Программа FluidSim представляет собой программное обеспечение для моделирования работы и управления системами гидропривода [1,2].
Программа была разработана компанией «Festo Didactic» с целью конструирования схем гидропривода и гидроавтоматики с ручным, электрическим и электронным управлением [3,4].
Такая программа даёт возможность исследования работы составленных схем в различных режимах с использованием мультипликации [5,6] (рисунок 1).
Рис.1. Программа FluidSim
В программе FluidSim была построена схема трёх цилиндров и проанализирована их работа на данной схеме (рисунок 2).
Рис.2. Схема три цилиндра
Построив и проанализировав схему на рисунке 2 можно сделать следующий вывод: при работе схемы цилиндры в зависимости от приложенной нагрузки работают, частично последовательно, то есть нижний в левой части цилиндр срабатывает первым, а в правой части вторым и в левой третьим при закрытии в обратной последовательности.
Далее была построена схема с тремя дросселями и одним цилиндром. И проанализирована работа данной схемы при разных соотношениях открытия дросселя (рисунок 3).
Рис.3. Схема трёх дросселей и одного цилиндра
На основе схемы изображённой на рисунке 3 была составлена таблица с данными по проценту открытия дросселей (таблица 1), давления в системе и скорости срабатывания гидроцилиндра, и построены графики зависимости по полученным данным (рисунок 4,5,6).
Таблица 1. Данные полученные при работе гидроцилиндра
|
a1 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
p2 |
5.35 |
5.17 |
4.97 |
3.1 |
2.22 |
1.82 |
1.6 |
1.47 |
1.38 |
1.32 |
1.28 |
|
p1 |
0 |
1.03 |
1.09 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
1.1 |
|
v1 |
0 |
0.08 |
0.15 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
|
Дельта Р |
5.35 |
4.14 |
3.88 |
2 |
1.12 |
0.72 |
0.5 |
0.37 |
0.28 |
0.22 |
0.18 |
|
a2 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
p3 |
7.14 |
6.15 |
1.7 |
0.77 |
0.44 |
0.29 |
0.21 |
0.16 |
0.13 |
0.11 |
0.09 |
|
p4 |
0 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
|
v2 |
0 |
0.16 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
0.17 |
|
Дельта Р |
7.14 |
6.13 |
1.68 |
0.75 |
0.42 |
0.27 |
0.19 |
0.14 |
0.11 |
0.09 |
0.07 |
|
a3 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
p2 |
1.28 |
1.18 |
1.1 |
1.06 |
1.04 |
0.79 |
0.57 |
0.43 |
0.35 |
0.29 |
0.25 |
|
p4 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
0.06 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
|
v3 |
0.17 |
0.12 |
0.09 |
0.05 |
0.01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Дельта Р |
1.26 |
1.15 |
1.06 |
1.01 |
0.98 |
0.72 |
0.5 |
0.36 |
0.28 |
0.22 |
0.18 |
Рис.4. График зависимости при регулировании 1го дросселя
Рис. 5. График зависимости при регулировании 2го дросселя
Рис. 6. График зависимости при регулировании 3го дросселя
Построив и проанализировав схему трёх дросселей и одного цилиндра можно сделать следующий вывод: при регулировании дросселей согласно графиков видно, что работа гидроцилиндра при разных регулировках разная, но в конце каждого графика видим скорость открытия гидроцилиндра при определенном открытии дросселя становится постоянной, также самая более эффективная срабатывание имеется на втором графике при регулировании второго дросселя.
Затем была построена схема с тремя дросселями и одним гидромотором, проанализирована работа данной схемы при разном открытии дросселя (рисунок 7).
Рис.7. Схема трёх дросселей и одного гидромотора
На основе построенной схемы на рисунке 7 был проведён анализ измерений, построены графики на основании таблиц измерений открытия дросселя и изменения усилия на выходе гидромотора и цилиндра (рисунок 8,9,10). Результаты измерений при регулировке дросселей представлены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты измерений при регулировке дросселей
|
a1 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
p2 |
5.35 |
4.99 |
2.77 |
2.15 |
1.93 |
1.83 |
|
p1 |
1.15 |
1.56 |
1.65 |
1.65 |
1.65 |
1.65 |
|
v1 |
0 |
213 |
244 |
244 |
244 |
244 |
|
Дельта Р |
4.2 |
3.43 |
1.12 |
0.5 |
0.28 |
0.18 |
|
a2 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
p3 |
4.20 |
3.49 |
1.19 |
0.57 |
0.35 |
0.25 |
|
p4 |
0 |
0.05 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
|
v2 |
0 |
213 |
244 |
244 |
244 |
244 |
|
Дельта Р |
4.20 |
3.44 |
1.12 |
0.50 |
0.28 |
0.18 |
|
a3 |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
p2 |
1.83 |
1.4 |
1.21 |
1.05 |
0.87 |
0.69 |
|
p4 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
|
v3 |
214 |
111 |
2 |
99 |
169 |
214 |
|
Дельта Р |
1.76 |
1.33 |
1.14 |
0.98 |
0.8 |
0.62 |
Рис. 8. График зависимости при регулировании 1го дросселя
Рис. 9. График зависимости при регулировании 2го дросселя
Рис. 10. График зависимости при регулировании 3го дросселя
При регулировании дросселей согласно графикам видно, что работа гидроцилиндра при разных регулировках одинаковая, но в конце каждого графика видим скорость открытия гидроцилиндра при определенном открытии дросселя становится постоянной, на третьем графике видно, что гидромотор переводится в обратный режим, что свидетельствует график на рисунке 10.
Для построения графиков зависимости гидромотора и цилиндра при разных нагрузках была построена таблица измерений при разных усилиях на шток гидроцилиндра и вала гидромотора (таблица 3).
Таблица 3. Результаты измерений
|
F |
0 |
40 |
80 |
120 |
160 |
200 |
F |
0 |
2 |
4 |
6 |
7 |
|
p2 |
0.37 |
0.45 |
0.54 |
0.66 |
0.79 |
0.79 |
M |
244 |
228 |
172 |
92 |
6 |
|
p1 |
0.06 |
0.25 |
0.45 |
0.64 |
0.79 |
0.79 |
||||||
|
v1 |
0.05 |
0.04 |
0.03 |
0.01 |
0 |
0 |
На рисунке 11 изображена зависимость скорости от нагрузки открытия штока гидроцилиндра.
Рис. 11. График зависимости гидроцилиндра
На рисунке 12 изображена зависимость скорости от нагрузки выходного вала гидромотора.
Рис.12. График зависимости гидромотора
Согласно графикам, работа гидроцилиндра и гидромотора, имеет примерно одинаковую зависимость.
И в заключение была построена схема с отключением одного из двух гидромоторов в программе FluidSim (рисунок 13). А также схема переключения из параллельной в последовательную работу гидромоторов (рисунок 14).
Рис. 13. Схема с отключением одного гидромотора
Рис. 14. Схема переключения из параллельной в последовательную работу гидромоторов