基于AMESim的顶驱液压系统设计及数字化仿真

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本文主要完成顶部驱动钻井设备液压系统的设计及仿真，其主要作用是辅助
顶驱完成接单根、立根，对电机主轴进行制动，及时封堵油路防止并喷，承担顶
驱重力等。研究取得如下成果：
(1) 根据顶驱液压系统工作要求，设计了液压系统的控制回路图。针对
具体动作的受力和速度要求，计算活塞缸的尺寸、液压马达排量、各执行元件的
工作压力和流量，完成液压泵、电机的选型，以及蓄能器和叠加阀等相关液压附
件的设计。在此基础上完成PLC电控系统的选型和设计。
(2) 根据顶驱用斜盘式轴向柱塞泵的内部结构及部件工作原理，建立了
轴向柱塞泵的数学模型，推导了单个柱塞运动模型，设计了基于AMESim的部
件及整体仿真模型。通过模型仿真，确定调压阀的预紧力是影响最大出口压力的
主要因素，确定顶驱用斜盘式轴向柱塞泵工作时，调压阀预紧力的数值。
(3) 根据项驱液压系统设计结果，建立顶驱液压系统AMESim仿真模型。
根据顶驱液压系统工作要求，对所设计的液压系统的七个动作进行仿真验证，得
到七个动作的工作数据。
上述研究成果不仅对顶驱液压系统搭建有指导意义，也为顶驱设备的数字化
制造奠定了基矗
舅蝴：顶驱， 液压系统， 轴向柱塞泵， /LMESim， 仿真