大型構件液壓同步提升技術是 一項新穎的建筑施工安裝技術,液壓頂升裝置是 該技術的作業主體。以往這項技術中的液壓提升器是 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、鋼絞線等組成,待裝構件通過地錨與鋼絞線相連。其升降過程為:當下錨具機構夾緊鋼絞線時,上錨具機構松開,主液壓缸空載上升或下降,大型構件不動;當上錨具機構夾緊鋼絞線時,下錨具機構松開,使主液壓缸帶載上升或下降。
液壓提升裝置如此循環反復,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,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 靠鋼絞線在負載轉換過程中受到壓力或拉力頂開或拔松錨片來完成。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,錨具缸油壓太高,會帶來隱患。顯然,在負載轉換過程中,由于上、下錨具交替緊、松錨而使重物呈現停頓、再起動狀態,產生附加慣性力,不僅使生產效率低下,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個機械自鎖機構。整個工作過程中的協調動作都是 由控制系統來實現的,當一個液壓缸實現帶載升降時,另一液壓缸空載返回,準備進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。
(1)準連續式系統由于采用了串聯雙液壓缸形式,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際意義。
(2)間歇式提升器在重物提升過程中會出現少量下降,在重物下降過程中又會出現少量上升,這樣才能實現負載轉換。而準連續式在提升工況中不存在負荷的任何下降,在下降工況時也不會出現負荷的上升。這一特點減小了上、下錨具負載轉換時的沖擊力,提高了作業的性。
但準液壓連續升降系統還很不完善。在上升和下降過程中始終存在幾段水平線,這意味著重物的提升和下降存在著停頓,并不能實現連續。
液壓提升裝置在上升的情況下,1個液壓缸帶載運行到行程終點后,再進行負載轉換。在負載轉換時,錨具機構中的錨具液壓缸先行使緊錨功能,再啟動主液壓缸,在克服了鋼絞線與錨片的滑移及錨片嵌入錨環后,鋼絞線撥(頂)開另一錨環中的錨片,負載從一個液壓缸轉移至另一個液壓缸。負載交接時,重物停止不動,從而形成了上升的水平停頓線。
在下降時,當一個液壓缸帶載下降離缸底仍有一段距離時,另一液壓缸的錨具缸緊錨,隨著承載缸再下降一段距離,鋼絞線頂(撥)開承載錨片,完成負載轉換后,卸載缸繼續下降至缸底,這段時間重物靜止,于是 便形成下降的水平停頓線。
液壓提升設備、有序工作的關鍵是 其液壓驅動系統與液壓制動系統的協同工作,在液壓提升設備的啟動瞬間,司機操作減壓式比例閥向液壓驅動系統與液壓制動系統同時發出控制信號,驅動系統的液壓馬達啟動輸出轉速、扭矩,同時液壓制動系統松閘,兩者協同配合實現負載的升降。
為了提高液壓提升裝置的起動性,避免液壓提升裝置松閘提升時發生負載瞬時下滑,設計液壓制動系統主要參數時應考慮 :
(1)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。
(2)為了延緩制動器松閘,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。
(3)在節流閥的調節過程中,應盡可能使At≤1-Kc/Ct以延緩制動器松閘時間。對液壓提升裝置液壓制動系統進行了瞬態響應及松閘滯后時間的定性分析,得出了設計液壓制動系統對主要參數的要求。這只是 定性和理論分析,進一步的定量分析和實驗研究正在進行之中。
若液壓制動系統在液壓驅動系統馬達輸出扭矩小于負載扭矩之前松閘,必將產生負載瞬時下滑,一旦失去控制,必將產生嚴重后果。提升機液壓驅動系統是 一個變量泵控制定量馬達的恒扭矩系統。
液壓提升啟動時,來自操作系統的控制信號使伺服閥閥芯產生位移xv,控制液壓油使變量比例油缸活塞產生運動,推動變量泵斜盤傾角發生變化,改變液壓泵排量,從而使液壓馬達的輸出速度和方向變化。同時液壓馬達的瞬時輸出扭矩也從零動態過渡到恒定值。