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        液壓提升設備

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        液壓提升器

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        液壓提升機械上世紀的發展跟提升裝置運行控制

        發布人:鼎恒液壓機械   發布時間:2020-10-02

           {一}、上世紀九十年代液壓同步提升技術的發展

          從1994年上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿整體提升到前不久的上海大劇院鋼屋架整體提升,是液壓同步提升技術大規模工程應用并取得輝煌成就的時期,與此同時,該項技術本身也在各項重大工程應用中不斷完善,日趨成熟。
          上海東方明珠廣播電視塔鋼天線桅桿全長118m,總重450t,采用地面組裝,整體提升的技術方案,并為此專門研制了一套液壓提升設備。以φ15.2mm柔性鋼絞線作為承重索具,120根鋼絞線從標高350m的混凝土塔頂平臺掛到地面,20只400kN的液壓提升器分別布置在鋼天線桅桿根部段四側,托著一百多米的天線桅桿,沿著120根鋼絞線同步向上攀升。在這一工程中,柔性鋼絞線的采用使電視塔天線桅桿的長距離高空整體提升成為可能,鋼絞線平均負載為每根3.75t;計算機控制系統采用MCS一96系列單片機與FX一2可編程控制器組成的控制網絡,同時控制天線桅桿的垂直度和鋼絞線的負載均衡,這一多目標控制策略保證了龐大天線桅桿的平穩提升。又由于提升器契形夾片的逆向運動自鎖作用,使提升過程十分可靠;錨具的主動松緊,又解決了提升器帶載下降問題。在解決了這一系列技術關鍵之后,鋼天線桅桿經80余小時、350m的連續提升,于1994年5月1日順利到達預定安裝位置,使其尾端達到468m的高度。
          之后,該項技術又應用于北京西客站主站房鋼門樓整體提升和北京都機場四機位庫大型鋼屋架提升等工程。西客站鋼門樓長45m,寬28.5m,在地面整體拼裝后,總重1800t。采用8吊點24只提升器(2000kN提升器16只,500kN提升器8只),336根鋼絞線,鋼絞線平均負載為每根5.35t,凈提升高度43.5m,于1994年12月25日提升到位。
          都機場四機位庫全長300m,寬90m,鋼結構屋架分為南、北大梁(各重1200t,跨度132m),中梁(重400t)及四片網架結構(每片重630t,80mx75m)等部分,分七次提升,鋼絞線平均負載為每根4.3t和5.6t,提升高度為24m,于1995年10月全部完成。
          在這兩個工程中,次采用了多級計算機主從控制方式,以適應多吊點遠距離同步控制的需要;特別是根據“東方明珠”工程的實踐經驗,并經理論分析和實驗驗證,證實了鋼絞線的負載自動均衡特性,從而免除了每根鋼絞線上的引伸傳感器,使傳感檢測系統得到了很大簡化;同時,在研制的二代提升設備上,對液壓系統和計算機控制系統作了進一步改進,使之簡單可靠、方便靈活。
          較近,采用液壓同步提升技術又對上海大劇院鋼屋架實施整體提升。鋼屋架長100m,寬90m,高11m,總重6075t,采用4吊點44只2000kN提升器,792根鋼絞線,鋼絞線平均負載又提高到每根7.67t,提升高度26.5m,于1996年7月2日提升到位。這是迄今為止國內外整體提升的較大較重構件之一在這一工程中,進一步提高了第三代提升設備的模塊化、標準化程度,使之成為無限可擴展系統。
          液壓同步提升技術正是在諸多重大工程的應用中,解決了一個又一個技術關鍵,逐步發展成為新穎和完整的成套施工技術—超大型構件液壓同步提升技術。
          {二}、防爆液壓提升裝置運行控制存在的技術問題
          目前防爆液壓提升裝置雖然在降低能耗與噪聲、控制漏油污染、提高運行工作效率和工作可靠性等方面,已有不少研究成果得到推廣與應用,促進了提升裝置的發展,但在實際生產中,因為液壓提升裝置存在的一些難以克服的原理性問題,對液壓提升裝置的使用和煤礦的生產仍有較大的威脅,其主要表現在以下幾個方面:
          (1)變量泵控定量液壓馬達的容積式調速回路可控性差
          液壓提升裝置采用的是變量泵控定量液壓馬達的容積式調速回路,導致液壓提升裝置的可控性差,平層精度很低,沖擊振蕩顯著,提升效率低。
          這種調速方式是開環控制,馬達的輸出轉速依靠系統的調節精度控制,無轉速反饋。但因為在整個液壓伺服控制系統中,諸如減壓式比例閥和比例油缸等控制元件都存在較大的死區等非線性因素,液壓泵、馬達的容積效率也隨系統的壓力、油液粘度及溫度等的變化而變化,加之液壓油的可壓縮性、管路的彈性、液壓元件的泄漏等因素,從而使輸入液壓馬達的流量不穩定,因此液壓馬達的輸出動態參數根本難以得到控制;提升裝置的啟動、加速、勻速和減速停車等不同階段的控制只能僅憑司機手動操作控制,許多隱患也由此而生,如液壓提升裝置的平層精度很低,難以滿足規定的誤差值(士50mm),提升容器的累積誤差較大,并且要靠司機一次或多次微動操作才能使提升容器達到規定停靠位置,嚴重影響了提升效率。
          (2)液壓頂升設備的液壓驅動回路與制動回路的動作存在協同性問題
          在液壓頂升裝置加速起動、減速停車的瞬間,司機操作減壓式比例閥向液壓驅動系統與制動系統同時發出控制信號,驅動系統液壓馬達輸出轉速與輸出扭矩逐漸動態地建立,同時液壓制動系統松閘或抱閘制動,兩者協同配合實現負載的升降。但因為液壓驅動系統為泵控馬達系統,而制動系統為閥控缸系統,相比之下,前者的響應速度慢很多,雖然在液壓制動系統中設置有節流閥以調節制動、松閘時間,但因負載、油溫等因素的影響,液壓驅動系統扭矩、轉速建立或降低時間均是個變量,從而引起常見的“上坡起動負載瞬時下滑”與停車時系統壓力沖擊現象,嚴重失控時往往對煤礦斜井人員的運輸、井下作業人員的生命及生產造成嚴重威脅,甚至引起巨大的經濟損失。
          液壓頂升設備系統具有的制動是制動,沒有二級制動,只是在系統停車和緊急停車時制動滾筒,不參與系統的調速,但系統在運行過程中,尤其在停車段,巷道的傾角會發生變化,提升裝置容器的運行速度僅靠司機人工控制,容易造成了停車松繩現象,影響系統的運行。
          (3)液壓提升裝置的自動化水平低,主要依靠人工操作和監控,效率低,性差
          液壓提升裝置的控制主要依靠操作人員來監控指示器和運行速度值,手動操作減壓式比例控制閥,向液壓泵輸入液壓控制信號,從而改變泵輸出及輸入液壓馬達的液壓油流量和它的輸出轉速,實現對提升容器的位置控制。這種操作方式自動化水平低,因為司機手工操作存在的隨意性、不性和操作速度的不可重復性,影響提升裝置的準確平穩運行。特別是在減速段,雖然提升裝置容器實際位置變化不太大,但每次均不同,這樣司機確定的減速點不完全相同,且減速度的控制完全由司機手動操作減壓式比例控制閥確定,減速度變化大,進而造成停車點變化和停車時的沖擊震蕩,性差,人員乘坐的舒適性也很差。由于工作過程中,整個提升裝置都處于振動、噪聲環境狀態,司機很容易疲勞,嚴重影響司機的操作能力,危害提升裝置的運行。
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