液壓升降平臺設備組成及優(yōu)缺點(diǎn)

近幾年，以“水”為主要元素的演出越來(lái)越普遍，其中包括一些自然水域中的室外實(shí)景演出，甚至一些劇院、秀場(chǎng)等室內表演場(chǎng)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(guò)程中瞬間將水域變成干舞臺，滿(mǎn)足表演區域的“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，還需要考慮設備防腐、設備對水體的污染、電氣安全、設備維護保養的便利等各種問(wèn)題。因此，水中升降臺性能的好壞將直接影響到演出運

營(yíng)。

水中升降臺按其升降方式可以分為三大類(lèi)：液壓傳動(dòng)、鋼絲繩牽引、升降柱頂升。這三類(lèi)升降臺又根據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(jìn)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(chǎng)合。使用案例：萬(wàn)達漢秀劇場(chǎng)。

1 原理與設備組成

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構組成

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(gè)液壓缸。每組剪刀撐內的2個(gè)油缸在運行時(shí)需同步，油缸內自帶位置傳感器，通過(guò)控制系統控制其***動(dòng)作保證兩個(gè)油缸的伸出距離一致。各組剪刀撐在安裝時(shí)其起始角應相同，否則，在運動(dòng)過(guò)程中將導致剪刀撐的上支點(diǎn)位置不一，從而無(wú)法同時(shí)頂升升降臺面。液壓升降臺由于采用多個(gè)油缸推動(dòng)、同步性要求高，設計和安裝時(shí)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(dòng)力。液壓泵站在遠離水區的位置，通過(guò)供油管路為液壓缸提供動(dòng)力。當升降臺需要使用時(shí)，將事先開(kāi)啟液壓泵站的液壓泵。升降臺在使用過(guò)程中，即使升降臺不動(dòng)作，液壓泵也將持續運轉。為使設備故障狀態(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動(dòng)液壓泵。

1.2液壓介質(zhì)

由于液壓系統不可避免地存在泄漏問(wèn)題，為減少對水質(zhì)的污染，或對演員身體的影響，其液壓介質(zhì)不能使用常規的液壓油，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與常規的油液壓系統相比較，除了介質(zhì)不同，并無(wú)明顯區別。目前，國內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有較大區別。主要是由于水的黏度非常低，導致系統的壓力低、密封和潤滑性能差；另外，還存在氣蝕、水垢等現象，純水液壓系統的元器件也需要用不銹鋼制作。純水液壓驅動(dòng)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)。設備主要依賴(lài)進(jìn)口，投資大、運營(yíng)費用高，后期的備品備件也要依賴(lài)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，剪刀撐機構也作為導向使用。但是隨著(zhù)剪刀撐級數的增加，舞臺臺面晃動(dòng)會(huì )有不同程度的增加，當對臺面晃動(dòng)要求高的時(shí)候，則需要配置額外的導向來(lái)支持升降臺面的穩定性。剪刀撐采用鋼結構制作，外表面經(jīng)油漆處理。油漆的質(zhì)量要求較高，需滿(mǎn)足水下防銹的需求。剪刀撐的鉸接部位需要采取潤滑措施，并在外側做有效密封，以便延長(cháng)潤滑油被水稀釋的時(shí)間。

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1.4液壓缸

液壓缸采用不銹鋼制作，內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(guò)讀取液壓缸內部的位置傳感器數據，通過(guò)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(xiàn)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，并通過(guò)調整液壓缸供油管路的流量來(lái)實(shí)現速度的控制。

1.6位置檢測

液壓升降臺的位置一般可以由液壓缸內部的位置傳感器數據經(jīng)計算獲得。但為了獲得升降臺面的準確位置，則需要單獨設置一套拉線(xiàn)編碼器。編碼器可安裝在水中，采用IP68防護等級，能長(cháng)時(shí)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，通過(guò)鋼絲繩引入水中，與升降臺臺面連接。

1.7鎖定機構

為了增加臺面在特定位置的穩定性，并使其能承受更大的載荷，可在一些特定位置設置鎖定機構。鎖定機構的設置還可以消除因液壓系統內泄引起的臺面下沉。鎖定機構采用液壓驅動(dòng)，其動(dòng)力源來(lái)自于升降臺的液壓系統。

1.8電氣隔離

當水中有演員表演時(shí)，為了避免因設備漏電造成演員觸電的風(fēng)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)結等。電氣隔離即強電部件安裝在遠離水域的位置，進(jìn)入水體的管路用非金屬材料，確保水池內外的金屬構件不進(jìn)行物理連接。對于液壓管路而言，需將進(jìn)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(diǎn)

2.1優(yōu)點(diǎn)

技術(shù)成熟可靠，故障率低，在國內外有較多使用案例；

承載能力大；

對土建的要求簡(jiǎn)單，除了機坑底部的預埋受力要求，無(wú)其他土建需求；

電氣隔離措施簡(jiǎn)單。

2.2缺點(diǎn)

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(fēng)險，易污染水質(zhì)。