан позволяет жидкости свободно перетекать из полости демпфера в поршневую полость, но не позволяет перетекать в обратном направлении.

Значения	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
Значение по умолчанию	`0.01 MPa`
Имя для программного использования	`delta_p_crack`

# Максимальный перепад давления в обратном клапане — перепад давления, необходимый для полного открытия обратного клапана
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Перепад давления на обратном клапане, необходимый для его полного открытия. Значение этого параметра должно быть больше, чем значение параметра Check valve cracking pressure differential. Обратный клапан позволяет жидкости свободно перетекать из полости демпфера в поршневую полость, но не позволяет перетекать в обратном направлении.

Значения	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
Значение по умолчанию	`0.1 MPa`
Имя для программного использования	`delta_p_max`

# Максимальная площадь обратного клапана — площадь полностью открытого обратного клапана
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения отверстия обратного клапана в полностью открытом положении.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`1e-4 m^2`
Имя для программного использования	`check_valve_max_area`

# Площадь утечки обратного клапана — общая площадь утечки при полностью закрытом обратном клапане
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Общая площадь возможных утечек при полностью закрытом обратном клапане.

Значения	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
Значение по умолчанию	`1e-10 m^2`
Имя для программного использования	`check_valve_leakage_area`

# Коэффициент сглаживания — числовой коэффициент сглаживания

Details

Коэффициент непрерывного сглаживания, который обеспечивает плавность открытия за счет поправки к характеристике клапана в почти открытом и почти закрытом положениях. Установите ненулевое значение меньше единицы, чтобы повысить стабильность моделирования в этих режимах.

Значение по умолчанию	`0.01`
Имя для программного использования	`smoothing_factor`

Литература

Rohner, P. Industrial Hydraulic Control. Fourth edition. Brisbane: John Wiley & Sons, 1995.