液壓提升器工作原理和提高液壓驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)動(dòng)作的協(xié)同性

其一、液壓提升器工作原理

“液壓同步提升技術(shù)”采用液壓提升器作為提升機(jī)具，柔性鋼絞線作為承重索具。液壓提升設(shè)備為穿芯式結(jié)構(gòu)，以鋼絞線作為提升索具，有、、承重件自身重量輕、運(yùn)輸安裝方便、中間不必鑲接等一系列優(yōu)點(diǎn)。

液壓提升器兩端的楔型錨具具有單向自鎖作用。當(dāng)錨具工作時(shí)，會(huì)自動(dòng)鎖緊鋼絞線；錨具不工作時(shí)，即可放開鋼絞線，鋼絞線可上下活動(dòng)。

穿芯式提升器是液壓提升系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提升主油缸兩端裝有可控的上下錨具油缸，以配合主油缸對提升過程進(jìn)行控制。構(gòu)件上升時(shí)，上錨利用錨片的機(jī)械自鎖緊緊夾住鋼絞線，主油缸伸缸，張拉鋼絞線一次，使被提升構(gòu)件提升一個(gè)行程；主油缸滿行程后縮缸，使載荷轉(zhuǎn)換到下錨上，而上錨松開。如此反復(fù)，可使被提升構(gòu)件提升至預(yù)定位置。構(gòu)件下降時(shí)，將有一個(gè)上錨或下錨的自鎖解脫過程。主油缸、上下錨具缸的動(dòng)作協(xié)調(diào)控制均由計(jì)算機(jī)通過液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

液壓泵源系統(tǒng)為液壓提升器提供液壓動(dòng)力，在各種液壓閥的控制下完成相應(yīng)動(dòng)作。在不同的工程使用中，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)。根據(jù)提升重物吊點(diǎn)的布置以及液壓提升器數(shù)量和液壓泵源流量，可進(jìn)行多個(gè)模塊的組合，每一套模塊以一套液壓泵源系統(tǒng)為核心，可控制一組液壓提升器，同時(shí)可用比例閥塊箱進(jìn)行多吊點(diǎn)擴(kuò)展，以滿足各種類型提升工程的實(shí)際需要。

液壓泵源系統(tǒng)為液壓提升器提供動(dòng)力，并通過就地控制器對多臺(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)。本工程中液壓提升承重設(shè)備主要采用穿芯式液壓提升器，依據(jù)提升吊點(diǎn)及液壓提升器設(shè)置的數(shù)量，共配置4臺(tái)TL-HPS-60型液壓泵源系統(tǒng)。

其二、提高液壓驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)動(dòng)作的協(xié)同性

提高液壓驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)動(dòng)作的協(xié)同性是液壓頂升、有序工作的關(guān)鍵，在液壓提升機(jī)加速啟動(dòng)、減速停車的瞬間，司機(jī)操作減壓式比例閥向液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)發(fā)出控制信號，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速與輸出扭矩逐漸動(dòng)態(tài)的建立，同時(shí)液壓制動(dòng)系統(tǒng)松閘或抱閘制動(dòng)，兩者協(xié)同配合實(shí)現(xiàn)負(fù)載的升降。提升機(jī)采用盤型閘制動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的正常和緊急制動(dòng)。正常制動(dòng)的制動(dòng)力靠液壓傳動(dòng)裝置本身產(chǎn)生的，提升時(shí)負(fù)荷成為制動(dòng)力。下放重物時(shí)液壓馬達(dá)變?yōu)楸?，液壓泵變?yōu)橐簤厚R達(dá)，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)電反饋制動(dòng)，盤型制動(dòng)器不參與工作制動(dòng)。只是在提升機(jī)卷筒停止運(yùn)轉(zhuǎn)后作為保險(xiǎn)裝置來使用。提升機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，保險(xiǎn)裝置自動(dòng)工作，也可由司機(jī)用腳踏開關(guān)進(jìn)行緊急制動(dòng)停車。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為泵控馬達(dá)系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)為閥控制缸系統(tǒng)，相比之下，前者的響應(yīng)速度慢很多，雖然液壓制動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有節(jié)流閥以調(diào)節(jié)制動(dòng)、松閘時(shí)間，但因負(fù)載、系統(tǒng)油溫等因素的影響，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)扭矩、轉(zhuǎn)速(同步建立)建立或降低時(shí)間均是個(gè)變量，從而引起所謂的“上坡啟動(dòng)負(fù)載瞬時(shí)下滑”與停車時(shí)系統(tǒng)壓力沖擊現(xiàn)象。但我礦所使用的液壓提升機(jī)在控制回路采用了控制系統(tǒng)蓄能裝置，在主控回路采用了恒壓無級變速啟動(dòng)及的液壓保護(hù)元件，避免了“上坡啟動(dòng)負(fù)載瞬時(shí)下滑”與停車時(shí)系統(tǒng)壓力沖擊現(xiàn)象。因此，對液壓驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)的協(xié)同配合，提高了整套液壓提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。

綜上所述，液壓頂升的液壓系統(tǒng)是典型的變負(fù)載、大慣量、非線性、時(shí)變高階系統(tǒng)，要提高其綜合性能與動(dòng)態(tài)品質(zhì)，關(guān)鍵是合理設(shè)計(jì)對應(yīng)于一個(gè)提升循環(huán)中的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)馬達(dá)的輸出速度曲線，尤其是控制加速啟動(dòng)與減速停車過程中的加速度方程：這就改變液壓提升機(jī)的控制策略，采用閉環(huán)與多種控制策略來提高系統(tǒng)的速度剛度與負(fù)載擾動(dòng)下的響應(yīng)速度。液壓提升機(jī)具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)與電控提升機(jī)的眾多優(yōu)點(diǎn)，在礦山作提升或下放人員、物料的主要設(shè)備將有較大的市場前景。