液压顶升机械故障预测研究及液压提升功能

【一】、液压系统故障预测研究现状

目前，针对液压提升系统故障的研究大多主要针对故障诊断、故障定位及故障原因查找等。

有针对液压系统性能参数退化的特点，提出了一种基于小波包变换和隐马尔科夫模型(HMM)相结合的液压系统故障预测方法，并通过试验验证了方法的可行性和性。有些通过对液压泵振动信号的小波包分析，建立了小波包分 解和支持向量机相结合的液压泵的故障预测模型。还有对重型平板运输车液压系统建立故障树模型，并研究了故障判据和权重研究，为准确地进行故障溯源、故障预测和诊断研究提供了一种新思路和方法。

虽然现有系统运行状态评估及故障诊断技术的研究取得了一些成果，但还存在很多不足，主要体现在以下几方面：

(1)现有对系统运行状态的研究从宏观入手的多，针对设备状态评估研究都是针对整机设备，对设备部件的状态评估研究较少，在评估基础上进行故障预测判断的近乎空白，没有很好地将状态评估与故障诊断相结合。

(2)传统的液压系统故障诊断理论是建立在元器件运行状态相互单独及有限状态或二值假设基础上，对设备的运行状态只确定为正常与失效两种状态，不能够真实反映系统运行与故障间的关系，不利于故障预测。

(3)现有对液压系统故障诊断方法主要针对单发故障，对同时发生多故障模式的研究还不够，不能够正确全而反映系统运行的真实情况。

【二】、液压提升装置的功能

(1)功能

提升装置的主要使用环境是含煤尘和易燃、易爆气体的煤矿井下或井口，是其较基本的功能，液压提升装置电控系统与电控式提升装置电控系统相比为简单，问题易解决。因为，液压提升装置由液压系统来实现矿井负载的提升与下放及其速度控制与调节，因此驱动其主、辅助油泵的电动机只需朝一个方向旋转，不像电控式提升装置那样电机有正、反转要求；液压提升装置的主、辅助油泵为空载起动，起动设备可为简单；两液压泵的起动顺序是先起动辅助油泵，再起动主液压泵，其相应电机的磁力起动可利用控制回路中继电器的辅助触点联锁。

液压顶升装置电气控制系统主要采用隔爆型或火花型电气设备，常用的元器件有自动馈电开关、鼠笼型电机、磁力起动器、电磁阀、干式变压器、检漏器、行程开关及电铃等。

(2)超速、过卷保护功能

液压提升装置在工作过程中尤其是在下放负载过程中，容易发生跑车超速。当速度超过额定较大速度运转时，不仅机械或液压元件如液压马达容易损坏，也是诱发重大事故的隐患。因此，液压提升装置设计中规定，当跑车速度超过额定速度15%时，系统能自动断电。

液压顶升装置的超速保护装置械和电气两种型式，电气超速保护装置由测速发电机和过速断电器组成，机械超速保护装置一般都采用离心式。

常见的机械式离心超速保护装置，安装在液压提升装置主轴上，内齿圈6与主轴相连，将主轴转速输入超速保护装置，内齿圈与轴齿轮构成超速保护装置增速装置。通过增速后，轴齿轮带动旋转体高速旋转，在离心力的作用于下，离心块被甩出，并通过杠杆推动顶杆；主轴转速越高，顶杆被推动的距离越大，当主轴速度超过额定速度15%时，顶杆触动超速保护行程开关，使它的接点断开，使主油泵电机断电，液压制动器紧急制动，液压提升装置停机。

电气超速保护装置由测速发电机、速度指示器及速度开关组成，实现超速保护。提升容器的提升高度超过限定位置(即过卷)时，提升容器和指示器顶开安装在指示器顶部的过卷行程开关，行程开关失电使液压提升装置停电抱闸制动，反向重新起动时，反向扳动转速开关，控制液流换向使提升容器下降。

(3)低压保护

置有低压保护回路，当液压系统压力升过正常工作台压力(1.2一1.25)倍时，高压溢流阀开启，液压油经高压阀、单向阀流入主回路的低压侧管道，而液压系统压力不会继续升高，液压马达带不动过重的负载，提升装置自动停机；若辅助补油系统的补油压力过低，低压保护压力继电器动作，切断电源，提升装置也会自动停机，且信号灯亮，警报铃声警报。

此外，液压顶升设备还有其它保护功能，例如：液压提升设备有故障时，不能起动；在运行中发生故障时，提升装置中途自动停机；在进行紧急制动，同时信号批示灯亮警示故障发生。

闸瓦磨损过大；卷筒一负载系统在减速点未减速；液压系统油箱油温过高，油位过低，都会使液压提升装置的主油泵停转、制动闸紧急制动，事故信号灯亮，警报铃警报；

在紧急制动情况下，司机可操作脚踏制动开关(ES)，使液压提升装置紧急停车，并断开控制电源。一旦在提升或下降负载时出现断绳现象，安装在提升容器两侧的防堕器会紧急抱紧罐道实现强制停车。