液壓提升裝置液壓頂升設備主要由液壓驅動(dòng)系統、液壓制動(dòng)系統、液壓控制系統、卷筒一負載系統、操作系統及其它如指示、提升超速、過(guò)卷保護等輔助系統組成;液壓驅動(dòng)系統由變量泵、定量液壓馬達及其變量控制系統組成。定量液壓馬達通過(guò)卷筒驅動(dòng)實(shí)現提升容器的升降;液壓制動(dòng)系統由盤(pán)形制動(dòng)器及其液壓控制系統組成,與液壓驅動(dòng)系統協(xié)同實(shí)現對負載的停車(chē)制動(dòng)與松閘升降。目前液壓提升機存在層位控制精度不高、乘坐欠舒適及驅動(dòng)與制動(dòng)協(xié)同性欠佳等一系列急需解決的問(wèn)題。
在立井提升過(guò)程中,要求提升箕斗或罐籠在升降過(guò)程中要準確,而不是 靠司機一次或多次微動(dòng)操作才能停穩在各層位上(允許在士50mm范圍內),即要求液壓提升有較高的層位精度,這是 提升機運行工作效率和工作性的基本要求。液壓提升機難于滿(mǎn)足負載的層位精度要求,是 其目前不能用于立井提升的主要原因。這不僅與提升機主軸裝置、提升鋼絲繩系統等的工作特性有關(guān),而更主要的是 取決于液壓驅動(dòng)系統的速度動(dòng)態(tài)特性。
司機操作減壓式比例控制閥向變量控制系統的比例油缸輸入信號,改變變量泵的斜盤(pán)傾角大小,改變液壓泵輸出流量的大小和方向,進(jìn)而改變液壓馬達的速度大小和旋轉方向,實(shí)現對提升箕斗或罐籠的升降。液壓提升機的變量泵采用1個(gè)常用的伺服變量機構—位置直接反饋比例排量調節系統,這類(lèi)變量系統輸出的流量由外部負載決定。由于變量液壓泵的容積效率隨系統工作壓力的升降而變化,使泵的輸出流量隨負載變化,從而得不到的流量控制。
也就是 說(shuō),液壓馬達通過(guò)主軸裝置、提升鋼絲繩驅動(dòng)提升箕斗或罐籠的實(shí)際運動(dòng)速度,很難達到預設速度曲線(xiàn)要求,引起提升層位精度得不到控制,即使在同水平或不同水平但等距離水平之間運行,若負載不同,操作指令一樣,也不可能??吭谝髮游簧?。
目前在礦山中廣泛使用的液壓提升有相當一部分是 用作提升或下放工作人員的,而這些提升機運行速度曲線(xiàn)的設計主要考慮 的是 提升機的運行工作效率與因素,忽視了或根本沒(méi)有考慮 乘坐人員的乘坐舒適性,這給乘坐人員帶來(lái)了、甚至惡劣的生理、心理反映,影響了正常工作的開(kāi)展。
提升機的乘坐不舒適感主要發(fā)生在其啟動(dòng)加速和制動(dòng)減速階段,運動(dòng)效率要求液壓提升機有較高的加速度和速度(限制在《煤礦規程》范圍內),而乘坐舒適性對速度、加速度的較大值尤其是 加速度的變化過(guò)程有嚴格限制。為了考察提升機的舒適性及運動(dòng)效率,通常用提升機的速度曲線(xiàn)、加速度曲線(xiàn)及加速度變化率曲線(xiàn)來(lái)表示。采用加、減速度曲線(xiàn)同為正弦函數的加速度曲線(xiàn),其加、減速度對時(shí)間的變化率則為余弦函數,經(jīng)過(guò)加、減速度階段后,進(jìn)入穩定升降速度階段或停止狀態(tài)。
液壓提升機、有序工作的關(guān)鍵是 其液壓驅動(dòng)系統與液壓制動(dòng)系統的協(xié)同工作,在液壓提升機的啟動(dòng)瞬間,司機操作減壓式比例閥向液壓驅動(dòng)系統與液壓制動(dòng)系統同時(shí)發(fā)出控制信號,驅動(dòng)系統的液壓馬達啟動(dòng)輸出轉速、扭矩,同時(shí)液壓制動(dòng)系統松閘,兩者協(xié)同配合實(shí)現負載的升降。若液壓制動(dòng)系統在液壓驅動(dòng)系統馬達輸出扭矩小于負載扭矩之前松閘,必將產(chǎn)生負載瞬時(shí)下滑,一旦失去控制,必將產(chǎn)生嚴重后果。
提升機液壓驅動(dòng)系統是 一個(gè)變量泵控制定量馬達的恒扭矩系統。液壓提升機啟動(dòng)時(shí),來(lái)自操作系統的控制信號使伺服閥閥芯產(chǎn)生位移??刂埔簤河褪棺兞勘壤透谆钊a(chǎn)生運動(dòng),推動(dòng)變量泵斜盤(pán)傾角發(fā)生變化,改變液壓泵排量,從而使液壓馬達的輸出速度和方向變化。同時(shí)液壓馬達的瞬時(shí)輸出扭矩也從零動(dòng)態(tài)過(guò)渡到恒定值。
立井提升是 液壓提升機目前的主要發(fā)展方向,提高液壓提升的層位控制精度與乘坐舒適性,解決液壓頂升裝置液壓驅動(dòng)與制動(dòng)工作協(xié)同性的關(guān)鍵是 液壓提升機應實(shí)現以計算機控制為主的電液比例控制、PID控制、自適應控制或復合控制系統,這也是 今后液壓提升控制的發(fā)展要求。來(lái)成功設計、制造與使用維護所積累的經(jīng)驗也證明,解決好這些問(wèn)題可較終把液壓提升機用作為立井提升設備。