史紅艷（渤海裝備遼河熱采機(jī)械公司，遼寧盤錦124010）

井架起升液壓系統(tǒng)仿真研究

史紅艷（渤海裝備遼河熱采機(jī)械公司，遼寧盤錦124010）

為了驗(yàn)證井架起升液壓系統(tǒng)的實(shí)際可行性，并了解兩路液壓缸同步等速平穩(wěn)推動井架上升或下降的實(shí)際效果，在液壓仿真軟件AMESim中建立井架起升液壓系統(tǒng)模型、設(shè)置參數(shù)、進(jìn)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(yàn)證得到井架起升液壓系統(tǒng)原理的可行性和合理性，滿足井架起升實(shí)際工作要求。

井架起升系統(tǒng)；AMESim；同步控制；仿真

引言

小修井作業(yè)中普遍采用車載作業(yè)機(jī)，而車載作業(yè)機(jī)的井架起升多采用液壓推靠，井架的起升或下降由其內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩路液壓回路控制推力液缸實(shí)現(xiàn)。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(cè)井架起升或下降幅度不一致，會造成兩側(cè)井架受力不均，長時間運(yùn)轉(zhuǎn)會對井架造成嚴(yán)重?fù)p壞。實(shí)際生產(chǎn)中，可以利用液壓仿真軟件進(jìn)行模擬仿真井架起升液壓系統(tǒng)，利用模擬仿真的結(jié)果指導(dǎo)并修正井架起升液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，對井架起升液壓系統(tǒng)建模、仿真并運(yùn)行模擬是非常有必要的。

一、建立井架起升液壓系統(tǒng)模型并仿真

1.井架起升液壓系統(tǒng)概述

修井作業(yè)機(jī)的井架一般由兩個推力液缸（一側(cè)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(tǒng)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(yùn)動后，實(shí)現(xiàn)對推力液缸的鎖定，防止其自行運(yùn)動；同時利用平衡閥還可以控制推力液缸平穩(wěn)運(yùn)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(tǒng)原理圖

圖2 井架起升液壓系統(tǒng)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(tǒng)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(shè)置工作參數(shù)。其中部分參數(shù)設(shè)置如下：泵轉(zhuǎn)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(yùn)行模式下，設(shè)置合理的仿真運(yùn)行時間、最小采樣時間等工作參數(shù)，最后點(diǎn)擊運(yùn)行，進(jìn)行仿真。

二、分析仿真結(jié)果

當(dāng)向兩推力液壓缸施加相同載荷，即F1=F2=1000N時，兩液缸運(yùn)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(yùn)動同步性良好，滿足實(shí)際工作需要。

圖3 兩推力液缸位移、速度同步對比曲線

當(dāng)向兩推力液壓缸施加不同載荷，即F1=1000N，F(xiàn)2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?？芍?，兩推力液壓缸的運(yùn)動也具有良好的同步性，滿足實(shí)際工作需要。

圖4 不同負(fù)載時兩液壓缸位移和速度曲線對比

三、結(jié)論和認(rèn)識

通過對井架起升液壓系統(tǒng)建模仿真，可得到以下結(jié)論和認(rèn)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(jìn)一步驗(yàn)證了該系統(tǒng)液壓設(shè)計(jì)的合理性，可滿足實(shí)際工作需求；

2.該井架起升液壓系統(tǒng)通過閉環(huán)反饋比例控制，可以實(shí)現(xiàn)對液壓缸位移的較精確控制，顯示了該液壓系統(tǒng)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(yàn)證并合理指導(dǎo)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和合理性。

［1］AMESim8.0a用戶手冊［S］.

［2］王守城，容一鳴.液壓傳動［M］.北京：中國林業(yè)出版社；北京大學(xué)出版社，2006.8.

［3］付永領(lǐng)，祁曉野.AMESim系統(tǒng)建模和仿真［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.6.

［4］王世明，陳傳寧，李天石.雙缸同步系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)控制［J］.液壓氣動與密封，1999，3：25-27.

［5］李永堂，雷步芳，高雨茁.液壓系統(tǒng)建模與仿真［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.2.

［6］蔡廷文.液壓系統(tǒng)現(xiàn)代建模方法［M］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.12.