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王炳琴1 王炳莉2 胡建锋3
(1.乐山职业技学院 四川乐山 614000； 2.华能日照电厂 山东日照 276800；
3.乐山立安建设机械有限公司 四川乐山 614000)
摘 要:内爬塔式起重机对其液压顶升系统的性能要求很高,但由于塔机工作环境差异大,环境温度变化大,使液压系统在顶升过程中温度超过允许的工作温度范围,从而使顶升过程无法顺利完成,并因此影响了塔机正常工作的进行.
关键词:内爬塔式起重机 双油缸 同步顶升 恒温 智能调控系统
中图分类号：TH3文献标识码：A文章编号：1672-3971（2014）01（c）-0150-02
在超高层建筑施工中,内爬塔机以其巨大的优势得到了广泛地应用,但是在多年塔机现场施工作业中发现,塔机的液压系统工作性能不够稳定,容易受到负载变化、液压油性能等多方面因素的影响,使得在塔机的使用过程中故障时有发生.
1. 传统液压控制系统的结构及工作原理[1]
“乐山华达”新型内爬塔机的液压顶升系统,安装在内爬塔机第二、第三个塔升标准节论文范文,由液压站(包括泵站和油箱)、液压油缸、高压管线、爬升上横梁(含爬爪)、爬升下横梁(含爬爪)和爬梯(安装在内爬套架上)组成,如图1所示.
塔机爬升作业时,启动液压泵站将液压油压入高压管线的下端,然后从上端进入固定在爬升上横梁的液压油缸内,其高压油推动活塞杆下行,带动紧连在活塞杆下端的顶升下横梁,下横梁两端的爬爪伸入爬梯压在一级筋板上.由于爬梯已固定在内爬套架两侧,活塞杆推动爬升下横梁无法下行,反而只能推动内爬塔机整机向上爬行.待整机爬升1000 mm左右,顶升上横梁的爬爪便可伸入爬梯的另一级筋板上,承担整个内爬塔机的重量.
2. 开发PLC软件实现液压油恒温自动控制
液压油的温度常控制在30 ℃～55 ℃之间.此时油液的黏度、润滑性和耐磨性均处于最佳状态,系统传递效率最高.当油液温度超过65 ℃时,油液黏度就会明显下降,泄漏增加,各滑动部位油膜被破坏,使液压元件磨损加剧,从而加快油温上升的速度.当油液温度达到80 ℃以上时,由于液压元件热膨胀系数不同,相对运动元件之间的间隙和运行状态将发生异常变化.
液压恒温智能调控系统是采用进口高压泵、研制液压油调温系统、双油缸同步顶升系统及特制密封件等方式改进现有塔机的液压顶升系统,并配套研发一套智能联动操作系统,实现液压顶升系统的恒温智能化控制.该系统由液压系统和智能恒温调控系统组成.
2.1 智能恒温控制系统
智能恒温控制系统的硬件电路由温度传感器、PLC控制器、数码管显示器、数据寄存器、温度检测、最佳工作温度设定等五个部分组成.硬件电路原理图如图2所示.
控制器选用PLC控制器.用可调电阻设置恒温控制的有关参数.当恒温控制启动后,PLC控制器通过操作温度传感器对油箱内温度进行检测,然后与预定的上下温度限值进行比较,数码管实时显示最佳工作设定温度和当前传感器检测的油箱温度,如果环境温度与存储的上下限温度值相差较大,则启动加热器/制冷器使环境温度在最短的时间内上升/下降到预定的温度限值.
图3所示为液压泵站温控系统的示意图.本系统液压油箱上部安装有泵站,内部安装油温探测器,外侧安装有制热器和制冷器,油温探测器由温度传感器探测液压油箱内的温度,并将信号发送至PLC油温控制器,由PLC发送指令至制热器或制冷器工作,使液压油升温或降温,温度传感器实时监测油温的变化,并发送至PLC控制器,当油温达到最佳工作范围时,PLC控制启动泵站开关液压油从高压泵进入液压油缸下部高压管入口,然后从油管上部进入油缸,推动活塞杆下行,内爬塔机开始爬升.
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该系统油温控制是采用两点控制法,即将油液温度的变化控制在一个允许范围内(即使T1下限＜T2工作＜T3上限).液压泵站温控系统组成见图2.由温度传感器测量油液的实际温度T,并将测得的信号输入给PLC温控器,温控器有3个输出.
