{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}、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。