液压顶升设备系统的提升和使用

提升液压顶升设备系统性的方法：

一、简化系统系统构成越复杂，包含元件越多，运行中出现故障的可能性越大，在达到功能和要求的前提下，减少不元器件使用，采用多个功能集成于一体元件取代多个离散的单一功能元件，如采用插装阀、叠加阀取代管式阀件。

二、故障防止在系统中增加设备装置对故障诱导因素进行或减弱，同时检测系统运行状态，对已发故障和将发故障的特征进行识别预警。具体实施方式包括：采用冷却器、过滤器降低液压油温升和污染；实时监测液压系统总功率、油液温度、回路各处压力，并且设定相应阂值，当状态参数超过正常范围时，发出故障预警或警报。

三、冗余设计在简化系统原理、组成的前提下，对影响系统重要功能实现和性的元件和子系统可进行冗余设计，提升性。实现冗余有2种方法：①元件冗余在系统中增加储备元件，当工作元件失效后储备元件立即投入工作；②功能冗余系统中有多个元件及机构的功能可同时实现同一个效果，并且这些实现方式互为冗余。液压回路中，主要控制阀和液压缸实现元件冗余会增加系统的复杂性，而且经济性较差，因此在元件冗余方面，一般通过在泵站设计2组冗余的电动机泵组，提升动力源性，以及在平衡阀和液压缸进、出入口之间增设高压截止阀来防止平衡阀失效后液压缸位移失控。功能冗余在液压顶升系统设计中体现在防止顶升液压缸同步位移超差和异常动作。在非顶升/提升工况以及系统骤然失电、失压情况下，平衡阀能锁定油缸位移。利用平衡阀机能，当平台顶升过程中液压缸位移误差超出允许范围时，可通过Y型中位比例方向阀置中、先导溢流阀卸荷、电动机泵组紧急停车3种方式实现系统卸压，仅须其中之一动作即可锁定液压缸位移。

四、选用高性元件在设计阶段进行元件选型时，应充足调研产品的应用情况并优化选型，进行性试验，选用高性、低故障率的元器件。

五、充裕系数在系统的设计计算和元件选型时，考虑充足的系数，使元、辅件承受的荷载、磨损低于正常水平，可以延长其寿命并降低故障率。对于液压泵、阀组、管路等元、辅件的选型，提升选型元、辅件的额定压力等级；对于液压缸的设计，考虑充足且经济的 系数，适当提升液压缸的承载力。

液压顶升设备系统工作过程中各支点液压缸负载压力出现大差别是正常现象，但是当某液压缸负载压力值上升或下降时，通常表明系统运行出现故障。液压缸工作压力急升的原因一般是该支点液压缸在顶升过程中遭遇阻碍，如挂架与墙体剐蹭、悬挑结构阻碍了平台及附属设施的上升路径等。位移测量误差也会导致液压缸负载异常，若某液压缸测量位移小于实际位移时，其行程会始终大于其他正常液压缸，承受大的不平衡负载；反之，若某液压缸测量位移大于实际位移时，其负载压力降低。因此，在顶升作业前，应检查平台、挂架等上升路径上是否存在阻碍，定期检验和标定位移传感器，测量值准确。

液压顶升设备系统大部分设备暴露在露天环境下的温湿度和降水冲淋中，并且施工平台施工现场汇集了起重作业、临时设施、人员活动、坠物、泥浆洒落、气体切割/焊接设备等不利因素，对液压顶升系统的防护造成困难。常见的由于防护不周导致的系统故障包括：电气绝缘条件破坏导致短路，外置电液元器件遭雨淋、坠物、泥浆损坏，管路、线缆受拉扯、挤压等。在系统设计阶段就需要针对施工现场环境条件进行相应的防护性设计，如选用自身具有较不错防护等级的元器件，仪器设备采用立的供电回路和保险装置，采用隔离变压器、隔离直流电源，PLC光电隔离I/O端口，选用具有不怕冲击和不怕热能力的室外管路、电缆等。设计无法达到防护要求时，应在现场提供额外防护，如增加设备防护罩等。

液压提升设备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、变量泵控定量液压马达的容积式调速回路可控性差

液压提升设备采用的是变量泵控定量液压马达的容积式调速回路，导致液压提升机的可控性差，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控制；提升机的启动、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，如液压提升机的平层精度很低，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。

二、液压提升设备的自动化水平低，主要依靠人工操作和监控，速率低

液压提升设备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和操作速度的不可重复性，影响提升机的准确平稳运行。特别是在减速段，虽然提升机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相同，且减速度的控制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，人员乘坐的舒适性也很差。由于工作过程中，整个提升机都处于振动、噪声环境状态，司机很容易疲劳，严重影响司机的操作能力，危害提升机的运行。

三、液压提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

在液压提升设备加速起动、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。

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，提升机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。