【一】、液压提升机的竞争优点
液压顶升设备的竞争优点除原有结构紧凑,安装灵活,操作简单及良好的性能与容积调速恒扭矩输出特性外,各种液压伺服控制策略的应用必将使其具有新的技术优点,可以说液压提升机的技术优点主要在于液压伺服控制系统的优点,具体可归纳为如下几点:
(1)大功率液压伺服控制系统与电气伺服控制系统相比,仍将保持体积小,重量轻,惯性小而输出的力或力矩大的优点。
(2)由于液压伺服系统特别是电磁伺服系统可以允许较大的放大倍数,因而可以获得较高的静态与动态精度,液压伺服系统的压力放大倍数大,故系统受负载变化的影响相对小,对反操作的;液压伺服所表现的这种负载刚性大的另一个原因是液压油本身带来的油的体积的变化很小。电动机的输出力是由电磁力的电磁场作用造成的,它的刚性比液压的差,因而定位误差也大。高动态品质,综合性能要求的液压提升机械的发展正是利用了液压伺服控制的这些优点。
(3)液压伺服系统解决散热问题方便,利用液体的流动把那些由于功率损耗而产生的热量,从发生的地方带到别处,只要在适当的地方安装上冷却器便可解决散热问题。电器元件由于电阻损失和涡流损失等产生的热量无法很快带走,故而限制了它的使用条件,或它的较小使用条件受到限制。因而液压元件的体积可以做得相当小。
此外,液压油能起润滑油作用,从而使液压系统的使用寿命延长,液压伺服系统调速范围宽,高低速之比可达到400以五以及固有的枯滞性使其传动平稳,特别是低速有良好的稳定性。当然液压伺服系统也存在着如液压油容易污染,流体流动复杂,理论上的描述不如电气成熟,以及管路传输也不如电气方便等缺点。
【二】、型构件的整体提升动作过程
先分析单个提升器的动作过程,上升时,提升器主油缸大腔进油,活塞杆外伸,下锚夹具由于向下自锁作用卡紧钢绞线,主油缸缸体上升,上锚自动脱开,将重物提升;一个行程结束,提升主油缸小腔进油,活塞杆缩回,上锚卡紧钢绞线,下锚自动脱开,如此往复,便将重物一步一步提起。
下降时,由于要克服上、下锚的向下自锁作用,因此在锚具油缸主动打开的情况下,还留有一段附加的脱锚行程△,才能完成下降动作。
提升过程中,多提升器联动时的各束钢绞线负载均衡是一个解决的问题。通过集群提升器主油路并联和特定的提升动作规律,实现各束钢绞线的负载自动均衡。由于各提升器主油缸并联,各缸油压相等。在上升流程的第①步,对应某束较松钢绞线的油缸会先伸出,该束钢绞线被张紧,直至各缸油压一致。当该油缸先到达“全伸”位置时,所有油缸都停止伸缸,这样,各束钢绞线张力便在提升过程中趋于一致。因此,这一步有各束钢绞线张力自动均衡的作用。同样,在图2中下降流程的第②步也有类似的作用。这样,在整个上升或下降过程中,通过这种自动调整,使每一吊点各束钢绞线张力始终保持均衡状态。
型构件的整体提升并不是简单的起吊提升,它牵涉到被提升构件本身的特性,形状,提升姿态及内部应力等情况。因此,应当根据不同的提升对象和要求,制定不同的提升控制策略,如构件的垂直度(水平度)控制,相对位移控制,应力控制等。液压顶升设备正确、合理的控制策略是成功提升的先决条件、以上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆整体提升为例,在提升过程中,为使百余米长的天线杆始终保持垂直,须东、南、西、北四侧液压提升器组同步升降;同时,为避免对边提升器组独自承载(此时天线杆仍垂直).造成对边负载过大,须使四侧的提升负载基本相等。因此,天线杆垂直和提升负载均衡是同步提升的控制目标,实现这个控制目标的控制策略为:
(1)以东侧提升器组为主令组,控制电流设定,升、降速度恒定;
(2)西侧提升器组以东西向垂直度偏差值跟随东侧组,天线杆东西向垂直;
(3)北侧提升器组以南北向垂直度偏差值跟随南侧组,天线杆南北向垂直;
(4)南侧提升器组以东西侧油压之和与南北侧油压之和的偏差值跟随东侧组,各组负载负衡。
通过上述控制策略,实现了天线杆东西、南北之间的垂直和四侧的负载均衡,使天线杆提升以平稳的姿态穿过狭小的电视塔中间平台和筒体,没有发生任何倾斜和碰撞,获得了令人满意的控制效果。