井架起升液壓系統仿真研究

史紅艷（渤海裝備遼河熱采機械公司，遼寧盤錦124010）

井架起升液壓系統仿真研究

史紅艷（渤海裝備遼河熱采機械公司，遼寧盤錦124010）

為了驗證井架起升液壓系統的實際可行性，并了解兩路液壓缸同步等速平穩推動井架上升或下降的實際效果，在液壓仿真軟件AMESim中建立井架起升液壓系統模型、設置參數、進行仿真，最后得到一系列變化曲線。通過對兩液壓缸的速度和位移變化曲線分析，驗證得到井架起升液壓系統原理的可行性和合理性，滿足井架起升實際工作要求。

井架起升系統；AMESim；同步控制；仿真

引言

小修井作業中普遍采用車載作業機，而車載作業機的井架起升多采用液壓推靠，井架的起升或下降由其內側和外側兩路液壓回路控制推力液缸實現。由于在井架起升或下降過程中兩個液壓同時工作，這就涉及到了兩液缸工作同步性的問題。如果不同步，兩側井架起升或下降幅度不一致，會造成兩側井架受力不均，長時間運轉會對井架造成嚴重損壞。實際生產中，可以利用液壓仿真軟件進行模擬仿真井架起升液壓系統，利用模擬仿真的結果指導并修正井架起升液壓系統的設計。因此，對井架起升液壓系統建模、仿真并運行模擬是非常有必要的。

一、建立井架起升液壓系統模型并仿真

1.井架起升液壓系統概述

修井作業機的井架一般由兩個推力液缸（一側各一個）為整個井架上升或下降提供動力。如圖1井架起升液壓系統原理圖所示，其中電磁比例換向閥可以控制推力液缸的動作方向和幅度；依靠平衡閥的單向密封作用，可以保證推力液缸停止運動后，實現對推力液缸的鎖定，防止其自行運動；同時利用平衡閥還可以控制推力液缸平穩運動，減少對推力液缸本身的損害，提高使用壽命。

圖1 井架起升液壓系統原理圖

圖2 井架起升液壓系統模型圖

2.建立模型仿真

在AMESim8.0液壓仿真軟件中草圖中建立井架起升液壓系統模型，按照如圖2所示并連接各元件。檢查核對無誤后選擇合理的子模型，給模型設置工作參數。其中部分參數設置如下：泵轉速N=1000rev/min、排量Q=100cc/rev、增益K=200、位移信號為L=0.1m、液壓缸最大行程S=0.3m。在運行模式下，設置合理的仿真運行時間、最小采樣時間等工作參數，最后點擊運行，進行仿真。

二、分析仿真結果

當向兩推力液壓缸施加相同載荷，即F1=F2=1000N時，兩液缸運動位移和速度同步度對比曲線如圖3所示。由位移和速度變化曲線分析可知，兩推力液壓缸的運動同步性良好，滿足實際工作需要。

圖3 兩推力液缸位移、速度同步對比曲線

當向兩推力液壓缸施加不同載荷，即F1=1000N，F2分別為500N和100 N時，兩液缸的位移和速度同步對比曲線如圖4所示。可知，兩推力液壓缸的運動也具有良好的同步性，滿足實際工作需要。

圖4 不同負載時兩液壓缸位移和速度曲線對比

三、結論和認識

通過對井架起升液壓系統建模仿真，可得到以下結論和認識：

1.無論兩推力液壓缸施加載荷是否相同，兩壓缸的位移和速度都具有很好的同步性，進一步驗證了該系統液壓設計的合理性，可滿足實際工作需求；

2.該井架起升液壓系統通過閉環反饋比例控制，可以實現對液壓缸位移的較精確控制，顯示了該液壓系統的具有較好的控制精度。

3.利用AMESim軟件的建模仿真功能，可以驗證并合理指導液壓系統設計的可行性和合理性。

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