T1为工作温度下限值,T3为工作温度的上限值.T1、T3两点控制温度是可调的,根据实际需要可设定最佳的工作温度T2值,该控制系统允许将T2温度值的范围设定为-5 ℃～150 ℃之间的任何温度,实际温度T达到哪个温度点,温控器就会在哪一路发出控制信号.
2.2 双油缸同步顶升系统[2]工作原理
内爬塔式起重机的液压顶升系统原理如图4,两油缸分别布置在套架的前后两侧.电动机带动高压油泵1,通过换向阀等控制元件驱动液压油缸,从而驱动负载,使塔机上部结构上升或下降,完成顶升或下降工作循环.
工作原理:换向阀处于中位“H”位置时,液压油进入油泵1,再经换向阀中间位置直接回到油箱,系统卸荷,当手动换向阀处于左位时,液压油从换向阀左位经分流集流阀7进入内控式平衡阀8后流入油缸的无杆腔,推动活塞杆伸出,实现塔机顶升,当手动换向阀处于右位时,液压油从换向阀右位经单向顺序阀5进入油缸有杆腔,实现塔机下降.
2.3 PLC控制的恒温控制系统工作原理.
(1)液压油箱自动恒温控制原理图.
油温控制电路见图5.在刚开机或油温过低(T＜T1)时,温控器发出T1信号,使KM1闭合,接通加热器,对油液进行加热.当油温T达到T1时,温控器的T1信号消失,KM1断开,停止加热.
(2)梯形图及程序基本原理.
梯形图,如图6所示.
程序的基本原理:
程序开始后,按下X0起始按钮,其中X0起始按钮为常开触点.M0中间继电器闭合,由于M0接下面的程序中,所以当M0闭合后比较环节才能够作用.
本程序采用台达PLC的模拟输入功能.模拟输入寄存器为D1110,D1111.
其中D1110为温度反馈值,D1111为设定值.
当D1111大于等于D1110时,Y0输出.
反之,当D1111小于D1110时,Y1输出.
X1为停止按钮,为常闭触点,X1断开后,M0中间继电器结束自锁.
3. 液压控制系统改进前后工作性能对比
3.1 环境适应性
我国南北方温度相差极大,液压系统的工作环境温度从-40 ℃～40 ℃之间变化,而传统液压系统对环境依赖度高,因塔机在爬升过程中,液压泵站会因外界环境温度的过高或过低而引起液压油油温超出正常的工作范围,从而使液压系统无法正常工作,这对液压系统的温度调节能力提出了很高的要求.
改进后的液压恒温智能调控系统通过油温探测器及时准确地获取工作温度的实时数值,经导线和传感器发送到油温控制器,然后由指令器根据温度的变化,自主控制制热器或制冷器工作,从而实现液压系统温度的实时自动调节,保证了液压系统的恒温工作.这样就从根本上解决了液压系统对外界环境温度的敏感性和依赖性,提高了环境适应性.
3.2 工作稳定性
液压系统在塔机爬升过程中,液压油温度升高的速度很快,传统液压顶升系统不具备油温调控装置,因此,在工作过程中多次出现因油温太高,油箱里的液压油面冒烟,液压系统不能正常工作,塔机爬升无法继续进行,只得停工,等待液压系统自然降温.严重影响了工作的效率,甚至拖延工期,对塔机的使用性能造成了很大的影响.
改进后的液压系统因采用了智能恒温调控.
4. 液压恒温智能调控系统的应用前景
随着我国城市化进程的快速推进,超高层建筑拔地而起,新型内爬塔机的需求数量越来越大,每台内爬塔机最好配备一套液压智能调控系统.就国内市场而言,近五年之内年销量可达上千台.就国外市场而言,中东、东南亚、印度、非洲、拉丁美洲都有出口的潜在市场.
乐山立安建设机械有限责任公司是国内独家内爬塔机专业生产厂家,目前生产的内爬塔机从40吨·米到450吨·米,共有20多种型号规格,近几年产品销量可达到年产数百台,每台内爬塔机配备一套新型内爬塔机的液压智能调控系统,每台利税5000～10000,可创造年利税数百万元.
参考文献
[1]赖泽荣.乐山华达内爬塔机的施工技术研究与应用[J].建筑机械化,2012(10):97-100.
[2]周平.塔机双油缸顶升系统不同步问题的分析与解决[J].液压气动与密封,2013(4):68-70.
总结：本文是一篇关于液压油液压论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
抗磨液压油引用文献:
[1] 钻机和液压油缸在职研究生论文范文 钻机和液压油缸方面有关本科论文范文5000字
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