液壓升降平臺設(shè)備組成及優(yōu)缺點

近幾年，以“水”為主要元素的演出越來越普遍，其中包括一些自然水域中的室外實景演出，甚至一些劇院、秀場等室內(nèi)表演場所也逐漸配置大型表演水池。通常，這些水秀舞臺配置有水中升降臺，能在演出過程中瞬間將水域變成干舞臺，滿足表演區(qū)域的“干”“濕”變化。

在水中使用升降臺，除了需要升降臺本身具備在水下正常運行的能力，還需要考慮設(shè)備防腐、設(shè)備對水體的污染、電氣安全、設(shè)備維護保養(yǎng)的便利等各種問題。因此，水中升降臺性能的好壞將直接影響到演出運

營。

水中升降臺按其升降方式可以分為三大類：液壓傳動、鋼絲繩牽引、升降柱頂升。這三類升降臺又根據(jù)使用要求演變出若干種不同的形式。筆者就液壓剪刀撐升降臺進行討論與研究，以供同業(yè)參考與借鑒。

（圖片源于網(wǎng)絡(luò)，非本文配圖）

液壓剪刀撐升降臺在水中的使用比較普遍。通常用于升降行程較小、升降速度要求不高的場合。使用案例：萬達漢秀劇場。

1 原理與設(shè)備組成

典型的液壓剪刀撐升降臺由臺面板、臺面鋼架、剪刀撐、液壓缸、液壓管路、液壓泵站等組成，如圖1所示。

圖1 液壓剪刀撐升降臺的結(jié)構(gòu)組成

1塊升降臺一般需要布置2組以上的剪刀撐，每組剪刀撐通常采用2個液壓缸。每組剪刀撐內(nèi)的2個油缸在運行時需同步，油缸內(nèi)自帶位置傳感器，通過控制系統(tǒng)控制其***動作保證兩個油缸的伸出距離一致。各組剪刀撐在安裝時其起始角應相同，否則，在運動過程中將導致剪刀撐的上支點位置不一，從而無法同時頂升升降臺面。液壓升降臺由于采用多個油缸推動、同步性要求高，設(shè)計和安裝時需特別注意。

1.1液壓泵站

液壓升降臺是由液壓泵站提供動力。液壓泵站在遠離水區(qū)的位置，通過供油管路為液壓缸提供動力。當升降臺需要使用時，將事先開啟液壓泵站的液壓泵。升降臺在使用過程中，即使升降臺不動作，液壓泵也將持續(xù)運轉(zhuǎn)。為使設(shè)備故障狀態(tài)下能回到起始狀態(tài)，通常還為液壓泵站配置手搖泵或小功率電力驅(qū)動液壓泵。

1.2液壓介質(zhì)

由于液壓系統(tǒng)不可避免地存在泄漏問題，為減少對水質(zhì)的污染，或?qū)ρ輪T身體的影響，其液壓介質(zhì)不能使用常規(guī)的液壓油，而是采用可降解的液壓油或純水。采用可降解液壓油的液壓系統(tǒng)與常規(guī)的油液壓系統(tǒng)相比較，除了介質(zhì)不同，并無明顯區(qū)別。目前，國內(nèi)外的水中升降臺大多采用這種形式，而采用純水液壓的液壓系統(tǒng)有較大區(qū)別。主要是由于水的黏度非常低，導致系統(tǒng)的壓力低、密封和潤滑性能差；另外，還存在氣蝕、水垢等現(xiàn)象，純水液壓系統(tǒng)的元器件也需要用不銹鋼制作。純水液壓驅(qū)動技術(shù)在**范圍仍是一種正在深入研究并不斷獲得發(fā)展的技術(shù)。設(shè)備主要依賴進口，投資大、運營費用高，后期的備品備件也要依賴國外，因而極少使用。

1.3剪刀撐

剪刀撐的使用可使升降臺僅需要較淺的機坑即可提供較大的行程。對單級或雙級剪刀撐而言，剪刀撐機構(gòu)也作為導向使用。但是隨著剪刀撐級數(shù)的增加，舞臺臺面晃動會有不同程度的增加，當對臺面晃動要求高的時候，則需要配置額外的導向來支持升降臺面的穩(wěn)定性。剪刀撐采用鋼結(jié)構(gòu)制作，外表面經(jīng)油漆處理。油漆的質(zhì)量要求較高，需滿足水下防銹的需求。剪刀撐的鉸接部位需要采取潤滑措施，并在外側(cè)做有效密封，以便延長潤滑油被水稀釋的時間。

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1.4液壓缸

液壓缸采用不銹鋼制作，內(nèi)部需帶有位置傳感器。由于需要多缸同步，液壓缸的制作精度要求較高。

1.5運行速度檢測和控制

采用液壓剪刀撐的升降臺并不直接檢測其運行速度，而是通過讀取液壓缸內(nèi)部的位置傳感器數(shù)據(jù)，通過軟件計算出升降臺的運行速度。升降臺的升降速度與液壓缸的速度也不成線性比例關(guān)系。經(jīng)計算的升降臺速度將反饋給液壓控制系統(tǒng)，并通過調(diào)整液壓缸供油管路的流量來實現(xiàn)速度的控制。

1.6位置檢測

液壓升降臺的位置一般可以由液壓缸內(nèi)部的位置傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)計算獲得。但為了獲得升降臺面的準確位置，則需要單獨設(shè)置一套拉線編碼器。編碼器可安裝在水中，采用IP68防護等級，能長時間浸水使用；也可以采用防護等級較低的編碼器，安裝在水池附近的干區(qū)，通過鋼絲繩引入水中，與升降臺臺面連接。

1.7鎖定機構(gòu)

為了增加臺面在特定位置的穩(wěn)定性，并使其能承受更大的載荷，可在一些特定位置設(shè)置鎖定機構(gòu)。鎖定機構(gòu)的設(shè)置還可以消除因液壓系統(tǒng)內(nèi)泄引起的臺面下沉。鎖定機構(gòu)采用液壓驅(qū)動，其動力源來自于升降臺的液壓系統(tǒng)。

1.8電氣隔離

當水中有演員表演時，為了避免因設(shè)備漏電造成演員觸電的風險，需考慮水下電氣安全，通常的做法是采用電氣隔離和等電位聯(lián)結(jié)等。電氣隔離即強電部件安裝在遠離水域的位置，進入水體的管路用非金屬材料，確保水池內(nèi)外的金屬構(gòu)件不進行物理連接。對于液壓管路而言，需將進入水體前的某一段管路采用非金屬材料。

2 液壓剪刀撐升降臺的優(yōu)缺點

2.1優(yōu)點

技術(shù)成熟可靠，故障率低，在國內(nèi)外有較多使用案例；

承載能力大；

對土建的要求簡單，除了機坑底部的預埋受力要求，無其他土建需求；

電氣隔離措施簡單。

2.2缺點

多缸同步控制難度大；

速度的精準控制難度大；

維護難度大；

存在漏油的風險，易污染水質(zhì)。