液压同步顶升控制系统研究

液压同步顶升控制系统研究

发表时间：2019-12-06T10:53:30.343Z 来源：《电力设备》2019年第16期作者：赵印

[导读] 摘要：同步顶升液压系统是同步顶升技术装备的核心执行机构，采用该技术可以对桥梁等建筑物实施不损伤其原有的结构顶升或者是进行水平的移动，这种方法对比于传统爆破拆除方式来说，具有经济环保、无污染、效率高、交通中断时间短等诸多优点。

(中国核工业二三建设有限公司山东荣成 264300)

摘要：同步顶升液压系统是同步顶升技术装备的核心执行机构，采用该技术可以对桥梁等建筑物实施不损伤其原有的结构顶升或者是进行水平的移动，这种方法对比于传统爆破拆除方式来说，具有经济环保、无污染、效率高、交通中断时间短等诸多优点。基于此，本文主要对液压同步顶升控制系统进行分析探讨。

关键词：液压同步；顶升控制系统

前言

集成了液压技术、机械结构、计算机算法和电气自动化控制等多家先进理论技术的液压同步顶升系统这一新型施工技术装备可高效精确经济用于改造各类大小桥梁、建筑的平移抬升等施工，液压系统具有系统足够安全，功率密度高能够提供足够的负载，采用集中控制，分散布置，各顶升点既能同步工作，又能协同工作，可把大范围的无极变速的大推力与力矩直线运动进行实时动态监控和智能化先进管理，随着电液控制技术与机电一体化的结合与发展，各种元件的体积愈发的小控制精度愈发的高，更是大大的直接推动了液压系统有关技术的进步与发展。

１、液压同步顶升控制系统

１．１系统简介

液压同步顶升控制系统的原理如图１所示。该升降台有３个液压升降缸，通过３个比例伺服阀控制升降缸的上升与下降，并推动负载上升或下降。在工作过程中，升降支座承载能力为８００ｋＮ。同时，负载在上升、下降过程中要求升降台严格同步运行，防止负载在运行过程中倾斜、滑落而造成重大的事故。

图１升降支座液压顶升系统原理

１．２系统模型

该系统为典型电液位置伺服系统，控制器根据指令输出控制信号，通过Ｄ／Ａ电路转换为模拟电压信号Ｕｉ，该电压信号通过比例伺服阀转化为滑阀的阀芯位移信号ｘｖ，进而转化为出口流量ＱＬ，从而控制双作用液压缸的行程位移ｘｐ，再通过位移传感器将ｘｐ转换为反馈信号Ｕｆ反馈回控制器，构成完整的闭环系统。对系统进行简化，该闭环系统的开环传递函数为：

Ｋ０为放大器的增益；Ｋｖ为比例系数；Ｋｑ为伺服阀流量增益；Ａｐ为液压缸活塞有效面积；ωｎ为固有频率；ξｎ为阻尼比；βｅ为系统弹性模量；Ｖｔ为液压缸两腔总容积；Ｍｔ为负载质量；Ｂｐ为负载的黏性阻尼系数；Ｋｃ为伺服阀流量压力系数；Ｃｔ为液压缸总泄漏系数。

2、液压同步顶升工艺方案设计

(1)作业点均匀分散布置

桥梁等建筑物体积重量确实都很大，要实现对其成功进行有效的顶升作业，作业用的液压缸执行件间必须采取分散布置才能均匀分力，在实际的顶升作业过程中液压缸最好均匀分散布置在目标物下方提前计算了的重要顶升作业点位，顶升作业时这几十个液压缸将近乎均匀的分担目标物的所有相关负载；同样的应用于平移作业时，液压执行作业缸也要提前均匀布置到计算好的作业点上。

(2)集中处理操作

考虑到诸如安全、工人数目等因素，操作工人不能去把现场的大范围里面分散布置每个液压缸等执行机构进行一对一手动直接控制，而是在安全的中心控制室内通过全程监控处理系统对顶升作业的液压缸的每一步动作进行远程监视控制现场实时的各缸的工作参数并可以远程修正作业等。

(3)多缸同步力控

体积大质量分布轻重不均的桥梁等建筑物，使得分散开来均匀布置大范围里面的液压缸所受载荷大小情况不可能相同，但是每个执行缸的每次动作所加载的载荷必须与其外部力大致匹配而且可以实时控制，预防建筑物在顶升作业过程中因为受力不均匀导致发送应力集中或形成裂纹而报废。

(4)多缸同步位控

当分散布置在比较大范围里的每一个液压执行缸作业时的位移要求是可以严格实现对不均衡载荷的同步顶升或者下降过程实时控制，从而保证建筑物顶升作业过程中的每一环节的位置实时可以控制。

5）实时动态监控

技术员在中心控制室内通过监视控制系统对每一个液压缸的任意时间的压力、位移进行远程监视预判操作，并且能看到压力、位移的

的液压升降缸为跟踪目标，通过相应的控制算法保证系统运行的同步精度。