大型構件液壓同步提升技術(shù)是 一項新穎的建筑施工安裝技術(shù),液壓頂升裝置是 該技術(shù)的作業(yè)主體。以往這項技術(shù)中的液壓提升器是 間歇式工作方式。液壓提升器由頂部的上錨具機構、中部的穿心式提升液壓缸、下部的下錨具機構、鋼絞線(xiàn)等組成,待裝構件通過(guò)地錨與鋼絞線(xiàn)相連。其升降過(guò)程為:當下錨具機構夾緊鋼絞線(xiàn)時(shí),上錨具機構松開(kāi),主液壓缸空載上升或下降,大型構件不動(dòng);當上錨具機構夾緊鋼絞線(xiàn)時(shí),下錨具機構松開(kāi),使主液壓缸帶載上升或下降。
液壓提升裝置如此循環(huán)反復,大型構件便上升或下降至預定的高度。錨具液壓缸在行使緊錨、脫錨功能時(shí),壓錨力和脫錨力很有限,4MPa的油壓己足夠。因為緊錨和脫錨主要是 靠鋼絞線(xiàn)在負載轉換過(guò)程中受到壓力或拉力頂開(kāi)或拔松錨片來(lái)完成。錨具液壓缸的壓力只是 行使錨片的初始壓緊和維持松錨狀態(tài),錨具缸油壓太高,會(huì )帶來(lái)隱患。顯然,在負載轉換過(guò)程中,由于上、下錨具交替緊、松錨而使重物呈現停頓、再起動(dòng)狀態(tài),產(chǎn)生附加慣性力,不僅使生產(chǎn)效率低下,并使性受到影響。
準連續式液壓提升器出現于1999年,它由上下2套結構形式相同的液壓缸、承載機構和行程檢測機構組成,并在下方設置1個(gè)機械自鎖機構。整個(gè)工作過(guò)程中的協(xié)調動(dòng)作都是 由控制系統來(lái)實(shí)現的,當一個(gè)液壓缸實(shí)現帶載升降時(shí),另一液壓缸空載返回,準備進(jìn)行液壓缸之間的負載轉換,使載荷處于持續的上升或下降狀態(tài)。
(1)準連續式系統由于采用了串聯(lián)雙液壓缸形式,施工速度可比間歇式提高一倍以上,對提高工作效率具有實(shí)際意義。
(2)間歇式提升器在重物提升過(guò)程中會(huì )出現少量下降,在重物下降過(guò)程中又會(huì )出現少量上升,這樣才能實(shí)現負載轉換。而準連續式在提升工況中不存在負荷的任何下降,在下降工況時(shí)也不會(huì )出現負荷的上升。這一特點(diǎn)減小了上、下錨具負載轉換時(shí)的沖擊力,提高了作業(yè)的性。
但準液壓連續升降系統還很不完善。在上升和下降過(guò)程中始終存在幾段水平線(xiàn),這意味著(zhù)重物的提升和下降存在著(zhù)停頓,并不能實(shí)現連續。
液壓提升裝置在上升的情況下,1個(gè)液壓缸帶載運行到行程終點(diǎn)后,再進(jìn)行負載轉換。在負載轉換時(shí),錨具機構中的錨具液壓缸先行使緊錨功能,再啟動(dòng)主液壓缸,在克服了鋼絞線(xiàn)與錨片的滑移及錨片嵌入錨環(huán)后,鋼絞線(xiàn)撥(頂)開(kāi)另一錨環(huán)中的錨片,負載從一個(gè)液壓缸轉移至另一個(gè)液壓缸。負載交接時(shí),重物停止不動(dòng),從而形成了上升的水平停頓線(xiàn)。
在下降時(shí),當一個(gè)液壓缸帶載下降離缸底仍有一段距離時(shí),另一液壓缸的錨具缸緊錨,隨著(zhù)承載缸再下降一段距離,鋼絞線(xiàn)頂(撥)開(kāi)承載錨片,完成負載轉換后,卸載缸繼續下降至缸底,這段時(shí)間重物靜止,于是 便形成下降的水平停頓線(xiàn)。
液壓提升設備、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,在液壓提升設備的啟動(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。
為了提高液壓提升裝置的起動(dòng)性,避免液壓提升裝置松閘提升時(shí)發(fā)生負載瞬時(shí)下滑,設計液壓制動(dòng)系統主要參數時(shí)應考慮 :
?。?)為了提高液壓主回路的響應速度,需要提高液壓主回路固有頻率Xn、增加液壓阻尼比N。
?。?)為了延緩制動(dòng)器松閘,tmin≥tr,設計中應提高節流閥節流系數Ct、提高液壓系統總的泄漏系數Ci、減小控制油路容積中液體的初始容積V、減小液壓彈簧剛度Kn等措施。
?。?)在節流閥的調節過(guò)程中,應盡可能使At≤1-Kc/Ct以延緩制動(dòng)器松閘時(shí)間。對液壓提升裝置液壓制動(dòng)系統進(jìn)行了瞬態(tài)響應及松閘滯后時(shí)間的定性分析,得出了設計液壓制動(dòng)系統對主要參數的要求。這只是 定性和理論分析,進(jìn)一步的定量分析和實(shí)驗研究正在進(jìn)行之中。
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xv,控制液壓油使變量比例油缸活塞產(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。