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液压提升装置的使用和辅助功能

2022-06-16 09:54:08
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对液压提升装置的使用和煤矿的生产仍有大的威胁,其主要表现在以下几个方面:

一、液压顶升设备的液压驱动回路与制动回路的动作存在协同性问题

在液压顶升装置加速起动、减速停车的瞬间,司机操作减压式比例阀向液压驱动系统与制动系统同时发出控制信号,驱动系统液压马达输出转速与输出扭矩逐渐动态地建立,同时液压制动系统松闸或抱闸制动,两者协同配合实现负载的升降。但因为液压驱动系统为泵控马达系统,而制动系统为阀控缸系统,相比之下,前者的响应速度慢很多,虽然在液压制动系统中设置有节流阀以调节制动、松闸时间,但因负载、油温等因素的影响,液压驱动系统扭矩、转速建立或降低时间均是个变量,从而引起常见的“上坡起动负载瞬时下滑”与停车时系统压力冲击现象,严重失控时往往对煤矿斜井人员的运输、井下作业人员的生命及生产造成严重威胁,甚至引起大的经济损失。

液压顶升设备系统具有的制动是制动,没有二层制动,只是在系统停车和紧急停车时制动滚筒,不参与系统的调速,但系统在运行过程中,在停车段,巷道的倾角会发生变化,提升装置容器的运行速度仅靠司机人工控制,容易造成了停车松绳现象,影响系统的运行。

二、液压提升装置的自动化水平低,主要依靠人工操作和监控,速率低

液压提升装置的控制主要依靠操作人员来监控指示器和运行速度值,手动操作减压式比例控制阀,向液压泵输入液压控制信号,从而改变泵输出及输入液压马达的液压油流量和它的输出转速,实现对提升容器的位置控制。这种操作方式自动化水平低,因为司机手工操作存在的随意性、不性和操作速度的不可重复性,影响提升装置的准确平稳运行。特别是在减速段,虽然提升装置容器实际位置变化不太大,但每次均不同,这样司机确定的减速点不全部相同,且减速度的控制全部由司机手动操作减压式比例控制阀确定,减速度变化大,进而造成停车点变化和停车时的冲击震荡,性差,人员乘坐的舒适性也很差。由于工作过程中,整个提升装置都处于振动、噪声环境状态,司机很容易疲劳,严重影响司机的操作能力,危害提升装置的运行。

三、变量泵控定量液压马达的容积式调速回路可控性差

液压提升装置采用的是变量泵控定量液压马达的容积式调速回路,导致液压提升装置的可控性差,平层精度很低,冲击振荡明显,提升速率低。

这种调速方式是开环控制,马达的输出转速依靠系统的调节精度控制,无转速反馈。但因为在整个液压伺服控制系统中,诸如减压式比例阀和比例油缸等控制元件都存在大的死区等非线性因素,液压泵、马达的容积速率也随系统的压力、油液粘度及温度等的变化而变化,加之液压油的可压缩性、管路的弹性、液压元件的泄漏等因素,从而使输入液压马达的流量不稳定,因此液压马达的输出动态参数根本难以得控制;提升装置的启动、加速、匀速和减速停车等不同阶段的控制只能仅凭司机手动操作控制,许多隐患也由此而生,如液压提升装置的平层精度很低,难以达到规定的误差值(士50mm),提升容器的累积误差大,并且要靠司机一次或多次微动操作才能使提升容器达到规定停靠位置,严重影响了提升速率。

液压顶升装置控制系统利用PLC网络总线PROFIBUS实现主控制器与分控制器的通信,由工控机处理展示各个顶升和顶推缸的信息参数及记录整个顶推过程。其中,主控制器实现对整个系统的集中控制,主要包括:顶升、顶推装置的控制,压力数据、位移数据的采集以及各种故障警报等辅助功能。

一、控制方式

根据多点牵引式的循环性与箱梁拼接的阶段性,系统使用半自动模式实现控制(分别为各循环的自动控制及各个阶段的人工控制)。匹配相应的辅助系统实现一些基本调节功能以及需要的纠错功能,确定系统应对各种突发状况的能力。

二、控制策略

对纵向支撑力变化大的临时墩,根据支墩的垂直支撑力大小来控制本支墩顶推顶升力的大小;对于恒定支撑力的临时墩,根据系统之前记录的数据控制恒定的顶推力;同时,还要对顶推缸的位移(速度)进行控制,以顶推缸的顶推力和位移作为控制参数,采用闭环控制理论,实现力和位移的协同控制。