提高液壓驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)動(dòng)作的協(xié)同性與大型構(gòu)件液壓同步提升特點(diǎn)

[一]、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)同性是液壓提升、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(hào)，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)發(fā)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(jí)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(duì)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(duì)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。
[二]、大型構(gòu)件液壓同步提升特點(diǎn)
(1)提升點(diǎn)多，大型構(gòu)件具有重量超重、面積大等特點(diǎn)。液壓頂升機(jī)械采用地面組裝、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，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；
(2)同步要求高，在提升過程中要嚴(yán)格控制吊點(diǎn)之間的位移偏差，以避免結(jié)構(gòu)變形過大、附加載荷過大等。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。
20世紀(jì)初液壓千斤頂出現(xiàn)之后，液壓技術(shù)已經(jīng)在理論上可以直接應(yīng)用到吊裝工程中，但開始的時(shí)候因?yàn)榍Ы镯斊鹬馗叨鹊?，?yīng)用受到了較大限制。直到1970年代高壓技術(shù)逐漸成熟，材料、電子、計(jì)算機(jī)、控制論等學(xué)科充分發(fā)展，液壓同步提升技術(shù)出現(xiàn)后，液壓技術(shù)自身在吊裝工程中的潛力才開始發(fā)揮出來。
國內(nèi)的液壓同步提升技術(shù)發(fā)源于同濟(jì)大學(xué)。1990年代初，同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)了上海石洞口二電廠600MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的鋼內(nèi)筒煙囪的頂升工程，該煙囪總重600t，高240m，在國內(nèi)開創(chuàng)了大型構(gòu)件液壓同步頂升的先河，為后繼液壓同步提升技術(shù)作好了理論和實(shí)踐準(zhǔn)備。1995年同濟(jì)大學(xué)用柔性鋼絞線承重，用自行研制的液壓提升，將上海東方明珠的鋼天線桅桿從地面沿鋼絞線爬升到350m高度后整體安裝，該天線重450t，長135m，這是液壓同步提升技術(shù)在國內(nèi)大型構(gòu)件吊裝的次應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響力，此后采用液壓提升施工的工程如雨后春筍般地出現(xiàn)。