CN111101445A - 一种预应力智能张拉设备用液压系统及其同步张拉方法 - Google Patents
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Abstract
一种预应力智能张拉设备用液压系统及其同步张拉方法,所述方法依次包括如下步骤:1)首先进行系统设置;2)开始张拉,根据张拉速度PID调节法以调节主控出油量,从而使得各阶段张拉力与主控部分张拉力差值小于最大张拉力差值;同时采集各千斤顶的张拉力及位移信息,首先进行同步张拉力调节;3)进入二倍初应力至终张结束阶段,进行同步位移调节,使得各千斤顶之间的张拉力差小于最大张拉力偏差;4)终张保压完成,千斤顶缓慢泄压,锚固钢绞线,锚固完成后,千斤顶退顶;5)结束张拉。本发明所述的同步张拉方法可以实现两个千斤顶的同时张拉,提高了工作效率,控制方式简单、控制精度高、适用性强。
Description
技术领域
本发明属于桥梁用预应力张拉技术领域,尤其涉及一种预应力智能张拉设备用液压系统及其同步张拉方法。
背景技术
我国建设桥梁比例高,由于预应力施工不规范及缺乏有效的质量控制手段,导致桥梁容易产生开裂、下挠等质量病害。
桥梁预应力智能张拉设备已广泛应用于我国公路、铁路建设中,但是现有的张拉设备控制方式多种多样,两个千斤顶之间的同步控制方式简单,以位移为主或压力为主,张拉过程中经常存在动作快的千斤顶等待动作慢的千斤顶,造成工作效率低,另外,张拉速度一般为恒速控制或多段速控制,不能有效解决整体张拉速度调节的问题。
根据《公路桥涵施工技术规范》中7.6.3规定其伸长量偏差应控制在±6%的范围内,《公路桥涵施工技术规范》中7.12.2规定各千斤顶油缸之间同步张拉力的允许误差应在±2%之内,由此可见各千斤顶之间的同步调节尤为重要。
因此,一种适用性强、工作效率高、生产成本低,结构简单的预应力智能张拉设备液压系统和先进的同步张拉方法已是当务之急。
发明内容
本发明旨在提供一种工作效率高、使用效果好的预应力智能张拉设备用液压系统及其同步张拉方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:一种预应力智能张拉设备用液压系统,包括第一单元、第二单元和千斤顶,第一单元和第二单元结构相同,其中,第一单元和第二单元均包括:变频电机、定量泵、三位四通电磁阀、泄压阀以及油路管;变频电机与定量泵相连,变频电机用于驱动定量泵;定量泵通过油路管与三位四通电磁阀相连,三位四通阀通过油路管与千斤顶相连,千斤顶与三位四通电磁阀之间设置有泄压阀。
三位四通电磁阀与定量泵之间设置有溢流阀。
油路管上设置有回油张拉力表。
还包括变频器,变频器驱动变频电机。
千斤顶上设置有张拉力传感器和位移传感器,张拉力传感器和位移传感器分别将采集到的张拉力信号和位移信号传输到PLC控制器。
三位四通电磁阀的A口连接千斤顶的A腔,三位四通电磁阀的B口连接千斤顶的B腔,三位四通电磁阀的A口与千斤顶的A腔之间以及三位四通电磁阀的B口与千斤顶的B腔之间均连接张拉力传感器;泄压阀连接于三位四通电磁阀的A口与千斤顶的A腔之间。
上述预应力智能张拉设备用液压系统用同步张拉方法,依次包括如下步骤:
1)首先进行系统设置,设置的内容为:最大张拉力差值、最大张拉力偏差和最大位移偏差;
2)开始张拉,进入初应力张拉阶段,钢绞线未受力预紧,启动变频器,根据张拉速度PID调节法以调节主控出油量,从而使得各阶段张拉力与主控部分张拉力差值小于最大张拉力差值;同时采集各千斤顶的张拉力及位移信息,首先进行同步张拉力调节,从而使得各千斤顶位移差值小于最大位移偏差;
3)进入二倍初应力至终张结束阶段,进行同步位移调节,使得各千斤顶之间的张拉力差小于最大张拉力偏差;
4)终张保压完成,千斤顶缓慢泄压,锚固钢绞线,锚固完成后,千斤顶退顶;
5)结束张拉。
张拉速度PID调节法的步骤为:根据各阶段张拉力与主控部分张拉力差值进行PID调节,来调整变频器转速从而达到调整张拉速度的目的。
同步张拉力调节的步骤为:
首先通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,判断主控部分张拉力与从机部分张拉力是否超过控制精度,若超过,启动同步张拉力PID调节从机变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大的位移差值是否在设置的最大位移偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀的状态实现张拉力同步,若超出范围,暂停张拉,排除异常后恢复张拉。
同步位移调节的步骤为:
