Mô hình nguyên lý hoạt động của xi lanh thủy lực tác động đơn

Khái niệm chung về xi lanh thủy lực (kích thủy lực) tác động đơn

Khối xi lanh thủy lực đơn (Kích thủy lực 1 chiều) đại diện cho một phiên bản đơn giản của một xi lanh thủy lực, được phát triển cho các ứng dụng mà chỉ có chức năng cơ bản là nâng tải lên theo một chiều. Vì những lý do này, các yếu tố như nén chất lỏng, ma sát và rò rỉ được giả định là không đáng kể. Các điểm dừng cứng được cho là hoàn toàn không co giãn, để loại bỏ bất kỳ dao động nào có thể xảy ra ở cuối hànrh trình. Mô hình này đặc biệt thích hợp cho mô phỏng thời gian thực, nếu đơn giản hóa như vậy có thể chấp nhận được.

Mô hình xi lanh thủy lực tác động đơn được mô tả bằng các phương trình sau:

F = A⋅p−Fc

Q = A⋅v

dx/dt = v

v = vR−vC

Fc = (x−xE)⋅Kp⋅v  nếu x>xE, v>0 hoặc,

Fc = (x−xR)⋅Kp⋅v  nếu x>xR, v>0 hoặc,

Fc = 0

Trong đó:

• F:  Lực ép được tạo ra bởi xi lanh
• v:  Vận tốc piston
• vR, vC: Vận tốc tuyệt đối của piston và xy lanh, tương ứng
• A: Diện tích đáy piston
• p: Áp lực tại đầu vào xy lanh
• q: Tốc độ dòng chảy tại đầu vào xy lanh
• x: Vị trí Piston
• x0 Khoảng cách ban đầu giữa piston và nắp
• Fc: Lực giữ cúng piston
• xE: Khoảng cách piston có thể di chuyển hoàn toàn từ vị trí ban đầu
• xR Khoảng cách piston có thể di chuyển hoàn toàn từ vị trí ban đầu
• Kp: Hệ số thâm nhập
• S: Hành trình piston

Sự khác biệt chính của khối Xi lanh thủy lực đơn là biểu diễn của điểm dừng cứng

Mô hình đàn hồi của khối Xi lanh thủy lực tác dụng đơn, mà về bản chất là sự kết hợp giữa lò xo và van điều tiết, được kết nối song song. Độ cứng của lò xo, đại diện cho độ cứng tiếp xúc của các vật va chạm rất cao, dẫn đến dao động tần số cao, cường độ thấp tại thời điểm các vật thể va chạm. Những dao động này khó có thể được nhận thấy bằng thực nghiệm, nhưng chúng khó xử lý bằng mô phỏng số và thường giảm hiệu quả số.

Điểm dừng cứng trong khối xi lanh đơn (xi lanh 1 chiều) được biểu diễn bằng mô hình không đàn hồi, mà về cơ bản là một van điều tiết dầu thủy lực với hệ số giảm xóc phụ thuộc vào thâm nhập. Hệ số này được gọi là hệ số xuyên thấu. Với mô hình không đàn hồi, không có dao động được tạo ra trong một tác động, dẫn đến cải thiện độ mạnh và hiệu quả. Nhưng mô hình dừng không co giãn có một tính năng mà bạn phải cân nhắc khi lựa chọn mô hình: các vật thể va chạm tiếp tục di chuyển chậm vào nhau miễn là tiếp xúc được nạp với lực nén. Trong thực tế, hiện tượng này tương tự như sự va chạm của hai vật thể được phân tách bởi một lớp chất lỏng có độ nhớt lớn. Phải mất một thời gian nhất định để tăng áp suất chất lỏng trước khi tiếp xúc với nhau.

Cổng  kết nối R và C là các cổng bảo tồn dịch cơ học tương ứng với thanh trụ và cấu trúc kẹp hình trụ tương ứng. Cổng kết nối A là một cổng bảo tồn thủy lực kết hợp với đầu vào hình trụ. Cổng ra tín hiệu vật lý P hiển thị phần mở rộng thanh hiện tại.

• Áp suất tại cổng A tạo ra lực theo hướng được xác định bởi tham số định hướng xi lanh.
• Các giả định và giới hạn cơ bản
• Ma sát giữa các bộ phận chuyển động không được tính đến.
• Các hiệu ứng quán tính không được tính đến.
• Tính chất nén chất lỏng không được tính đến.
• Rò rỉ dòng chảy được giả định là không đáng kể.
• Các điểm dừng cứng được cho là hoàn toàn không co giãn, như đã giải thích ở trên.

Thông số

• Diện tích đáy Piston
• Diện tích đáy piston hiệu dụng. Giá trị mặc định là 5e-4 m ^ 2.
• Hành trình piston
• Giá trị mặc định là 0,1 m.
• Khoảng cách ban đầu giữa piston và nắp
• Khoảng cách giữa piston và nắp ở hình mô phỏng. Giá trị này không thể vượt quá hành trình piston. Giá trị mặc định bằng 0, tương ứng với vị trí rút lại hoàn toàn.

Hệ số thâm nhập

Chỉ định thuộc tính thâm nhập của các vật thể va chạm. Giá trị của hệ số càng cao, thì càng ít cơ quan xâm nhập vào nhau, nhưng sự gia tăng lực tác động càng lớn. Để tìm ra giá trị của hệ số cho một ứng dụng cụ thể, bạn nên chạy cùng một mô hình với các mô hình dừng cứng khác nhau (hoặc với các mô hình xi lanh khác nhau) cho đến khi chúng hiển thị kết quả gần. Giá trị mặc định của hệ số là 1e12 N / m / (m / s).

Lắp đặt xi lanh thủy lực

Xi lanh có thể được lắp đặt theo hai cách khác nhau, tùy thuộc vào việc nó có tác dụng lực theo hướng dương hay theo hướng âm khi áp suất được áp dụng ở đầu vào của nó. Nếu áp suất được áp dụng tại cổng A sẽ tác dụng lực theo hướng âm, đặt tham số theo hướng âm. Giá trị mặc định là theo hướng đi lên.

Xem thêm: 16 loại kích thủy lực Tecpos