一、大型構件液壓同步整體提升的控制系統,需要達到以下的目標:一是提升過程中構件不會因為受力不均衡而破壞;二是在提升過程構件的變形在允許范圍以內。
由于吊點之間存在剛度禍合,吊點之間的相對位移會引起吊點載荷重新分布。如果只采用單目標的位移同步控制,當吊點之間相對結構剛度較大時,很難控制吊點的載荷不超過構件的承載力。如果只采用載荷控制,很難控制構件的變形等,影響安裝就位和空中拼接等。
根據吊點之間相對結構剛度的不同,可采用如下的控制策略:
(1)吊點之間相對結構剛度較小時,吊點之間采用位移同步控制。此時,只要控制同步偏差在范圍內,吊點載荷變化就會比較小,結構受力是均衡的;
(2)吊點之間相對結構剛度較大時,吊點之間采用載荷均衡控制策略。即選取某個液壓缸為主動缸,使從動缸的載荷跟隨主動缸載荷保持比例變化,從而使構件的受力均衡。
液壓提升設備與運輸機械發展到現在,已經成為合理組織成批大量生產和機械化流水作業的基礎,是現代化生產的重要標志之一。在我國四個現代化的發展和各個工業部門機械化水平、勞動生產率的提高中,提升設備必將發揮大的作用。液壓油由葉片泵形成的壓力,經濾油器、隔爆型電磁換向閥、節流閥、液控單向閥、平衡閥進入液缸下端,使液缸的活塞向上運動,提升重物,液缸上端回油經隔爆型電磁換向閥回到油箱,其額定壓力通過溢流閥進行調整,通過壓力表觀察壓力表讀數值。
液壓提升設備適合于電力建設行業大型發電機定子、鍋爐大板梁、鍋爐汽包、高/中壓缸、除氧器、煙道尾部組合件、煙囪鋼內筒(包括鋼平臺)、原子能發電站核反應堆壓力殼等部件的整體吊裝就位;主變壓器卸車及就位;輸電線路跨江高塔塔頭的整體起吊、大型鐵塔的倒裝組立;大壩水閘的整體提升等。
其它建筑行業中,它還可以對電視塔、水塔、房架、飛機庫等大型網架結構、大型橋梁、化工大型罐體、塔架組合件、大型橋架結構等笨重件進行吊裝或水平拉運,還可作設備安裝時的斜向張緊使用。
壓提升裝置適用于大型設備的起吊、安裝、張緊。其成功于上海證券大廈鋼結構天橋整體吊裝、發電機定子吊裝、除氧器水箱吊裝等。
合理選擇液壓頂升設備,調整壓力閥的壓力也是降低功率損失的一個重要方面。流量閥按系統中流量調節范圍選取并其小穩定流量能滿足使用要求,壓力閥的壓力在滿足液壓設備正常工作的情況下,盡量取較低的壓力。先從動力源——泵的方面來考慮,考慮到執行器工作狀況的多樣化,有時系統需要大流量,低壓力;有時又需要小流量,高壓力。所以選擇限壓式變量泵為宜,因為這種類型的泵的流量隨系統壓力的變化而變化。當系統壓力降低時,流量比較大,能滿足執行器的行程。當系統壓力提高時流量又相應減小,能滿足執行器的工作行程。這樣既能滿足執行器的工作要求,又能使功率的消耗比較合理。
液壓頂升設備的基本任務是垂直升降重物,并可兼使重物作短距離的水平移動,以滿足重物裝卸、轉載、安裝等作業的要求。液壓提升設備是現代化生產的重要機械設備,它對于減輕繁重的體力勞動、提高勞動生產率和實現生產過程的機械化、自動化及改變人民的物質、文化生活都具有重大的意義。
二、型構件的整體提升動作過程
先分析單個提升器的動作過程,上升時,提升器主油缸大腔進油,活塞桿外伸,下錨夾具由于向下自鎖作用卡緊鋼絞線,主油缸缸體上升,上錨自動脫開,將重物提升;一個行程結束,提升主油缸小腔進油,活塞桿縮回,上錨卡緊鋼絞線,下錨自動脫開,如此往復,便將重物一步一步提起。
下降時,由于要克服上、下錨的向下自鎖作用,因此在錨具油缸主動打開的情況下,還留有一段附加的脫錨行程△,才能完成下降動作。
提升過程中,多提升器聯動時的各束鋼絞線負載均衡是一個解決的問題。通過集群提升器主油路并聯和特定的提升動作規律,實現各束鋼絞線的負載自動均衡。由于各提升器主油缸并聯,各缸油壓相等。在上升流程的第①步,對應某束較松鋼絞線的油缸會先伸出,該束鋼絞線被張緊,直至各缸油壓一致。當該油缸先到達“全伸”位置時,所有油缸都停止伸缸,這樣,各束鋼絞線張力便在提升過程中趨于一致。因此,這一步有各束鋼絞線張力自動均衡的作用。同樣,在圖2中下降流程的第②步也有類似的作用。這樣,在整個上升或下降過程中,通過這種自動調整,使每一吊點各束鋼絞線張力始終保持均衡狀態。
型構件的整體提升并不是簡單的起吊提升,它牽涉到被提升構件本身的特性,形狀,提升姿態及內部應力等情況。因此,應當根據不同的提升對象和要求,制定不同的提升控制策略,如構件的垂直度(水平度)控制,相對位移控制,應力控制等。液壓頂升機械正確、合理的控制策略是成功提升的先決條件、以上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿整體提升為例,在提升過程中,為使百余米長的天線桿始終保持垂直,須東、南、西、北四側液壓提升器組同步升降;同時,為避免對邊提升器組獨自承載(此時天線桿仍垂直).造成對邊負載過大,須使四側的提升負載基本相等。因此,天線桿垂直和提升負載均衡是同步提升的控制目標,實現這個控制目標的控制策略為:
(1)以東側提升器組為主令組,控制電流設定,升、降速度恒定;
(2)西側提升器組以東西向垂直度偏差值跟隨東側組,天線桿東西向垂直;
(3)北側提升器組以南北向垂直度偏差值跟隨南側組,天線桿南北向垂直;
(4)南側提升器組以東西側油壓之和與南北側油壓之和的偏差值跟隨東側組,各組負載負衡。
通過上述控制策略,實現了天線桿東西、南北之間的垂直和四側的負載均衡,使天線桿提升以平穩的姿態穿過狹小的電視塔中間平臺和筒體,沒有發生任何傾斜和碰撞,獲得了令人滿意的控制效果。