首先位移清零,通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,通过判断主控部分和从机部分千斤顶活塞绝对伸长量的差值是否超过控制精度,若超过,启动同步位移PID调节从机部分变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大张拉力差是否在最大张拉力偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀状态实现位移同步,若超过,暂停张拉,排除异常后可再次张拉。
通过以上技术方案,本发明的有益效果为:本发明所述的预应力智能张拉设备用液压系统可以实现桥梁的同时张拉,易于控制,结构简单,张拉精度高,适用性强。本发明所述的同步张拉方法可以实现两个千斤顶的同时张拉,提高了工作效率,通过通过调节变频器的转速及切换三位四通电磁阀的状态来控制张拉时位移和张拉力的同步,控制方式简单、控制精度高、适用性强。
附图说明
图1为所述液压系统结构示意图;
图2为所述同步张拉方法流程图。
具体实施方式
一种预应力智能张拉设备用液压系统,用于控制智能张拉设备的液压油,其中,所述液压系统包括第一单元、第二单元和千斤顶,第一单元和第二单元结构相同。
其中,第一单元和第二单元均包括:变频电机2、变频器3、定量泵1、三位四通电磁阀5、泄压阀6以及油路管;变频器3驱动变频电机2,变频器3驱动变频电机2为成熟的现有技术。变频电机2与定量泵1相连,变频电机2用于驱动定量泵1;定量泵1上连接有油路管。
变频电机2与定量泵1相连对定量泵1的工作进行控制,变频电机2驱动定量泵1为成熟的现有技术。
定量泵1与三位四通电磁阀5通过油路管相连,用于对三位四通电磁阀5进行的转换进行控制,同时在定量泵1和三位四通电磁阀5之间还连接有溢流阀4,用于溢流。
油路管上设置有回油张拉力表,用于对油路管的回油张拉力进行检测。
第一单元和第二单元用于控制千斤顶10,千斤顶10共两个,第一单元和第二单元分别控制一个。
第一单元和第二单元的油路管分别与各个千斤顶10连接。
千斤顶10上设置有张拉力传感器8和位移传感器9,张拉力传感器8和位移传感器9分别将采集到的张拉力信号和位移信号传输到PLC控制器。
第一单元和第二单元与千斤顶10的具体连接方法为:三位四通电磁阀5的A口连接千斤顶10的A腔,三位四通电磁阀5的B口连接千斤顶10的B腔,三位四通电磁阀5的A口与千斤顶10的A腔之间以及三位四通电磁阀5的B口与千斤顶10的B腔之间均连接张拉力传感器8;泄压阀6连接于三位四通电磁阀5的A口与千斤顶10的A腔之间。
其中变频器3、定量泵1、三位四通电磁阀5、泄压阀6以及油路块等组成主控部分,其余为从机部分。
本发明所述的预应力智能张拉设备用液压系统可以实现桥梁的同时张拉,易于控制,结构简单,张拉精度高,适用性强。
本发明还公开了一种上述预应力智能张拉设备用液压系统用同步张拉方法,所述方法依次包括如下步骤:
1)首先进行系统设置,设置的内容为:最大张拉力差值、最大张拉力偏差和最大位移偏差。通过设置对张拉进行限定。
2)开始张拉,进入初应力张拉阶段,钢绞线未受力预紧,启动变频器,根据张拉速度PID调节法以调节主控出油量,从而使得各阶段张拉力与主控部分张拉力差值小于最大张拉力差值。
进行张拉速度PID调节的意义:张拉过程中通过张拉速度PID实时调整变频器的转速,进而控制出油流量。假如在各阶段张拉力张拉过程中,一直以定速运行,速度太小张拉就会很慢;速度太大,在达到阶段力持荷过程中,三位四通电磁阀状态切换时就会造成补压压力过大,影响张拉精度。
在进行张拉速度PID调节法的同时采集各千斤顶的张拉力及位移信息,首先进行同步张拉力调节,从而使得各千斤顶位移差值小于最大位移偏差。
同步张拉力调节的步骤为:
首先通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,判断主控部分张拉力与从机部分张拉力是否超过控制精度,若超过,启动同步张拉力PID调节从机变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大的位移差值是否在设置的最大位移偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀的状态实现张拉力同步,若超出范围,暂停张拉,排除异常后恢复张拉。
3)进入二倍初应力至终张结束阶段,进行同步位移调节,使得各千斤顶之间的张拉力差小于最大张拉力偏差。
同步位移调节为根据各个千斤顶返回的位移信息与主控的位移差值进行同步位移PID调节,以调节从机变频器的转速,进而控制千斤顶出顶流量。
同步位移调节的步骤为:
