液压提升器工作原理和提高液压驱动与制动动作的协同性

其一、液压提升器工作原理

“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升设备为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列优点。

液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作时，即可放开钢绞线，钢绞线可上下活动。

穿芯式提升器是液压提升系统的执行机构，提升主油缸两端装有可控的上下锚具油缸，以配合主油缸对提升过程进行控制。构件上升时，上锚利用锚片的机械自锁紧紧夹住钢绞线，主油缸伸缸，张拉钢绞线一次，使被提升构件提升一个行程；主油缸满行程后缩缸，使载荷转换到下锚上，而上锚松开。如此反复，可使被提升构件提升至预定位置。构件下降时，将有一个上锚或下锚的自锁解脱过程。主油缸、上下锚具缸的动作协调控制均由计算机通过液压系统来实现。

液压泵源系统为液压提升器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应动作。在不同的工程使用中，由于吊点的布置和液压提升器的配置都不尽相同，为了提高液压提升设备的通用性和可靠性，泵源液压系统的设计采用了模块化结构。根据提升重物吊点的布置以及液压提升器数量和液压泵源流量，可进行多个模块的组合，每一套模块以一套液压泵源系统为核心，可控制一组液压提升器，同时可用比例阀块箱进行多吊点扩展，以满足各种类型提升工程的实际需要。

液压泵源系统为液压提升器提供动力，并通过就地控制器对多台或单台液压提升器进行控制和调整，执行液压同步提升计算机控制系统的指令并反馈数据。本工程中液压提升承重设备主要采用穿芯式液压提升器，依据提升吊点及液压提升器设置的数量，共配置4台TL-HPS-60型液压泵源系统。

其二、提高液压驱动与制动动作的协同性

提高液压驱动与制动动作的协同性是保证液压顶升可靠、有序工作的关键，在液压提升机加速启动、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的建立，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。提升机采用盘型闸制动，以实现提升机的正常和紧急制动。正常制动的制动力靠液压传动装置本身产生的，提升时负荷成为制动力。下放重物时液压马达变为泵，液压泵变为液压马达，使电动机产生发电反馈制动，盘型制动器不参与工作制动。只是在提升机卷筒停止运转后作为保险装置来使用。提升机在运行中出现故障，保险装置自动工作，也可由司机用脚踏开关进行紧急制动停车。

驱动系统为泵控马达系统，制动系统为阀控制缸系统，相比之下，前者的响应速度慢很多，虽然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、系统油温等因素的影响，液压驱动系统扭矩、转速(同步建立)建立或降低时间均是个变量，从而引起所谓的“上坡启动负载瞬时下滑”与停车时系统压力冲击现象。但我矿所使用的液压提升机在控制回路采用了控制系统蓄能装置，在主控回路采用了恒压无级变速启动及先进的液压保护元件，避免了“上坡启动负载瞬时下滑”与停车时系统压力冲击现象。因此，对确保液压驱动与制动的协同配合，提高了整套液压提升系统的动态品质。

综上所述，液压顶升的液压系统是典型的变负载、大惯量、非线性、时变高阶系统，要提高其综合性能与动态品质，关键是合理设计对应于一个提升循环中的液压驱动系统马达的输出速度曲线，尤其是控制加速启动与减速停车过程中的加速度方程：这就改变液压提升机的控制策略，采用闭环与多种控制策略来提高系统的速度刚度与负载扰动下的响应速度。液压防爆提升机具有液压传动系统与电控提升机的众多优点，在矿山作提升或下放人员、物料的主要设备将有较大的市场前景。