液压提升机是复杂的机电液一体化产品,是液压技术与电控式提升机的机械部分相结合的一种矿井提升机械。广泛应用于矿山井下作提升或下放人员、物料的主要设备。液压提升机主要由液压驱动系统、液压制动系统、液压控制系统、卷筒-负载系统、操作系统及其它如深度指示、提升超速、过卷安全保护等辅助系统组成;液压驱动系统由变量泵、定量马达及其变量控制系统组成,定量液压马达通过卷筒实现提升容器的升降;液压制动系统由盘形制动器及其液压控制系统组成,与液压驱动系统协同实现对负载的停车制动与松闸升降。
目前液压提升机存在层位控制精度不高、乘坐欠舒适及驱动与制动协同性欠佳等一系列问题。层位精度控制是指立井提升箕斗或罐笼在升降过程中要准确,而不是靠司机一次或多次微动操作才能停稳在各水平巷道的相应层位上,层位精度控制问题得不到解决,将严重影响液压提升机的运行工作效率和工作可靠性。液压提升机的乘坐性是指提升机的运行速度曲线必须满足人乘坐的舒适性基本要求,乘坐欠舒适的液压提升机将给乘坐人员带来一定生理、心理反应。而液压提升机的工作协同性是指液压驱动系统与液压制动系统之间的协同工作,这是液压提升机可靠安全有序工作的关键。
(1)液压提升机具有液压传动系统与电控式提升机的众多优点,广泛用作斜井提升或下放人员、物料的主要设备。解决提高液压提升机的层位控制精度与自动控制程度、液压提升机的乘坐舒适性,解决液压提升机的工作协同性较终让液压提升机作立井提升设备是完全可能的。
(2)提高液压提升的层位控制精度与自动控制程度、液压提升机的乘坐舒适性,解决液压提升机的工作协同性的关键是不能再用简单的手动操作比例式减压阀操作与控制,而应转向计算机控制为主的电液比例控制、PID控制、自适应控制或复合控制系统,这也是液压提升机控制的发展方向。
提升机液压驱动系统是一个变量泵控制定量马达的恒扭矩系统。液压提升机启动时,来自操作系统的控制信号使伺服阀阀芯产生位移,控制液压油使变量比例油缸活塞产生运动推动变量泵斜盘倾角发生变化,改变液压泵排量,从而使液压马达的输出速度和方向变化。同时液压马达的瞬时输出扭矩也从零动态地过渡到恒定值。
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