[发明专利]一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法

权利要求书

1.一种具有不规则末端缓冲机构的液压缸的仿真实现方法，基于一种不规则末端缓冲机构液压缸，所述液压缸包括：活塞杆，活塞，节流环和末端缓冲柱塞；活塞杆与活塞连接端内部具有活塞内缓冲孔，活塞内缓冲孔开口端套接1个节流环，节流环上留有1个开口，开口截面为矩形；末端缓冲柱塞与液压缸出油口连通；末端缓冲柱塞外表面分为缓冲柱塞斜切面和缓冲柱塞圆柱面；缓冲柱塞斜切面有三个，沿圆周均匀分布于末端缓冲柱塞的前端，末端缓冲柱塞的后端为缓冲柱塞圆柱面，末端缓冲柱塞内部为柱塞排油内孔；

所述仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：确定每个缓冲阶段的节流面积；

活塞的整个缓冲运动过程分为三个阶段：

第一阶段为无缓冲阶段；当活塞运动到末端缓冲柱塞的缓冲柱塞斜切面之前，液压缸工作在一般模式，缓冲机构不产生节流缓冲效应；采用标准液压缸的模型；

第二阶段为斜切面节流缓冲阶段；活塞从缓冲柱塞斜切面继续移动，直至运动到位于缓冲柱塞圆柱面与缓冲柱塞斜切面相交的位置之前，末端缓冲柱塞进入活塞内缓冲孔时，缓冲发生；

缓冲切面面积为缓冲间隙的切面积和节流环上开口形成的节流面积之和，

缓冲切面面积S_x的计算公式如下：

S_x＝6S_x1+S_x2(1)

其中：S_x1为缓冲间隙的切面积；S_x2为节流环上开口形成的节流面积；

节流环上开口形成的节流面积S_x2，计算如下：

S_x2＝WH(2)

其中：W为节流环缝隙宽度；H为节流环缝隙高度；

所述的缓冲间隙是指缓冲柱塞斜切面和活塞内缓冲孔的孔壁间形成的间隙；液压油通过缓冲间隙和节流环上的开口流出液压缸出油口；

缓冲间隙的切面积S_x1，计算如下：

Sx1=θππ(D2)2-(D2-hx)lx=θD24-(D2-hx)lx---(3)]]>

D为末端缓冲柱塞的直径；θ为末端缓冲柱塞最前端的端面中，斜切面与圆弧面的交点偏离所述端面竖直中心线的角度，l_x为末端缓冲柱塞最前端的端面中，斜切面与圆弧面的交点偏离所述端面竖直中心线的距离；h_x为斜切面剖切最深处的值；h_x＝l·tan(α)；l为缓冲柱塞斜切面段的长度；α为缓冲柱塞斜切面的倾角；

第三阶段为固定间隙节流缓冲阶段；当活塞从缓冲柱塞圆柱面与缓冲柱塞斜切面相交处继续移动，缓冲过渡到固定间隙缓冲阶段，活塞工作时将缸体分为工作腔和缓冲腔，缓冲腔的液压油通过节流环开口处流出，即缓冲切面面积固定，节流面积S'_x为：

S'_x＝S_x2＝WH(4)

步骤二：建立缓冲折算模块；

步骤201、绘制缓冲折算模块的图标；

利用AMESim平台，绘制缓冲折算模块的图标为Cushion，将缓冲折算模块绘制成两个接口，并将接口定义为信号接口；

步骤202、定义缓冲折算模块的参数；

缓冲折算模块参数分为：接口参数、内部参数和可调整参数；

步骤203、根据接口参数，判断液压缸所处的阶段并计算该阶段输出的信号值；

若处于第一阶段，输出信号为1；

若处于第二阶段，则缓冲有效节流面积为S＝S_x，计算节流阀直径和输出信号值，公式如下：

d=26Sx1+Sx2π]]>

u＝d/vd

其中：d为折算等效节流阀直径；

vd为完整模型中采用的基准节流阀直径；

u为输出信号；

若处于第三阶段，缓冲有效节流面积为S＝S'_x，根据以下公式计算其输出信号值；

d=2WHπ]]>

u＝d/vd

步骤三：建立完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型；

完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型，包括液压缸、位移传感器、缓冲折算模块和可调节流阀；

位移传感器连接液压缸，采集液压缸中活塞的位移信号，同时位移传感器将输入的位移信号参数传递给缓冲折算模块，缓冲折算模块判断液压缸所处的阶段并计算各个阶段的输出信号值传递给可调节流阀，进行节流；

步骤四：对完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型的缓冲机构各参数进行优化设计。