基于AMESim的深水连接器驱动环液压缸同步仿真

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1、一50一石油机械2012年第40卷第l0期应用AMESim仿真手段进行液压系统设计可充分考虑到系统的非线性因素，在最短的时间内以最2液压系统原理及同步仿真模型建立低的成本完成根据动态性能指标来设计的液压系统，并从系统的角度优化设计元件，以便设计出性2．1液压系统原理能优良的产品，满足日益激烈的市场竞争和愈加苛驱动环液压系统是深水垂直套筒式连接器整体刻的设计要求J。液压系统的一部分，该系统通过控制执行机构即3驱动环液压缸来实现驱动环在垂直方向的运动；驱1深水垂直套筒式连接器动环会带动套筒控制卡爪的锁紧和解锁，以

2、实现密封件的密封和更换。该液压系统为水下顺序液压控深水垂直套筒式连接器是一种应用于深水无人制系统，由液压油源、控制阀及液压缸等部分组潜水作业条件下的管道回接工具，它采用快捷、经成；液压油源由ROV携带，所有控制阀的开或关济、性能可靠的卡爪连接方式，广泛应用于水下生均由ROV在水下操作完成。该液压系统要求响应产系统中管道端汇管或产品树之间的管道对接及管速度快、稳定性好，具有应急停止功能，其原理如道维修J。它主要由连接器和安装工具2部分构图3所示成，其结构如图1、图2所示。图1连接器结构示意图Fig．1Struc

3、turaldiagramofconnector1一主体；2一卡爪；3一毂座；4一支撑图3液压系统原理板；5一对中装置；6一套简；7一紧固螺栓。Fig．3Principleofhydraulicsystem1一油箱；2一过滤器；3一定量液压泵；4～电动机；5～压力表；6一截止阀；7一主溢流阀；8一减压阀；9、10一二位二通换向阀；11一远程溢流阀；12一二位四通换向阀；13、14一液控单向阀；15、16一分流集流阀；17、18、19～驱动环液压缸。4水下控制阀由二位二通换向阀和二位四通换向阀组成。二位二通换向阀

4、9、10控制主油路和溢流回路的通断，二位四通换向阀控制液压缸油路进出喇叭口油方向，保证液压缸活塞杆的伸出或缩回；当水下图2安装工具结构示意图设备发生故障或遇紧急情况时，二位二通换向阀9Fig．2Structuraldiagramofinstallmenttool控制系统主油路断油，由液控单向阀13、14保持1一顶部套筒；2一上部挡环；3一液压开关；4一液压缸压力；系统由远程溢流阀实现空载卸载；分驱动环；5一卡扣；6一卡扣杆；7～导向柱；8一驱动液压缸；9一软着陆液压缸；1O一控制面板。流集流阀15、16起到控

5、制流量使3驱动环液压缸其工作过程为：连接器及其安装工具一同下放同步运动的作用。到水下，由ROV操作安装工具上的控制面板完成2．2分流集流阀实现同步原理连接器的软着陆，驱动环带动套筒向下运动使卡爪分流集流阀可保证3驱动环液压缸在承受不同合拢并锁紧密封件，液压开关对上部挡环及驱动环负载时仍能获得相同流量，从而使3驱动环液压缸限位。完成连接器的安装后安装工具与连接器分开以相同的位移运动，实现同步。并收回水面。分流集流阀工作原理可简单概括为压力负反馈2012年第40卷第1O期任必为等：基于AMESim深水连接器三驱动

6、环液压缸同步仿真一5l一原理，即当负载压力发生变化时，换向活塞会根据择的液压管线子模型是考虑流体压缩性和管道摩擦情况做出相应的动作，通过改变节流口的大小来满力的管线HL02。足流量仍然相同的要求J。分流集流阀有分流和集流2种工况，2种工况原理相似，只是出口与人口刚好相反。下面以分流工况为例做简单介绍。图4为分流集流阀结构原理示意图。图中1、2是左、右2个对称阀心，3为阀体；d和d分别是左右2个阀心上直径相等的固定节流孔，起到检测流量的作用；b与b分别是左、右阀心圆孔与阀体相对应的可变节流口，起到压力补偿作用。

7、a腔、b腔油室分别与左端弹簧腔6、右端弹簧腔5相通，由对中弹簧保证阀心处于中间位置。压力油由P(T)口流入，流经固定节流口后分别流向a、b两腔，当A、B两端压力相等时阀心处于中间位图5液压系统仿真模型置；当外负载不相同时，即A、B两端压力不相等Fig．5Simulmionmodelforhydraulicsystem时，若左侧负载压力P增加，此时P>P，引发分流集流阀由液压元件设计模块HCD搭建，瞬态压力反馈，使a腔的压力P急剧升高，反馈由于液压缸与阀之间、阀与阀之间存在液压管线，到2个弹簧腔中，推动整体阀心

8、向右移动，使右侧管线的固定液容会引起动态效应，所以会使液压缸可变节流口b关小，节流效应增强，右侧油腔b位移输出受影响。为准确模拟压力的动特性，需要压力升高；同时还由于P升高，伴随左路流量q将这部分液容加入仿真模型中，即图5中的ch，其减小，右路q增大，此过程也协同节流效应促使子模型为BHC。其他元件的子模型按系统的默认方P：升高，直至P=p，整体阀心停止于右侧新的平式选择。衡位置，此时通过左、右两固