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液压回路仿真方法探析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10.41系统仿真草图图10.42液压部分仿真草图元件3保持默认参数。这样,通过图10.43这部分仿真回路,很好地模拟了液压缸的位移和外负载力之间的关系,为仿真的正确运行创造了条件。表10.11位置检测部分参数设置控制部分的仿真草图如图10.44所示。图10.45活塞杆位移曲线液压缸端口1处的压力曲线如图10.46所示。液压缸内部有泄漏,随着时间的延续,液压缸上腔压力有所下降,在34 s,44 s处,换向阀两次接通,自动补充压力,进行保压。

液压回路仿真方法探析

首先进入草图模式,创建出如图10.41所示的仿真草图。因该回路较复杂,故这里分部分介绍其仿真。液压部分的仿真草图如图10.42所示。

图中的元件1,2的作用都很简单,就是为了产生所需的流量。在本例中,设计的流量为10 L/min,设置元件1的“shaft speed”为1 000,元件2的“pump displacement”为10,两者相乘为10 L/min。

图10.41 系统仿真草图

图10.42 液压部分仿真草图

元件3保持默认参数。

元件4是实现回路换向功能的主要元件;元件5是液控单向阀;元件6的作用是测量液压缸上腔的压力,是保压功能,能实现的重要元件,其参数设置保持默认值;元件7是液压缸,其中比较重要的参数“angle rod makes with horizontal”和“leakage coefficient”,其中前者设定了液压缸的内泄漏,正是因内泄漏的存在,液压缸上腔的压力才会逐渐渗漏到下腔中,造成上腔压力降低,液压泵重新启动,为上腔加压,这一自动过程才能实现。

位置的检测部分的仿真草图如图10.43所示。液压缸在下行到碰触圆形工件之前,有一段空行程距离,接触工件后,液压缸的外负载力有一个随位移继续增加而增长的趋势,这在仿真中需要考虑,故设计如图10.43所示的位置检测部分仿真回路。

图10.43 位置检测部分的仿真草图

在图10.43中,元件8的作用是检测液压缸的位移。元件9的作用是将信号转换为负载力。元件10的作用是进行比较,当液压缸的位移(x)小于设置值(元件11)0.3 m时,外负载力由元件12设定;当液压缸位移(x)大于设置值(元件11)0.3 m,外负载力的大小由液压缸的位移与0.3 m(元件11)的差值为自变量的函数计算得的位移大于0.3 m时,位移值与0.3的差值作为函数f(x)=100 000∗x的自变量,计算得到负载力,作用在液压缸上,模拟液压缸挤压工件所受到的力。这样,通过图10.43这部分仿真回路,很好地模拟了液压缸的位移和外负载力之间的关系,为仿真的正确运行创造了条件。

液压元件的参数设置见表10.10。

表10.10 液压元件参数设置

续表

位置检测参数设置见表10.11。其中没有提及的元件参数保持默认值。(www.xing528.com)

表10.11 位置检测部分参数设置

控制部分的仿真草图如图10.44所示。元件19,20的作用是设定压力的上下限,模拟的是电接点压力表的上下限。在本例中,下限设定为28 bar,上限设定为30 bar。元件16,21的作用是将液压缸上腔的压力值和设定的上下限进行比较,当小于28 bar时,输出信号40 mA(元件22);当大于30 bar时,输出信号0mA(元件17)。将这两个结果求和(元件18),共同输入图10.42中的元件4(换向阀),决定换向阀是左位工作(40 mA)还是中位工作(0 mA),从而控制是加压状态(左位工作)还是保压状态(中位工作)。其参数设置见表10.12。其中没有提及的元件参数保持默认值。

表10.12 控制部分参数设置

图10.44 控制部分仿真草图

自此回路搭建完成,将仿真时间设定为50 s。运行仿真。

选择液压缸7,绘制活塞杆的位移曲线,如图10.45所示。可知,在液压缸下行碰触到工件前,运动速度较快,当触碰到工件后(位移超过0.3 m),有一段时间积蓄压力,如图示的第一个台阶。然后继续加压下行,到位移大约为0.35 m处,停止前进,进行保压。

图10.45 活塞杆位移曲线

液压缸端口1处的压力曲线如图10.46所示。

绘制元件4的输入信号(input signal),如图10.47所示。可知,最开始,换向阀的输入信号为40 mA,液压缸快速下行,碰到工件后,压力上升,达到28 bar(见图10.46)后进入保压阶段(见图10.47)。液压缸内部有泄漏,随着时间的延续,液压缸上腔压力有所下降,在34 s,44 s处,换向阀两次接通(见图10.47),自动补充压力,进行保压。

由上述分析可知,本仿真完美地模拟了保压回路的自动工作过程。

图10.46 端口1的压力曲线

图10.47 元件4的输入信号仿真结果

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