[一]、液壓同步提升技術(shù)
液壓提升裝置液壓同步提升技術(shù)是一種適用于大型構(gòu)件整體提升安裝的施工技術(shù),通常采用柔性鋼絞線(xiàn)承重、液壓提升集群和計(jì)算機(jī)同步控制等。液壓同步提升系統(tǒng)是集機(jī)械、液壓、電氣、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)。大型構(gòu)件可以在地面組裝后整體提升到幾十米甚至幾百米的高空安裝就位。提升施工的性很重要,在提升過(guò)程中,對(duì)被吊物進(jìn)行和的控制,是液壓同步提升技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。
(1)提升點(diǎn)多,大型構(gòu)件具有重量超重、面積大等特點(diǎn)。采用地面組裝、整體提升時(shí),由于單臺(tái)提升液壓缸提升力有限,因此通常需要數(shù)十臺(tái)提升液壓缸共同進(jìn)行提升,即需要多個(gè)提升點(diǎn)同時(shí)工作。例如,圖書(shū)館二期鋼結(jié)構(gòu)整體提升重量約為10388t,面積12300m2,共使用了67個(gè)提升液壓缸;
壓提升機(jī)械(2)同步要求高,在液壓頂升過(guò)程中要嚴(yán)格控制吊點(diǎn)之間的位移偏差,以避免結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、附加載荷過(guò)大等。同時(shí),各吊點(diǎn)的載荷要控制在與理論計(jì)算基本一致的范圍內(nèi),避免構(gòu)件局部受力過(guò)大甚至破壞;
(3)吊點(diǎn)提升力差異較大,大型構(gòu)件同步提升時(shí),需要設(shè)置多個(gè)吊點(diǎn),吊點(diǎn)之間提升力大小差異很大,提高了同步控制的難度。
大型構(gòu)件整體提升時(shí),因?yàn)榈觞c(diǎn)布置在構(gòu)件不同的位置上,所以吊點(diǎn)之間相對(duì)結(jié)構(gòu)剛度存在差異。從式(1)可看出吊點(diǎn)載荷與吊點(diǎn)之間相對(duì)結(jié)構(gòu)剛度關(guān)系密切,當(dāng)?shù)觞c(diǎn)之間相對(duì)結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí),吊點(diǎn)載荷對(duì)位移變化比較敏感,即較小的位移同步偏差也會(huì)引起較大的載荷變化;反之,當(dāng)?shù)觞c(diǎn)之間的相對(duì)結(jié)構(gòu)剛度較小時(shí),位移存在較大偏差時(shí),載荷的變化相對(duì)較小。
[二]、液壓提升機(jī)的變量泵控馬達(dá)閉式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制
針對(duì)液壓頂升機(jī)械存在的上述有關(guān)問(wèn)題,國(guó)內(nèi)也有一些高等院校、機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)開(kāi)展研究,試圖解決這些問(wèn)題。但從對(duì)液壓提升機(jī)現(xiàn)有液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制方式的分析,可以得出這樣的結(jié)論,改變液壓提升機(jī)綜合操控性能改變其控制方式,即不應(yīng)再是簡(jiǎn)單的手動(dòng)操作與控制,而應(yīng)是計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制模式。通過(guò)系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制,解決系統(tǒng)速度剛性差等問(wèn)題,為變量泵控馬達(dá)的轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)原理框圖,通過(guò)引入轉(zhuǎn)速、位置反饋,可以提高系統(tǒng)的控制精度,系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)品質(zhì)與馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制精度都可由轉(zhuǎn)速大閉環(huán)予以。
接在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加閉環(huán)控制環(huán)節(jié)難以解決關(guān)鍵問(wèn)題,因?yàn)槟壳耙簤禾嵘龣C(jī)存在問(wèn)題的根本原因是伺服變量機(jī)構(gòu)控制下的變量泵控馬達(dá)調(diào)速方式,不改變這種調(diào)速方式,難以實(shí)現(xiàn)液壓提升機(jī)的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制,從而解決其存在的控制問(wèn)題。
液壓頂升器從以上分析可以看出,液壓提升機(jī)采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制是解決目前液壓提升機(jī)手動(dòng)簡(jiǎn)單操作,提高提升機(jī)的工作性能和性能的出路。
變頻液壓調(diào)速方式屬于變轉(zhuǎn)速調(diào)速方式,不同于變排量調(diào)速方式,具有以下一些優(yōu)點(diǎn):
(1)變頻調(diào)速液壓系統(tǒng)避免了節(jié)流損耗和溢流、泄荷損耗,提高了電機(jī)的效率,改變了功率因數(shù)。系統(tǒng)發(fā)熱減少,系統(tǒng),系統(tǒng)節(jié)能性好。這些方面其它的液壓調(diào)速方式難以相比較。
(2)可大范圍連續(xù)調(diào)速,在小流量時(shí)與節(jié)流調(diào)速一起使用,則可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。
(3)采用、對(duì)系統(tǒng)要求低的定量泵代替結(jié)構(gòu)復(fù)雜的變量泵,避免了使用對(duì)傳動(dòng)介質(zhì)要求高的伺服變量機(jī)構(gòu),提高了系統(tǒng)的性。另外,油泵的轉(zhuǎn)速與流量成正比,當(dāng)所需的流量減少時(shí),油泵的轉(zhuǎn)速也隨之降低,地減少了油泵磨損,降低了噪聲,延長(zhǎng)了元件的使用壽命。
(4)變頻器可內(nèi)置PID控制和采用無(wú)速度反饋矢量控制等,系統(tǒng)具有好的控制性能。
但是,煤礦液壓頂升裝置是復(fù)雜的泵控馬達(dá)系統(tǒng),是具有大慣性負(fù)載、變參數(shù)的非線(xiàn)性系統(tǒng),且存在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與液壓制動(dòng)系統(tǒng)分別是泵控單馬達(dá)或多馬達(dá)系統(tǒng)與閥控多缸系統(tǒng)的集成,存在著機(jī)電液禍合和結(jié)構(gòu)剛?cè)嵝缘満系葐?wèn)題,而且其低速性、啟動(dòng)和換向平穩(wěn)性、調(diào)速精度等性能要求較高。因此應(yīng)用于液壓提升機(jī)中的變頻液壓調(diào)速技術(shù),不同于現(xiàn)有的應(yīng)用于液壓電梯或注塑機(jī)等產(chǎn)品中的變頻液壓調(diào)速技術(shù),有許多理論和技術(shù)問(wèn)題值得進(jìn)一步深入研究。