1.一种超深立井提升机钢丝绳张力平衡系统,其特征在于,包括伺服液压缸(3)、提升容器(6)、油箱(7)、变量柱塞泵(12)、两位三通电磁换向阀(16)、比例方向阀(17)、两位两通电磁换向阀(19)、张力主被动调节切换控制器;伺服液压缸(3)上部安装有天轮,伺服液压缸(3)能够将天轮升起或者降下;所述伺服液压缸(3)的数量与立井中的钢丝绳数量相等,比例方向阀(17)的数量与伺服液压缸的数量相等;所述张力平衡系统的工作状态包括主动调节和被动调节状态,张力主被动调节切换控制器用于控制该系统在两个状态之间无缝切换,所述主动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)得电,连通变量柱塞泵(12)与伺服液压缸(3)之间的供油油路,变量柱塞泵(12)将油箱中的液压油通过两位三通电磁换向阀(16)泵入各伺服液压缸(3)对应的比例方向阀(17)后,(a)经过比例方向阀(17)进入所受拉力较小的钢丝绳所对应的伺服液压缸(3)的下腔,其上腔的液压油经比例方向阀(17)流入油箱,实现该伺服液压缸的上升;(b)泵入比例方向阀(17)的液压油还进入所受拉力较大的钢丝绳所对应的伺服液压缸(3)的上腔,其下腔的液压油经比例方向阀(17)流入油箱,实现该伺服液压缸的下降;上述(a)、(b)过程交替、单独或同时进行,直到实时监测到各个钢丝绳的拉力相等为止;所述被动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)失电,切断变量柱塞泵(12)对伺服液压缸(3)的供油通路,两位两通电磁换向阀(19)得电,连通各个伺服液压缸(3)的下腔油路,各个伺服液压缸(3)的上腔液压油经其对应的比例方向阀(17)通往油箱,连通的液压缸下腔所受的油压相等,从而天轮所受钢丝绳的压力相等,进而钢丝绳所受拉力也相等。
2.根据权利要求1所述的超深立井提升机钢丝绳张力平衡系统,其特征在于,包括两个伺服液压缸(3a、3b);其主动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)得电,连通了变量柱塞泵(12)与伺服液压缸(3)之间的供油油路,两位两通电磁换向阀(19)失电,切断了伺服液压缸(3a、3b)的下腔连通油路,此时没有液压油流经两位两通电磁换向阀(19),由变量柱塞泵(12)泵出的液压油流经两位三通电磁换向阀(16)、比例方向阀(17a、17b)分别进入伺服液压缸(3a、3b)的油腔,通过比例方向阀(17a、17b)所处工作阀位的不同实现对应伺服液压缸(3a、3b)上升与下降的控制;当与伺服液压缸(3a)对应的钢丝绳所受拉力小于与伺服液压缸(3b)对应的钢丝绳所受的拉力时,电磁铁(G1)得电,比例方向阀(17a)右位工作,由变量柱塞泵(12)泵出的液压油流经两位三通电磁换向阀(16)、比例方向阀(17a)进入伺服液压缸(3a)的下腔,伺服液压缸(3a)上腔的液压油经比例方向阀(17a)流回油箱,实现伺服液压缸(3a)的上升,与之对应的天轮被升起,相应的钢丝绳张力增大,直到实时监测的两根钢丝绳拉力相等为止;反之,当与伺服液压缸(3a)对应的钢丝绳所受拉力大于与伺服液压缸(3b)对应的钢丝绳所受的拉力时,电磁铁(G2)得电时,伺服液压缸(3a)下降,与之对应的天轮被降下,相应的钢丝绳张力减小,直到实时监测的两根钢丝绳拉力相等为止;伺服液压缸(3b)的调节与伺服液压缸(3a)的调节原理相同;
所述被动调节为:两位三通电磁换向阀(16)失电,则切断了变量柱塞泵(12)对伺服液压缸(3)的供油通路,两位两通电磁换向阀(19)得电,则伺服液压缸(3a、3b)的下腔油路连通,电磁铁(G1、G3)得电,比例方向阀(17a、17b)左位工作,则伺服液压缸(3a、3b)的下腔液压油经两截止阀与两位两通电磁换向阀(19)油路连通,上腔液压油经比例方向阀(17a、17b)左位通往油箱,连通的液压缸下腔所受的油压相等,从而天轮所受钢丝绳的压力相等,进而钢丝绳所受拉力也相等。
