液壓提升機(jī)的變量泵控馬達(dá)閉式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋控制以及可靠性能

[一]、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)液壓提升裝置存在的上述有關(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。
[二]、液壓提升設(shè)備的性能
在液壓提升系統(tǒng)中，液壓提升設(shè)備為松卡式液壓千斤頂，承重系統(tǒng)提升力是通過(guò)提升器主油缸大腔進(jìn)油產(chǎn)生的。液壓提升器的結(jié)構(gòu)，它由提升主油缸和位于兩端的錨具構(gòu)成。錨具因提升器直立放置，分別簡(jiǎn)稱(chēng)為上錨具和下錨具。錨具由楔形夾具和一個(gè)控制夾具動(dòng)作的錨具油缸組成。它們通過(guò)楔形夾具的單向自鎖作用夾緊鋼鉸線，而松開(kāi)錨具則要通過(guò)提升主油缸和錨具油缸的配合才能打開(kāi)。
液壓頂升卡緊裝置設(shè)置在上下錨具內(nèi)，為楔塊式結(jié)構(gòu)，它由卡塊座、多片卡塊、卡塊彈簧等組成，俗稱(chēng)夾片錨具。這種結(jié)構(gòu)使該裝置有單向卡緊性能，即提升索具(或吊桿)存在下滑趨勢(shì)時(shí)被卡住，而提升索具(或吊桿)向上時(shí)則可自由上升。當(dāng)選擇適當(dāng)楔角時(shí)，卡緊裝置可產(chǎn)生大于軸向力數(shù)倍的夾緊力，而且?jiàn)A緊力與軸向力成正比，因此卡緊裝置的性能?？ňo機(jī)構(gòu)能自動(dòng)閉鎖，一旦出現(xiàn)故障或突然停電，卡爪能及時(shí)將承載鋼絞線卡緊，負(fù)荷懸停。由于這種的卡緊裝置決定了液壓提升設(shè)備不僅滿(mǎn)足步進(jìn)式的提升要求，而且在遇到情況(例如停升修整，停電，油管爆裂等)時(shí)重物也不會(huì)突然下墜造成損失。
液壓泵源系統(tǒng)為液壓頂升裝置提供液壓動(dòng)力，并通過(guò)就地控制器對(duì)多臺(tái)或單臺(tái)液壓提升器進(jìn)行控制和調(diào)整，執(zhí)行液壓同步提升計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指令并反饋數(shù)據(jù)。液壓泵站主要由油泵、電機(jī)、電磁換向閥、針形閥、液控單向閥、溢流油箱、壓力表、電氣控制柜等組成。各類(lèi)液壓控制元器件的的主要功能是:閥調(diào)定系統(tǒng)壓力；單向閥、電磁換向閥決定油液的流向；截止閥控制油路的通斷；電磁比例閥調(diào)節(jié)流量來(lái)控制液壓千斤頂活塞桿伸縮速度等。
不同的工程使用中，由于吊點(diǎn)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(shè)備的通用性和性，泵源液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了模塊化結(jié)構(gòu)。液壓泵站的布置遵循以下的原則
①泵站提供的動(dòng)力應(yīng)能足夠的提升速度；
②就近布置，縮短油管管路；
③提高泵站的利用效率。
高壓膠管是液壓提升成套設(shè)備中的部分，選用與松卡式千斤頂、液壓泵站相匹配的高壓膠管，帶有連接的高壓膠管稱(chēng)為高壓膠管總成。高壓膠管分為主油路膠管和分油路膠管及環(huán)路膠管三種，一般都為兩層鋼絲編織的高壓膠管，參數(shù)有內(nèi)徑、工作壓力、長(zhǎng)度、兩端接頭螺紋規(guī)格等。均采用快裝接頭，拆裝方便，密封性好，在正常使用情況下不容易損壞。
壓整體提升技術(shù)與傳統(tǒng)的提升方法不同，它采用柔性鋼鉸線或剛性立柱承重、液壓提升器集群、計(jì)算機(jī)控制、液壓同步提升新原理。整體提升系統(tǒng)的核心是液壓提升設(shè)備。液壓整體提升設(shè)備由控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)(包括承重機(jī)構(gòu)、液壓千斤頂、液壓閥組、泵站、管路等)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)控制作為執(zhí)行系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行提升作業(yè)，并提升質(zhì)量。