其一、液壓提升器工作原理
“液壓同步提升技術”采用液壓提升器作為提升機具,柔性鋼絞線作為承重索具。液壓提升設備為穿芯式結構,以鋼絞線作為提升索具,有、、承重件自身重量輕、運輸安裝方便、中間不必鑲接等一系列優點。
液壓提升器兩端的楔型錨具具有單向自鎖作用。當錨具工作時,會自動鎖緊鋼絞線;錨具不工作時,即可放開鋼絞線,鋼絞線可上下活動。
穿芯式提升器是液壓提升系統的執行機構,提升主油缸兩端裝有可控的上下錨具油缸,以配合主油缸對提升過程進行控制。構件上升時,上錨利用錨片的機械自鎖緊緊夾住鋼絞線,主油缸伸缸,張拉鋼絞線一次,使被提升構件提升一個行程;主油缸滿行程后縮缸,使載荷轉換到下錨上,而上錨松開。如此反復,可使被提升構件提升至預定位置。構件下降時,將有一個上錨或下錨的自鎖解脫過程。主油缸、上下錨具缸的動作協調控制均由計算機通過液壓系統來實現。
液壓泵源系統為液壓提升器提供液壓動力,在各種液壓閥的控制下完成相應動作。在不同的工程使用中,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。根據提升重物吊點的布置以及液壓提升器數量和液壓泵源流量,可進行多個模塊的組合,每一套模塊以一套液壓泵源系統為核心,可控制一組液壓提升器,同時可用比例閥塊箱進行多吊點擴展,以滿足各種類型提升工程的實際需要。
液壓泵源系統為液壓提升器提供動力,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。本工程中液壓提升承重設備主要采用穿芯式液壓提升器,依據提升吊點及液壓提升器設置的數量,共配置4臺TL-HPS-60型液壓泵源系統。
其二、提高液壓驅動與制動動作的協同性
提高液壓驅動與制動動作的協同性是液壓頂升、有序工作的關鍵,在液壓提升機加速啟動、減速停車的瞬間,司機操作減壓式比例閥向液壓驅動系統與制動系統同時發出控制信號,驅動系統液壓馬達輸出轉速與輸出扭矩逐漸動態的建立,同時液壓制動系統松閘或抱閘制動,兩者協同配合實現負載的升降。提升機采用盤型閘制動,以實現提升機的正常和緊急制動。正常制動的制動力靠液壓傳動裝置本身產生的,提升時負荷成為制動力。下放重物時液壓馬達變為泵,液壓泵變為液壓馬達,使電動機產電反饋制動,盤型制動器不參與工作制動。只是在提升機卷筒停止運轉后作為保險裝置來使用。提升機在運行中出現故障,保險裝置自動工作,也可由司機用腳踏開關進行緊急制動停車。
驅動系統為泵控馬達系統,制動系統為閥控制缸系統,相比之下,前者的響應速度慢很多,雖然液壓制動系統中設置有節流閥以調節制動、松閘時間,但因負載、系統油溫等因素的影響,液壓驅動系統扭矩、轉速(同步建立)建立或降低時間均是個變量,從而引起所謂的“上坡啟動負載瞬時下滑”與停車時系統壓力沖擊現象。但我礦所使用的液壓提升機在控制回路采用了控制系統蓄能裝置,在主控回路采用了恒壓無級變速啟動及的液壓保護元件,避免了“上坡啟動負載瞬時下滑”與停車時系統壓力沖擊現象。因此,對液壓驅動與制動的協同配合,提高了整套液壓提升系統的動態品質。
綜上所述,液壓頂升的液壓系統是典型的變負載、大慣量、非線性、時變高階系統,要提高其綜合性能與動態品質,關鍵是合理設計對應于一個提升循環中的液壓驅動系統馬達的輸出速度曲線,尤其是控制加速啟動與減速停車過程中的加速度方程:這就改變液壓提升機的控制策略,采用閉環與多種控制策略來提高系統的速度剛度與負載擾動下的響應速度。液壓提升機具有液壓傳動系統與電控提升機的眾多優點,在礦山作提升或下放人員、物料的主要設備將有較大的市場前景。