3.根据权利要求1所述的超深立井提升机钢丝绳张力平衡系统,其特征在于,所述的主、被动调节对应的工况:主动调节在提升容器匀速运动时进行,或当被动调节的行程不够以及在其极限位置发生了卡缸现象时,通过张力主被动调节切换控制器进行主、被动调节的切换;被动调节则主要是在提升容器非匀速过程中,或主动调节时系统出现不稳定,控制算法失效的工况下进行调节。
4.基于权利要求1所述超深立井提升机钢丝绳张力平衡系统的张力平衡方法,其特征在于,包括主动调节和被动调节状态,并能够在两个状态之间无缝切换,所述主动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)得电,连通变量柱塞泵(12)与伺服液压缸(3)之间的供油油路,变量柱塞泵(12)将油箱中的液压油通过两位三通电磁换向阀(16)泵入各伺服液压缸(3)对应的比例方向阀(17)后,(a)经过比例方向阀(17)进入所受拉力较小的钢丝绳所对应的伺服液压缸(3)的下腔,其上腔的液压油经比例方向阀(17)流入油箱,实现该伺服液压缸的上升;(b)泵入比例方向阀(17)的液压油还进入所受拉力较大的钢丝绳所对应的伺服液压缸(3)的上腔,其下腔的液压油经比例方向阀(17)流入油箱,实现该伺服液压缸的下降;上述(a)、(b)过程交替、单独或同时进行,直到实时监测到各个钢丝绳的拉力相等为止;所述被动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)失电,切断变量柱塞泵(12)对伺服液压缸(3)的供油通路,两位两通电磁换向阀(19)得电,连通各个伺服液压缸(3)的下腔油路,各个伺服液压缸(3)的上腔液压油经其对应的比例方向阀(17)通往油箱,连通的液压缸下腔所受的油压相等,从而天轮所受钢丝绳的压力相等,进而钢丝绳所受拉力也相等。
5.基于权利要求2所述的超深立井提升机钢丝绳张力平衡系统的张力平衡方法,其特征在于,其主动调节状态为:两位三通电磁换向阀(16)得电,连通了变量柱塞泵(12)与伺服液压缸(3)之间的供油油路,两位两通电磁换向阀(19)失电,切断了伺服液压缸(3a、3b)的下腔连通油路,此时没有液压油流经两位两通电磁换向阀(19),由变量柱塞泵(12)泵出的液压油流经两位三通电磁换向阀(16)、比例方向阀(17a、17b)分别进入伺服液压缸(3a、
3b)的油腔,通过比例方向阀(17a、17b)所处工作阀位的不同实现对应伺服液压缸(3a、3b)上升与下降的控制;当与伺服液压缸(3a)对应的钢丝绳所受拉力小于与伺服液压缸(3b)对应的钢丝绳所受的拉力时,电磁铁(G1)得电,比例方向阀(17a)右位工作,由变量柱塞泵(12)泵出的液压油流经两位三通电磁换向阀(16)、比例方向阀(17a)进入伺服液压缸(3a)的下腔,伺服液压缸(3a)上腔的液压油经比例方向阀(17a)流回油箱,实现伺服液压缸(3a)的上升,与之对应的天轮被升起,相应的钢丝绳张力增大,直到实时监测的两根钢丝绳拉力相等为止;反之,当与伺服液压缸(3a)对应的钢丝绳所受拉力大于与伺服液压缸(3b)对应的钢丝绳所受的拉力时,电磁铁(G2)得电时,伺服液压缸(3a)下降,与之对应的天轮被降下,相应的钢丝绳张力减小,直到实时监测的两根钢丝绳拉力相等为止;伺服液压缸(3b)的调节与伺服液压缸(3a)的调节原理相同;
所述被动调节为:两位三通电磁换向阀(16)失电,则切断了变量柱塞泵(12)对伺服液压缸(3)的供油通路,两位两通电磁换向阀(19)得电,则伺服液压缸(3a、3b)的下腔油路连通,电磁铁(G1、G3)得电,比例方向阀(17a、17b)左位工作,则伺服液压缸(3a、3b)的下腔液压油经两截止阀与两位两通电磁换向阀(19)油路连通,上腔液压油经比例方向阀(17a、17b)左位通往油箱,连通的液压缸下腔所受的油压相等,从而天轮所受钢丝绳的压力相等,进而钢丝绳所受拉力也相等。
6.根据权利要求4或5所述的张力平衡方法,其特征在于,所述的主、被动调节对应的工况:主动调节在提升容器匀速运动时进行,或当被动调节的行程不够以及在其极限位置发生了卡缸现象时,进行主、被动调节的切换;被动调节则主要是在提升容器非匀速过程中,或主动调节时系统出现不稳定,控制算法失效的工况下进行调节。