При разработке сложных моделей часто возникает необходимость проведения экспериментов с настройками на более простых моделях. Рассматриваемая модель содержит блок Single-Acting Hydraulic Cylinder и набор сопутствующих блоков для полноценной работы и позволяет анализировать поведение цилиндра в зависимости от тех или иных изменений его характеристик и нагрузки. Следует иметь ввиду, что источник давления в модели — идеальный и выдает постоянный расход при любых давлениях до момента выбора хода гидроцилиндром.
Схема
Блок Single-Acting Hydraulic Cylinder находится в верхней правой части схемы.
Обратите внимание на то, что PS Constant для установки нагрузки на штоке (Ideal Force Source) задается отрицательной величиной в данной модели.
В схеме два сенсора: Hydraulic Pressure Sensor и Hydraulic Flow Rate Sensor для измерения давления и расхода соответственно. Сенсор расхода — проходной, через сенсор давления расхода нет.
Для добавления аннотаций рядом с надписями у блоков, нужно кликнуть на блок ПКМ, выбрать Properties — Вкладка Block Annotation. Из перечня доступных ключевых слов выбрать нужные (см. модель) и нажать кнопку >>.
Результаты моделирования
По результатам видно, что до 6-й секунды шток гидравлического цилиндра движется с постоянной скоростью, равной примерно 17 мм за 1 с (наклон на первом графике). Скорость движения штока определяется числом оборотов источника угловой скорости, рабочим объемом насоса и площадью поршня.
По размерам, максимальный объем жидкости, которая может войти в гидроцилиндр составляет 0,05 л. Расход 0,5 л/мин это 0,00833 л/сек. Поделим объем на объемный расход при заполнении цилиндра: 0,05 / 0,00833 = 6 с. Таким будет время, за которое поршень дойдет до крайнего положения. Данный факт подтверждается результатами моделирования.
Давление при движении поршня определяется действующей на шток нагрузкой и составляет 2000(Н) / 5e-4(кв.м) = 4000000Па = 4МПа = 40 бар. Именно это и видно на третьем снизу графике.
Когда шток выберет весь доступный ход (100 мм), произойдет резкий скачок давления. Благодаря тому, что в схеме установлен предохранительный клапан, давление поднимется только до того уровня, который задан настройками клапана, а именно до 50 бар.
SingleActingHydraulicCylinder (Скачать модель)