液压顶升系统设计、故障原因及改进

液压顶升系统是整个施工平台的重要组成部分，其性能和性直接影响建筑施工进度和   性。特别是顶升液压缸，不仅提供平台顶升所需的位移和动力，   是连接平台和支承附墙体系的重要结构件。系统性方面的设计关系到液压顶升系统是否能按照指令   、   运行。提高液压顶升系统性的方法有以下几种。

1/选用高性元件在设计阶段进行元件选型时，应充分调研产品的应用情况并优化选型，   时进行性试验，选用高性、低故障率的元器件。

2)简化系统系统构成越复杂，包含元件越多，运行中出现故障的可能性越大，在满足功能和   性要求的前提下，减少不   的元器件使用，采用多个功能集成于一体元件取代多个离散的单一功能元件，如采用插装阀、叠加阀取代管式阀件。

3)冗余设计在简化系统原理、组成的前提下，对影响系统重要功能实现和   性的元件和子系统可进行冗余设计，提高性。实现冗余有2种方法：①元件冗余在系统中增加储备元件，当工作元件失效后储备元件立即投入工作；②功能冗余系统中有多个元件及机构的功能可同时实现同一个   效果，并且这些实现方式互为冗余。液压回路中，主要控制阀和液压缸实现元件冗余会增加系统的复杂性，而且经济性较差，因此在元件冗余方面，一般通过在泵站设计2组冗余的电动机泵组，提高动力源性，以及在平衡阀和液压缸进、出口之间增设高压截止阀来防止平衡阀失效后液压缸位移失控。功能冗余在液压顶升系统设计中体现在防止顶升液压缸同步位移超差和异常动作。在非顶升/提升工况以及系统骤然失电、失压情况下，平衡阀能锁定油缸位移。利用平衡阀机能，当平台顶升过程中液压缸位移误差超出允许范围时，可通过Y型中位比例方向阀置中、先导溢流阀卸荷、电动机泵组紧急停车3种方式实现系统卸压，仅须其中之一   动作即可锁定液压缸位移。

4)充裕   系数在系统的设计计算和元件选型时，考虑充足的   系数，使元、辅件承受的荷载、磨损低于正常水平，可以延长其寿命并降低故障率。对于液压泵、阀组、管路等元、辅件的选型，提高选型元、辅件的额定压力等级；对于液压缸的设计，考虑充足且经济的   系数，适当提高液压缸的承载力。

5)故障预防在系统中增加设备装置对故障诱导因素进行或减弱，同时检测系统运行状态，对已发故障和将发故障的特征进行识别预警。具体实施方式包括：采用   率冷却器、过滤器降低液压油温升和污染；实时监测液压系统总功率、油液温度、回路各处压力，并且设定相应阂值，当状态参数超过正常范围时，发出故障预警或警报。

典型故障原因及改进

1、液压阀卡阻

液压顶升系统回路中液压阀件种类及数量较多，就污染敏感度以及由于阀芯径向力不平衡导致的液压卡紧二者而言，滑阀形式的比例方向阀、换向阀、平衡阀、溢流阀先导级等相对于锥阀、球阀形式的溢流阀主阀芯、单向阀、截止阀等   容易发生卡阻。对于液压卡紧导致故障，可通过设计阶段元件选型充分调研和提高   系数来降低液压卡紧导致的卡阻故障率。

导致液压阀卡阻的液压油污染因素，可分为固体颗粒污染和液体污染。固体污染颗粒产生原因包括制造安装残留、管道剥落、液压油氧化分解生成、元件磨损产生磨屑、新油带入等。固体污染颗粒不仅会进入阀件密封间隙导致卡阻，还会破坏密封导致泄漏，催化油液氧化分解。液体污染主要是外界侵入系统的水，水掺入液压油导致润滑性能劣化，阀件相对于运动部件的表面摩擦阻力增大，导致阀件易卡阻。

液压油污染导致的液压阀卡阻已成为目前液压顶升系统   常见、危害   大的故障类型之一。比例换向阀卡阻会导致液压缸动作不受控，若同时溢流阀先导级也发生卡阻而电动机泵组不停车，则系统持续带载，导致电控系统的液压缸行程超差锁定功能介入失效，卡阻比例阀所控制的液压缸动作将持续失控直至电动机泵组停车。由此可见，控制油液清洁度对于液压顶升系统的   运行至关重要。

目前   常见的油液清洁方法是通过在液压泵的吸入口、比例方向阀的前端以及回油管路分别设置吸油过滤器、压力过滤器以及回油过滤器。为了防止吸入不足，吸油过滤器精度低于压力过滤器和回油过滤器。压力过滤器控制进入比例方向阀的油液清洁度，通常比例方向阀为液压回路中污染敏感度   高的元件，因此压力过滤器精度较高，并且应在溢流阀下游，不影响系统   。除了在工作回路设置过滤器外，还可增加独立滤油系统，由于滤油系统不承担负载压力，可提高过滤精度，对油箱内的油液进行精滤。

2、液压缸负载压力异常

液压顶升系统工作过程中各支点液压缸负载压力出现较大差别是正常现象，但是当某液压缸负载压力值上升或下降时，通常表明系统运行出现故障。液压缸工作压力急升的原因一般是该支点液压缸在顶升过程中遭遇阻碍，如挂架与墙体剐蹭、悬挑结构阻碍了平台及附属设施的上升路径等。位移测量误差也会导致液压缸负载异常，若某液压缸测量位移小于实际位移时，其行程会始终大于其他正常液压缸，承受较大的不平衡负载；反之，若某液压缸测量位移大于实际位移时，其负载压力降低。

因此，在顶升作业前，应   检查平台、挂架等上升路径上是否存在阻碍，定期检验和标定位移传感器，测量值准确。

3、防护问题导致故障

液压顶升系统大部分设备暴露在露天环境下的温湿度和降水冲淋中，并且施工平台施工现场汇集了起重作业、临时设施、人员活动、坠物、泥浆洒落、气体切割/焊接设备等不利因素，对液压顶升系统的防护造成困难。常见的由于防护不周导致的系统故障包括：电气绝缘条件破坏导致短路，外置电液元器件遭雨淋、坠物、泥浆损坏，管路、线缆受拉扯、挤压等。

在系统设计阶段就需要针对施工现场环境条件进行相应的防护性设计，如选用自身具有较高防护等级的元器件，仪器设备采用独立的供电回路和保险装置，采用隔离变压器、隔离直流电源，PLC光电隔离I/O端口，选用具有   耐冲击和耐热能力的室外管路、电缆等。设计无法满足防护要求时，应在现场提供额外防护，如增加设备防护罩等。