液壓液壓提升裝置有其固有的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該具有比電控提升裝置 廣闊的市場(chǎng)前景，但控制水平的低下己成為阻礙其發(fā)展的主要因素。具體來(lái)說(shuō)，液壓提升裝置主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
(1)液壓提升裝置的自動(dòng)化水平低，主要依靠人工操作和監(jiān)控，效率低，沖擊震蕩顯著， 性差。
液壓提升設(shè)備主要依靠人來(lái)監(jiān)控和識(shí)別各種儀器、儀表或數(shù)顯裝置的指示數(shù)據(jù)(如指示器)，手動(dòng)操作減壓式比例控制閥控制提升裝置的運(yùn)行。因?yàn)樗緳C(jī)手工操作存在的隨意性，起動(dòng)、運(yùn)行和減速停車加速度的隨機(jī)性很大，由于負(fù)載的大慣性，鋼絲繩動(dòng)張力隨加速度的增加顯著增大，因而危害提升裝置的運(yùn)行 ，嚴(yán)重時(shí)有可能導(dǎo)致斷繩等惡性事件的發(fā)生?！睹旱V 規(guī)程》明確規(guī)定，斜井升降人員加、減速度不得超過(guò)0.5m/s，實(shí)際上發(fā)現(xiàn)司機(jī)在操作時(shí)，經(jīng)常把操作手柄很快打到 大速度位置，出現(xiàn)加速度超限的情況。同時(shí)，運(yùn)行不平穩(wěn)還易造成沖擊震蕩，人員乘坐舒適性很差。
停車時(shí)，司機(jī)很難一次準(zhǔn)確定位，往往需要多次微動(dòng)才能停在要求的位置上，因而效率低。在操作過(guò)程中，司機(jī)很容易疲勞，嚴(yán)重影響司機(jī)的操作能力，危害提升裝置的運(yùn)行 。
(2)液壓頂升裝置采用的是手動(dòng)開(kāi)環(huán)控制，導(dǎo)致液壓提升裝置動(dòng)態(tài)性能可控性差，平層精度很低。
液壓提升裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用泵馬達(dá)閉式回路，為變量液壓泵控定量液壓馬達(dá)的容積式速度控制回路，主要由變量液壓泵、定量液壓馬達(dá)、減壓式比例閥、比例油缸、伺服閥、差動(dòng)油缸等主要元件組成。該容積調(diào)速控制依靠司機(jī)操作減壓式比例控制閥，向變量控制系統(tǒng)的比例油缸輸入一壓力逐漸變化的壓力油，比例油缸控制伺服閥閥芯位移，伺服閥又通過(guò)差動(dòng)油缸控制變量液壓泵的擺動(dòng)缸體，改變變量泵的斜盤(pán)傾角大小，從而改變液壓泵輸出流量的大小和方向，進(jìn)而改變液壓馬達(dá)的速度大小和旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的升降。液壓提升裝置目前采用的這種調(diào)速方式無(wú)轉(zhuǎn)速或位置反饋，是手動(dòng)開(kāi)環(huán)控制。
由于提升裝置負(fù)載變化范圍很大，導(dǎo)致系統(tǒng)的壓力也有很大的變化，液壓泵、馬達(dá)的容積效率也隨之變化，再加上油液粘度的變化、液壓元件的泄漏及系統(tǒng)中存在的死區(qū)、非線性等因素，使進(jìn)入液壓馬達(dá)的流量不可能與輸入信號(hào)成正比關(guān)系，馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速也難以 地控制，液壓頂升設(shè)備不能按照要求的速度曲線準(zhǔn)確平穩(wěn)運(yùn)行，因而液壓提升裝置的速度控制精度和平層精度都很低，難以滿足立井提升規(guī)定的平層精度誤差值(士50mm，這也是液壓提升裝置目前不能用于立井提升的主要原因。在象研石山翻研車牽引要求停車精度比較高的場(chǎng)合，也經(jīng)常出現(xiàn)由于停車偏差較大導(dǎo)致的拉斷翻研鋼絲繩的現(xiàn)象。為了擴(kuò)大液壓提升裝置的應(yīng)用范圍，使之能用于立井提升和停車位置精度要求高的場(chǎng)合，提高其速度和位置控制精度。
(3)液壓提升裝置的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與制動(dòng)系統(tǒng)工作協(xié)同性一直沒(méi)有解決，影響液壓提升裝置的 運(yùn)行。
液壓提升裝置在加速起動(dòng)、減速停車的瞬間，司機(jī)通過(guò)操作減壓式比例閥向液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速與輸出扭矩逐漸動(dòng)態(tài)地建立，同時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的壓力油打開(kāi)制動(dòng)系統(tǒng)的液控?fù)Q向閥，制動(dòng)系統(tǒng)抱閘或松閘，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載升降。但由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為泵控馬達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)的響應(yīng)受負(fù)載變化的影響很大，而制動(dòng)系統(tǒng)為閥控缸系統(tǒng)，其參數(shù)受負(fù)載變化的影響很小，雖然在液壓制動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有節(jié)流閥以調(diào)節(jié)制動(dòng)、松閘時(shí)間，但一經(jīng)調(diào)定在工作中即不再調(diào)節(jié)，因而制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法隨著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且一般閥控缸的響應(yīng)速度要快于泵控馬達(dá)，因而引起常見(jiàn)的上坡起動(dòng)時(shí)負(fù)載瞬時(shí)下滑與停車時(shí)驅(qū)動(dòng)回路的壓力沖擊現(xiàn)象，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，縮短設(shè)備的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?duì)煤礦井下作業(yè)人員的生命、 生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。
此外，由于現(xiàn)有液壓提升裝置自動(dòng)化程度很低，其故障診斷與運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也很不完善。目前大部分工礦企業(yè)對(duì)礦井提升裝置采用定期維修的方法，但由于沒(méi)有對(duì)設(shè)備進(jìn)行的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備故障特性不了解，在對(duì)提升裝置制定維修計(jì)劃時(shí)容易造成欠維修和過(guò)維修，另外這種維修方法不能避免一些突發(fā)性故障發(fā)生。
通過(guò)上面的分析可以看出，我國(guó)礦井液壓提升裝置雖然應(yīng)用范圍較廣，但靜動(dòng)態(tài)特性、操作性和 性等方面仍然存在許多問(wèn)題。故此，本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是針對(duì)液壓提升裝置時(shí)滯、大慣性時(shí)變負(fù)載的特性，研究電液比例伺服控制系統(tǒng)在煤礦液壓提升裝置中的應(yīng)用，研究其靜動(dòng)態(tài)性能和控制策略，從根本上改變現(xiàn)在的手動(dòng)操作方式，以提高液壓提升裝置的自動(dòng)化水平、動(dòng)靜態(tài)特性、操作性能和 性。
