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超大型构件的整体提升动作过程及运行控制存在的技术问题

作者:鼎恒液压机械 日期:2021-01-25

<一>、超大型构件的整体提升动作过程
先分析单个提升器的动作过程,上升时,提升器主油缸大腔进油,活塞杆外伸,下锚夹具由于向下自锁作用卡紧钢绞线,主油缸缸体上升,上锚自动脱开,将重物提升;一个行程结束,提升主油缸小腔进油,活塞杆缩回,上锚卡紧钢绞线,下锚自动脱开,如此往复,便将重物一步一步提起。
下降时,由于要克服上、下锚的向下自锁作用,因此在锚具油缸主动打开的情况下,还留有一段附加的脱锚行程△,才能完成下降动作。
提升过程中,多提升器联动时的各束钢绞线负载均衡是一个解决的问题。通过集群提升器主油路并联和特定的提升动作规律,实现各束钢绞线的负载自动均衡。由于各提升器主油缸并联,各缸油压相等。在上升流程的第①步,对应某束较松钢绞线的油缸会先伸出,该束钢绞线被张紧,直至各缸油压一致。当该油缸先到达“全伸”位置时,所有油缸都停止伸缸,这样,各束钢绞线张力便在提升过程中趋于一致。因此,这一步有各束钢绞线张力自动均衡的作用。同样,在图2中下降流程的第②步也有类似的作用。这样,在整个上升或下降过程中,通过这种自动调整,使每一吊点各束钢绞线张力始终保持均衡状态。
超大型构件的整体提升并不是简单的起吊提升,它牵涉到被提升构件本身的特性,形状,提升姿态及内部应力等情况。因此,应当根据不同的提升对象和要求,制定不同的提升控制策略,如构件的垂直度(水平度)控制,相对位移控制,应力控制等。液压提升设备正确、合理的控制策略是成功提升的先决条件、以上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆整体提升为例,在提升过程中,为使百余米长的天线杆始终保持垂直,须东、南、西、北四侧液压提升器组同步升降;同时,为避免对边提升器组独自承载(此时天线杆仍垂直).造成对边负载过大,须使四侧的提升负载基本相等。因此,天线杆垂直和提升负载均衡是同步提升的控制目标,实现这个控制目标的控制策略为:
(1)以东侧提升器组为主令组,控制电流设定,升、降速度恒定;
(2)西侧提升器组以东西向垂直度偏差值跟随东侧组,保证天线杆东西向垂直;
(3)北侧提升器组以南北向垂直度偏差值跟随南侧组,保证天线杆南北向垂直;
(4)南侧提升器组以东西侧油压之和与南北侧油压之和的偏差值跟随东侧组,保证各组负载负衡。
通过上述控制策略,实现了天线杆东西、南北之间的垂直和四侧的负载均衡,使天线杆提升以平稳的姿态穿过狭小的电视塔中间平台和筒体,没有发生任何倾斜和碰撞,获得了令人满意的控制效果。
<二>、防爆液压提升机运行控制存在的技术问题
目前防爆液压顶升机械虽然在降低能耗与噪声、控制漏油污染、提高运行工作效率和工作可靠性等方面,已有不少研究成果得到推广与应用,促进了提升机的发展,但在实际生产中,因为液压提升机存在的一些难以克服的原理性问题,对液压提升机的使用和煤矿的生产仍有较大的威胁,其主要表现在以下几个方面:
(1)变量泵控定量液压马达的容积式调速回路可控性差
压提升机采用的是变量泵控定量液压马达的容积式调速回路,导致液压提升机的可控性差,平层精度很低,冲击振荡显著,提升效率低。
液压提升器这种调速方式是开环控制,马达的输出转速依靠系统的调节精度控制,无转速反馈。但因为在整个液压伺服控制系统中,诸如减压式比例阀和比例油缸等控制元件都存在较大的死区等非线性因素,液压泵、马达的容积效率也随系统的压力、油液粘度及温度等的变化而变化,加之液压油的可压缩性、管路的弹性、液压元件的泄漏等因素,从而使输入液压马达的流量不稳定,因此液压马达的输出动态参数根本难以得到准控制;提升机的启动、加速、匀速和减速停车等不同阶段的控制只能仅凭司机手动操作控制,许多隐患也由此而生,如液压提升机的平层精度很低,难以满足规定的误差值(±50mm),提升容器的累积误差较大,并且要靠司机一次或多次微动操作才能使提升容器达到规定停靠位置,严重影响了提升效率。
(2)液压顶升设备的液压驱动回路与制动回路的动作存在协同性问题
在液压提升机加速起动、减速停车的瞬间,司机操作减压式比例阀向液压驱动系统与制动系统同时发出控制信号,驱动系统液压马达输出转速与输出扭矩逐渐动态地建立,同时液压制动系统松闸或抱闸制动,两者协同配合实现负载的升降。但因为液压驱动系统为泵控马达系统,而制动系统为阀控缸系统,相比之下,前者的响应速度慢很多,虽然在液压制动系统中设置有节流阀以调节制动、松闸时间,但因负载、油温等因素的影响,液压驱动系统扭矩、转速建立或降低时间均是个变量,从而引起常见的“上坡起动负载瞬时下滑”与停车时系统压力冲击现象,严重失控时往往对煤矿斜井人员的运输、井下作业人员的生命及生产造成严重威胁,甚至引起巨大的经济损失。
系统具有的制动是制动,没有二级制动,只是在系统停车和紧急停车时制动滚筒,不参与系统的调速,但系统在运行过程中,尤其在停车段,巷道的倾角会发生变化,提升机容器的运行速度仅靠司机人工控制,容易造成了停车松绳现象,影响系统的运行。
(3)液压提升机的自动化水平低,主要依靠人工操作和监控,效率低,性差液压提升机的控制主要依靠操作人员来监控指示器和运行速度值,手动操作减压式比例控制阀,向液压泵输入液压控制信号,从而改变泵输出及输入液压马达的液压油流量和它的输出转速,实现对提升容器的位置控制。这种操作方式自动化水平低,因为司机手工操作存在的随意性、和操作速度的不可重复性,影响提升机的准确平稳运行。液压提升装置元件故障:
1、动力元件供给的压力不够;
2、执行元件泄漏过大;
3、控制元件(压力控制阀)调节失灵;
4、油量不良,造成系统吸空(吸空会有泡沫)
5、油太脏,把某个阀给卡住了等等具我们液压设备的不足之一就是假设有故障,原因不易查找,只因液压泵传动的工作介质是液压油,液压油我们该做的好泄漏,马上判断是哪里泄漏。寻常原则还是由表及里、有简到繁、按系分段、检查推理。

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