[一]、液壓提升機的變量泵控馬達閉式系統的轉速反饋控制
針對液壓提升裝置存在的上述有關問題,國內也有一些高等院校、機構和相關企業開展研究,試圖解決這些問題。但從對液壓提升機現有液壓系統結構與控制方式的分析,可以得出這樣的結論,改變液壓提升機綜合操控性能改變其控制方式,即不應再是簡單的手動操作與控制,而應是計算機自動控制模式。通過系統的速度閉環控制,解決系統速度剛性差等問題,為變量泵控馬達的轉速反饋閉環控制系統原理框圖,通過引入轉速、位置反饋,可以提高系統的控制精度,系統的動靜態品質與馬達轉速控制精度都可由轉速大閉環予以。
接在原有系統基礎上增加閉環控制環節難以解決關鍵問題,因為目前液壓提升機存在問題的根本原因是伺服變量機構控制下的變量泵控馬達調速方式,不改變這種調速方式,難以實現液壓提升機的轉速閉環控制,從而解決其存在的控制問題。
液壓頂升器從以上分析可以看出,液壓提升機采用轉速閉環控制是解決目前液壓提升機手動簡單操作,提高提升機的工作性能和性能的出路。
變頻液壓調速方式屬于變轉速調速方式,不同于變排量調速方式,具有以下一些優點:
(1)變頻調速液壓系統避免了節流損耗和溢流、泄荷損耗,提高了電機的效率,改變了功率因數。系統發熱減少,系統,系統節能性好。這些方面其它的液壓調速方式難以相比較。
(2)可大范圍連續調速,在小流量時與節流調速一起使用,則可達到很寬的調速范圍。
(3)采用、對系統要求低的定量泵代替結構復雜的變量泵,避免了使用對傳動介質要求高的伺服變量機構,提高了系統的性。另外,油泵的轉速與流量成正比,當所需的流量減少時,油泵的轉速也隨之降低,地減少了油泵磨損,降低了噪聲,延長了元件的使用壽命。
(4)變頻器可內置PID控制和采用無速度反饋矢量控制等,系統具有好的控制性能。
但是,煤礦液壓頂升裝置是復雜的泵控馬達系統,是具有大慣性負載、變參數的非線性系統,且存在液壓驅動系統與液壓制動系統分別是泵控單馬達或多馬達系統與閥控多缸系統的集成,存在著機電液禍合和結構剛柔性禍合等問題,而且其低速性、啟動和換向平穩性、調速精度等性能要求較高。因此應用于液壓提升機中的變頻液壓調速技術,不同于現有的應用于液壓電梯或注塑機等產品中的變頻液壓調速技術,有許多理論和技術問題值得進一步深入研究。
[二]、液壓提升設備的性能
在液壓提升系統中,液壓提升設備為松卡式液壓千斤頂,承重系統提升力是通過提升器主油缸大腔進油產生的。液壓提升器的結構,它由提升主油缸和位于兩端的錨具構成。錨具因提升器直立放置,分別簡稱為上錨具和下錨具。錨具由楔形夾具和一個控制夾具動作的錨具油缸組成。它們通過楔形夾具的單向自鎖作用夾緊鋼鉸線,而松開錨具則要通過提升主油缸和錨具油缸的配合才能打開。
液壓頂升卡緊裝置設置在上下錨具內,為楔塊式結構,它由卡塊座、多片卡塊、卡塊彈簧等組成,俗稱夾片錨具。這種結構使該裝置有單向卡緊性能,即提升索具(或吊桿)存在下滑趨勢時被卡住,而提升索具(或吊桿)向上時則可自由上升。當選擇適當楔角時,卡緊裝置可產生大于軸向力數倍的夾緊力,而且夾緊力與軸向力成正比,因此卡緊裝置的性能。卡緊機構能自動閉鎖,一旦出現故障或突然停電,卡爪能及時將承載鋼絞線卡緊,負荷懸停。由于這種的卡緊裝置決定了液壓提升設備不僅滿足步進式的提升要求,而且在遇到情況(例如停升修整,停電,油管爆裂等)時重物也不會突然下墜造成損失。
液壓泵源系統為液壓頂升裝置提供液壓動力,并通過就地控制器對多臺或單臺液壓提升器進行控制和調整,執行液壓同步提升計算機控制系統的指令并反饋數據。液壓泵站主要由油泵、電機、電磁換向閥、針形閥、液控單向閥、溢流油箱、壓力表、電氣控制柜等組成。各類液壓控制元器件的的主要功能是:閥調定系統壓力;單向閥、電磁換向閥決定油液的流向;截止閥控制油路的通斷;電磁比例閥調節流量來控制液壓千斤頂活塞桿伸縮速度等。
不同的工程使用中,由于吊點的布置和液壓提升器的配置都不盡相同,為了提高液壓提升設備的通用性和性,泵源液壓系統的設計采用了模塊化結構。液壓泵站的布置遵循以下的原則
①泵站提供的動力應能足夠的提升速度;
②就近布置,縮短油管管路;
③提高泵站的利用效率。
高壓膠管是液壓提升成套設備中的部分,選用與松卡式千斤頂、液壓泵站相匹配的高壓膠管,帶有連接的高壓膠管稱為高壓膠管總成。高壓膠管分為主油路膠管和分油路膠管及環路膠管三種,一般都為兩層鋼絲編織的高壓膠管,參數有內徑、工作壓力、長度、兩端接頭螺紋規格等。均采用快裝接頭,拆裝方便,密封性好,在正常使用情況下不容易損壞。
壓整體提升技術與傳統的提升方法不同,它采用柔性鋼鉸線或剛性立柱承重、液壓提升器集群、計算機控制、液壓同步提升新原理。整體提升系統的核心是液壓提升設備。液壓整體提升設備由控制系統和液壓系統(包括承重機構、液壓千斤頂、液壓閥組、泵站、管路等)構成。控制系統負責控制作為執行系統的液壓系統進行提升作業,并提升質量。