液壓頂升機(jī)械故障預(yù)測研究及液壓提升功能

【一】、液壓系統(tǒng)故障預(yù)測研究現(xiàn)狀

目前，針對液壓提升系統(tǒng)故障的研究大多主要針對故障診斷、故障定位及故障原因查找等。

有針對液壓系統(tǒng)性能參數(shù)退化的特點，提出了一種基于小波包變換和隱馬爾科夫模型(HMM)相結(jié)合的液壓系統(tǒng)故障預(yù)測方法，并通過試驗驗證了方法的可行性和性。有些通過對液壓泵振動信號的小波包分析，建立了小波包分 解和支持向量機(jī)相結(jié)合的液壓泵的故障預(yù)測模型。還有對重型平板運(yùn)輸車液壓系統(tǒng)建立故障樹模型，并研究了故障判據(jù)和權(quán)重研究，為準(zhǔn)確地進(jìn)行故障溯源、故障預(yù)測和診斷研究提供了一種新思路和方法。

雖然現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評估及故障診斷技術(shù)的研究取得了一些成果，但還存在很多不足，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)現(xiàn)有對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的研究從宏觀入手的多，針對設(shè)備狀態(tài)評估研究都是針對整機(jī)設(shè)備，對設(shè)備部件的狀態(tài)評估研究較少，在評估基礎(chǔ)上進(jìn)行故障預(yù)測判斷的近乎空白，沒有很好地將狀態(tài)評估與故障診斷相結(jié)合。

(2)傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)故障診斷理論是建立在元器件運(yùn)行狀態(tài)相互單獨及有限狀態(tài)或二值假設(shè)基礎(chǔ)上，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)只確定為正常與失效兩種狀態(tài)，不能夠真實反映系統(tǒng)運(yùn)行與故障間的關(guān)系，不利于故障預(yù)測。

(3)現(xiàn)有對液壓系統(tǒng)故障診斷方法主要針對單發(fā)故障，對同時發(fā)生多故障模式的研究還不夠，不能夠正確全而反映系統(tǒng)運(yùn)行的真實情況。

【二】、液壓提升裝置的功能

(1)功能

提升裝置的主要使用環(huán)境是含煤塵和易燃、易爆氣體的煤礦井下或井口，是其較基本的功能，液壓提升裝置電控系統(tǒng)與電控式提升裝置電控系統(tǒng)相比為簡單，問題易解決。因為，液壓提升裝置由液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)礦井負(fù)載的提升與下放及其速度控制與調(diào)節(jié)，因此驅(qū)動其主、輔助油泵的電動機(jī)只需朝一個方向旋轉(zhuǎn)，不像電控式提升裝置那樣電機(jī)有正、反轉(zhuǎn)要求；液壓提升裝置的主、輔助油泵為空載起動，起動設(shè)備可為簡單；兩液壓泵的起動順序是先起動輔助油泵，再起動主液壓泵，其相應(yīng)電機(jī)的磁力起動可利用控制回路中繼電器的輔助觸點聯(lián)鎖。

液壓頂升裝置電氣控制系統(tǒng)主要采用隔爆型或火花型電氣設(shè)備，常用的元器件有自動饋電開關(guān)、鼠籠型電機(jī)、磁力起動器、電磁閥、干式變壓器、檢漏器、行程開關(guān)及電鈴等。

(2)超速、過卷保護(hù)功能

液壓提升裝置在工作過程中尤其是在下放負(fù)載過程中，容易發(fā)生跑車超速。當(dāng)速度超過額定較大速度運(yùn)轉(zhuǎn)時，不僅機(jī)械或液壓元件如液壓馬達(dá)容易損壞，也是誘發(fā)重大事故的隱患。因此，液壓提升裝置設(shè)計中規(guī)定，當(dāng)跑車速度超過額定速度15%時，系統(tǒng)能自動斷電。

液壓頂升裝置的超速保護(hù)裝置械和電氣兩種型式，電氣超速保護(hù)裝置由測速發(fā)電機(jī)和過速斷電器組成，機(jī)械超速保護(hù)裝置一般都采用離心式。

常見的機(jī)械式離心超速保護(hù)裝置，安裝在液壓提升裝置主軸上，內(nèi)齒圈6與主軸相連，將主軸轉(zhuǎn)速輸入超速保護(hù)裝置，內(nèi)齒圈與軸齒輪構(gòu)成超速保護(hù)裝置增速裝置。通過增速后，軸齒輪帶動旋轉(zhuǎn)體高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用于下，離心塊被甩出，并通過杠桿推動頂桿；主軸轉(zhuǎn)速越高，頂桿被推動的距離越大，當(dāng)主軸速度超過額定速度15%時，頂桿觸動超速保護(hù)行程開關(guān)，使它的接點斷開，使主油泵電機(jī)斷電，液壓制動器緊急制動，液壓提升裝置停機(jī)。

電氣超速保護(hù)裝置由測速發(fā)電機(jī)、速度指示器及速度開關(guān)組成，實現(xiàn)超速保護(hù)。提升容器的提升高度超過限定位置(即過卷)時，提升容器和指示器頂開安裝在指示器頂部的過卷行程開關(guān)，行程開關(guān)失電使液壓提升裝置停電抱閘制動，反向重新起動時，反向扳動轉(zhuǎn)速開關(guān)，控制液流換向使提升容器下降。

(3)低壓保護(hù)

置有低壓保護(hù)回路，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力升過正常工作臺壓力(1.2一1.25)倍時，高壓溢流閥開啟，液壓油經(jīng)高壓閥、單向閥流入主回路的低壓側(cè)管道，而液壓系統(tǒng)壓力不會繼續(xù)升高，液壓馬達(dá)帶不動過重的負(fù)載，提升裝置自動停機(jī)；若輔助補(bǔ)油系統(tǒng)的補(bǔ)油壓力過低，低壓保護(hù)壓力繼電器動作，切斷電源，提升裝置也會自動停機(jī)，且信號燈亮，警報鈴聲警報。

此外，液壓頂升設(shè)備還有其它保護(hù)功能，例如：液壓提升設(shè)備有故障時，不能起動；在運(yùn)行中發(fā)生故障時，提升裝置中途自動停機(jī)；在進(jìn)行緊急制動，同時信號批示燈亮警示故障發(fā)生。

閘瓦磨損過大；卷筒一負(fù)載系統(tǒng)在減速點未減速；液壓系統(tǒng)油箱油溫過高，油位過低，都會使液壓提升裝置的主油泵停轉(zhuǎn)、制動閘緊急制動，事故信號燈亮，警報鈴警報；

在緊急制動情況下，司機(jī)可操作腳踏制動開關(guān)(ES)，使液壓提升裝置緊急停車，并斷開控制電源。一旦在提升或下降負(fù)載時出現(xiàn)斷繩現(xiàn)象，安裝在提升容器兩側(cè)的防墮器會緊急抱緊罐道實現(xiàn)強(qiáng)制停車。