[一]、液壓整體提升過程控制
重型構件液壓提升過程控制己經有了較多的系統總結,特別是DG/TJ08-2056-2009有較為系統的闡述,其他也有較多研究者相關的案例討論,但大多停留在方案介紹。對具體施工缺乏指導。根據工程實踐,重型構件提升過程中可能出現的重大風險因素包括:
(1)施工與方案設計偏離。在工程實踐中,大部分提升方案均由提升單位自行設計、施工,沒有形成的監管。出于各種考慮,工程提升單位經常在具體實施過程中往往簡配相關設施,如縮小提示器規格、支撐系統縮水、廢舊材料代用、承重結構和被提升結構加固過程偷工減料等等,隨意變方案,雖然提升單位根據自身經驗認為這些簡配在范圍之類,但是一旦不能識別其他管理各方均面臨嚴重系統風險,如被提升結構失穩、承重構件破壞、提升系統失穩等等。所以,提升前驗收至關重要,只有確認各個系統己經嚴格按照設計方案施工完成方可組織試提升。
(2)誤差控制超過設計考慮幅度。如被提升結構拼裝位置偏差超過設計值,造成提升起吊時荷載方向改變產生附加荷載,有可能影響側向支撐;未設置防幌裝置提升過程由于陣風、千斤頂規律性提升造成被提升構件擺幅超過設計值;同步控制精度不足導致實質上的不同步等等。這些誤差一旦超過設計值,則意味著系統有超出預期的狀態,導致不可預料的風險事件發生。
(3)局部超載。在多點提升系統,一旦控制不當,極易出現局部超載現象。工程實踐中,同步控制主要依據位移控制為主,由于安裝偏差、構件變形等因素,個別提升點在某一時點可能會發生或滯后,其承擔的荷載或應力將增加,一旦超過設計值將可能造成破壞并進一步引起系統問題,因此,采取措施防止個別提升點超載。施工前應根據預先通過計算的液壓同步提升工況各吊點液壓提升力數值,在計算機同步控制系統中,對每臺液壓提升器的較大提升力進行設定并在各個液壓提示器油路中設置旁通閥。當遇到提升力超出設定值時,液壓提升器自動采取溢流卸載,以防止出現局部個別提升點應力超出設計值或提升荷載分布嚴重不均。
(4)信息反饋滯后。如前所述,同步液壓頂升是一個復雜的系統工程,包含鋼絞線、提升油缸集群、液壓泵站、傳感檢測及計算機(控制部件)等多個系統,空間從地面到空中數十米或幾百米高空,參與人員至少數十人,信息的及時傳遞和反饋至關重要。由于系統的不成熟,提升過程必然面臨各種異常情況,典型的如各點提升不同步、局部支撐系統變形、被提升構件變形、擺動、油管爆裂、停電、傳感器執行器故障等等,如果處理及時各項異常均可以在受控范圍,但一旦處理滯后,這些微小的故障將突破范圍。
解決這一問題的關鍵點在于事前詳細的預案和充分的演練,并及時保持信息通暢,指揮到位,充分利用傳感監測和計算機集中控制、目前計算機控制技術可以實現通過計算機人機界面的操作,實現自動控制、順控(單行程動作)、手動控制以及單臺提升器的點動操作,從而達到鋼結構整體提升安裝工藝中所需要的同步提升、空中姿態調整、單點毫米級微調等要求。為了可控,各點位的輔助檢查、驗證手段不可少,各個部位均應安排觀察崗隨時監控和反應。
[二]、液壓提升裝置的功能
(1)功能
提升裝置的主要使用環境是含煤塵和易燃、易爆氣體的煤礦井下或井口,是其較基本的功能,液壓提升裝置電控系統與電控式提升裝置電控系統相比為簡單,問題易解決。因為,液壓提升裝置由液壓系統來實現礦井負載的提升與下放及其速度控制與調節,因此驅動其主、輔助油泵的電動機只需朝一個方向旋轉,不像電控式提升裝置那樣電機有正、反轉要求;液壓提升裝置的主、輔助油泵為空載起動,起動設備可為簡單;兩液壓泵的起動順序是先起動輔助油泵,再起動主液壓泵,其相應電機的磁力起動可利用控制回路中繼電器的輔助觸點聯鎖。
液壓頂升裝置電氣控制系統主要采用隔爆型或火花型電氣設備,常用的元器件有自動饋電開關、鼠籠型電機、磁力起動器、電磁閥、干式變壓器、檢漏器、行程開關及電鈴等。
(2)超速、過卷保護功能
液壓提升裝置在工作過程中尤其是在下放負載過程中,容易發生跑車超速。當速度超過額定較大速度運轉時,不僅機械或液壓元件如液壓馬達容易損壞,也是誘發重大事故的隱患。因此,液壓提升裝置設計中規定,當跑車速度超過額定速度15%時,系統能自動斷電。
液壓頂升裝置的超速保護裝置械和電氣兩種型式,電氣超速保護裝置由測速發電機和過速斷電器組成,機械超速保護裝置一般都采用離心式。
常見的機械式離心超速保護裝置,安裝在液壓提升裝置主軸上,內齒圈6與主軸相連,將主軸轉速輸入超速保護裝置,內齒圈與軸齒輪構成超速保護裝置增速裝置。通過增速后,軸齒輪帶動旋轉體高速旋轉,在離心力的作用于下,離心塊被甩出,并通過杠桿推動頂桿;主軸轉速越高,頂桿被推動的距離越大,當主軸速度超過額定速度15%時,頂桿觸動超速保護行程開關,使它的接點斷開,使主油泵電機斷電,液壓制動器緊急制動,液壓提升裝置停機。
電氣超速保護裝置由測速發電機、速度指示器及速度開關組成,實現超速保護。提升容器的提升高度超過限定位置(即過卷)時,提升容器和指示器頂開安裝在指示器頂部的過卷行程開關,行程開關失電使液壓提升裝置停電抱閘制動,反向重新起動時,反向扳動轉速開關,控制液流換向使提升容器下降。
(3)低壓保護
置有低壓保護回路,當液壓系統壓力升過正常工作臺壓力(1.2一1.25)倍時,高壓溢流閥開啟,液壓油經高壓閥、單向閥流入主回路的低壓側管道,而液壓系統壓力不會繼續升高,液壓馬達帶不動過重的負載,提升裝置自動停機;若輔助補油系統的補油壓力過低,低壓保護壓力繼電器動作,切斷電源,提升裝置也會自動停機,且信號燈亮,警報鈴聲警報。
此外,液壓頂升設備還有其它保護功能,例如:液壓提升設備有故障時,不能起動;在運行中發生故障時,提升裝置中途自動停機;在進行緊急制動,同時信號批示燈亮警示故障發生。
閘瓦磨損過大;卷筒一負載系統在減速點未減速;液壓系統油箱油溫過高,油位過低,都會使液壓提升裝置的主油泵停轉、制動閘緊急制動,事故信號燈亮,警報鈴警報;
在緊急制動情況下,司機可操作腳踏制動開關(ES),使液壓提升裝置緊急停車,并斷開控制電源。一旦在提升或下降負載時出現斷繩現象,安裝在提升容器兩側的防墮器會緊急抱緊罐道實現強制停車。