首先位移清零,通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,通过判断主控部分和从机部分千斤顶活塞绝对伸长量的差值是否超过控制精度,若超过,启动同步位移PID调节从机部分变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大张拉力差是否在最大张拉力偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀状态实现位移同步,若超过,暂停张拉,排除异常后可再次张拉。
4)终张保压完成,千斤顶缓慢泄压,锚固钢绞线,锚固完成后,千斤顶退顶;
5)结束张拉。
本发明所述的同步张拉方法可以实现两个千斤顶的同时张拉,提高了工作效率,通过通过调节变频器的转速及切换三位四通电磁阀的状态来控制张拉时位移和张拉力的同步,控制方式简单、控制精度高、适用性强。
Claims (10)
1.一种预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:包括第一单元、第二单元和千斤顶,第一单元和第二单元结构相同,其中,第一单元和第二单元均包括:变频电机、定量泵、三位四通电磁阀、泄压阀以及油路管;变频电机与定量泵相连,变频电机用于驱动定量泵;定量泵通过油路管与三位四通电磁阀相连,三位四通阀通过油路管与千斤顶相连,千斤顶与三位四通电磁阀之间设置有泄压阀。
2.如权利要求1所述的预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:三位四通电磁阀与定量泵之间设置有溢流阀。
3.如权利要求2所述的预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:油路管上设置有回油张拉力表。
4.如权利要求3所述的预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:还包括变频器,变频器驱动变频电机。
5.如权利要求4所述的预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:千斤顶上设置有压力传感器和位移传感器,压力传感器和位移传感器分别将采集到的张拉力信号和位移信号传输到PLC控制器。
6.如权利要求5所述的预应力智能张拉设备用液压系统,其特征在于:三位四通电磁阀的A口连接千斤顶的A腔,三位四通电磁阀的B口连接千斤顶的B腔,三位四通电磁阀的A口与千斤顶的A腔之间以及三位四通电磁阀的B口与千斤顶的B腔之间均连接张拉力传感器;泄压阀连接于三位四通电磁阀的A口与千斤顶的A腔之间。
7.权利要求1所述的预应力智能张拉设备用液压系统用同步张拉方法,其特征在于:依次包括如下步骤:
1)首先进行系统设置,设置的内容为:最大张拉力差值、最大张拉力偏差和最大位移偏差;
2)开始张拉,进入初应力张拉阶段,钢绞线未受力预紧,启动变频器,根据张拉速度PID调节法以调节主控出油量,从而使得各阶段张拉力与主控部分张拉力差值小于最大张拉力差值;同时采集各千斤顶的张拉力及位移信息,首先进行同步张拉力调节,从而使得各千斤顶位移差值小于最大位移偏差;
3)进入二倍初应力至终张结束阶段,进行同步位移调节,使得各千斤顶之间的张拉力差小于最大张拉力偏差;
4)终张保压完成,千斤顶缓慢泄压,锚固钢绞线,锚固完成后,千斤顶退顶;
5)结束张拉。
8.如权利要求7所述的预应力智能张拉设备同步张拉方法,其特征在于:张拉速度PID调节法的步骤为:根据各阶段张拉力与主控部分张拉力差值进行PID调节,来调整变频器转速从而达到调整张拉速度的目的。
9.如权利要求1至8任意一项所述的预应力智能张拉设备同步张拉方法,其特征在于:同步张拉力调节的步骤为:
首先通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,判断主控部分张拉力与从机部分张拉力是否超过控制精度,若超过,启动同步张拉力PID调节从机变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大的位移差值是否在设置的最大位移偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀的状态实现张拉力同步,若超出范围,暂停张拉,排除异常后恢复张拉。
10.如权利要求9所述的预应力智能张拉设备同步张拉方法,其特征在于:同步位移调节的步骤为:
首先位移清零,通过各阶段张拉速度PID调节主控部分变频器的转速调整流量,通过判断主控部分和从机部分千斤顶活塞绝对伸长量的差值是否超过控制精度,若超过,启动同步位移PID调节从机部分变频器转速;
然后判断各个千斤顶的最大张拉力差是否在最大张拉力偏差之内,若在范围内,通过调整三位四通电磁阀状态实现位移同步,若超过,暂停张拉,排除异常后可再次张拉。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200505 |