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超大型構件的整體提升動作過程及運行控制存在的技術問題

作者:鼎恒液壓機械 日期:2021-01-25

<一>、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。液壓提升設備正確、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。
<二>、液壓提升機運行控制存在的技術問題
目前液壓頂升機械雖然在降低能耗與噪聲、控制漏油污染、提高運行工作效率和工作性等方面,已有不少研究成果推廣與應用,了提升機的發展,但在實際生產中,因為液壓提升機存在的一些難以克服的原理性問題,對液壓提升機的使用和煤礦的生產仍有較大的威脅,其主要表現在以下幾個方面:
(1)變量泵控定量液壓馬達的容積式調速回路可控性差
壓提升機采用的是變量泵控定量液壓馬達的容積式調速回路,導致液壓提升機的可控性差,平層精度很低,沖擊振蕩顯著,提升效率低。
液壓提升器這種調速方式是開環控制,馬達的輸出轉速依靠系統的調節精度控制,無轉速反饋。但因為在整個液壓伺服控制系統中,諸如減壓式比例閥和比例油缸等控制元件都存在較大的死區等非線性因素,液壓泵、馬達的容積效率也隨系統的壓力、油液粘度及溫度等的變化而變化,加之液壓油的可壓縮性、管路的彈性、液壓元件的泄漏等因素,從而使輸入液壓馬達的流量不穩定,因此液壓馬達的輸出動態參數根本難以準控制;提升機的啟動、加速、勻速和減速停車等不同階段的控制只能僅憑司機手動操作控制,許多隱患也由此而生,如液壓提升機的平層精度很低,難以滿足規定的誤差值(±50mm),提升容器的累積誤差較大,并且要靠司機一次或多次微動操作才能使提升容器達到規定停靠位置,嚴重影響了提升效率。
(2)液壓頂升設備的液壓驅動回路與制動回路的動作存在協同性問題
在液壓提升機加速起動、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地建立,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。但因為液壓驅動系統為泵控馬達系統,而制動系統為閥控缸系統,相比之下,前者的響應速度慢很多,雖然在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、油溫等因素的影響,液壓驅動系統扭矩、轉速建立或降低時間均是個變量,從而引起常見的“上坡起動負載瞬時下滑”與停車時系統壓力沖擊現象,嚴重失控時往往對煤礦斜井人員的運輸、井下作業人員的生命及生產造成嚴重威脅,甚至引起巨大的經濟損失。
系統具有的制動是制動,沒有二級制動,只是在系統停車和緊急停車時制動滾筒,不參與系統的調速,但系統在運行過程中,尤其在停車段,巷道的傾角會發生變化,提升機容器的運行速度僅靠司機人工控制,容易造成了停車松繩現象,影響系統的運行。
(3)液壓提升機的自動化水平低,主要依靠人工操作和監控,效率低,性差液壓提升機的控制主要依靠操作人員來監控指示器和運行速度值,手動操作減壓式比例控制閥,向液壓泵輸入液壓控制信號,從而改變泵輸出及輸入液壓馬達的液壓油流量和它的輸出轉速,實現對提升容器的位置控制。這種操作方式自動化水平低,因為司機手工操作存在的隨意性、和操作速度的不可重復性,影響提升機的準確平穩運行。液壓提升裝置元件故障:
1、動力元件供給的壓力不夠;
2、執行元件泄漏過大;
3、控制元件(壓力控制閥)調節失靈;
4、油量不良,造成系統吸空(吸空會有泡沫)
5、油太臟,把某個閥給卡住了等等具我們液壓設備的不足之一就是假設有故障,原因不易查找,只因液壓泵傳動的工作介質是液壓油,液壓油我們該做的好泄漏,馬上判斷是哪里泄漏。尋常原則還是由表及里、有簡到繁、按系分段、檢查推理。

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