井架起升液压系统仿真研究

史红艳（渤海装备辽河热采机械公司，辽宁盘锦124010）

井架起升液压系统仿真研究

史红艳（渤海装备辽河热采机械公司，辽宁盘锦124010）

为了验证井架起升液压系统的实际可行性，并了解两路液压缸同步等速平稳推动井架上升或下降的实际效果，在液压仿真软件AMESim中建立井架起升液压系统模型、设置参数、进行仿真，最后得到一系列变化曲线。通过对两液压缸的速度和位移变化曲线分析，验证得到井架起升液压系统原理的可行性和合理性，满足井架起升实际工作要求。

井架起升系统；AMESim；同步控制；仿真

引言

小修井作业中普遍采用车载作业机，而车载作业机的井架起升多采用液压推靠，井架的起升或下降由其内侧和外侧两路液压回路控制推力液缸实现。由于在井架起升或下降过程中两个液压同时工作，这就涉及到了两液缸工作同步性的问题。如果不同步，两侧井架起升或下降幅度不一致，会造成两侧井架受力不均，长时间运转会对井架造成严重损坏。实际生产中，可以利用液压仿真软件进行模拟仿真井架起升液压系统，利用模拟仿真的结果指导并修正井架起升液压系统的设计。因此，对井架起升液压系统建模、仿真并运行模拟是非常有必要的。

一、建立井架起升液压系统模型并仿真

1.井架起升液压系统概述

修井作业机的井架一般由两个推力液缸（一侧各一个）为整个井架上升或下降提供动力。如图1井架起升液压系统原理图所示，其中电磁比例换向阀可以控制推力液缸的动作方向和幅度；依靠平衡阀的单向密封作用，可以保证推力液缸停止运动后，实现对推力液缸的锁定，防止其自行运动；同时利用平衡阀还可以控制推力液缸平稳运动，减少对推力液缸本身的损害，提高使用寿命。

图1 井架起升液压系统原理图

图2 井架起升液压系统模型图

2.建立模型仿真

在AMESim8.0液压仿真软件中草图中建立井架起升液压系统模型，按照如图2所示并连接各元件。检查核对无误后选择合理的子模型，给模型设置工作参数。其中部分参数设置如下：泵转速N=1000rev/min、排量Q=100cc/rev、增益K=200、位移信号为L=0.1m、液压缸最大行程S=0.3m。在运行模式下，设置合理的仿真运行时间、最小采样时间等工作参数，最后点击运行，进行仿真。

二、分析仿真结果

当向两推力液压缸施加相同载荷，即F1=F2=1000N时，两液缸运动位移和速度同步度对比曲线如图3所示。由位移和速度变化曲线分析可知，两推力液压缸的运动同步性良好，满足实际工作需要。

图3 两推力液缸位移、速度同步对比曲线

当向两推力液压缸施加不同载荷，即F1=1000N，F2分别为500N和100 N时，两液缸的位移和速度同步对比曲线如图4所示。可知，两推力液压缸的运动也具有良好的同步性，满足实际工作需要。

图4 不同负载时两液压缸位移和速度曲线对比

三、结论和认识

通过对井架起升液压系统建模仿真，可得到以下结论和认识：

1.无论两推力液压缸施加载荷是否相同，两压缸的位移和速度都具有很好的同步性，进一步验证了该系统液压设计的合理性，可满足实际工作需求；

2.该井架起升液压系统通过闭环反馈比例控制，可以实现对液压缸位移的较精确控制，显示了该液压系统的具有较好的控制精度。

3.利用AMESim软件的建模仿真功能，可以验证并合理指导液压系统设计的可行性和合理性。

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