CN101750223A

CN101750223A - 塔式起重机试验台

Info

Publication number: CN101750223A
Application number: CN200810238525A
Authority: CN
Inventors: 董明晓; 脱建智; 徐书娟; 胡长涛; 崔毅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-06-23

Abstract

本发明是塔式起重机试验台，属于起重运输机械技术领域。本发明设计了塔式起重机试验台的变幅机构、回转机构、起升机构和运动控制系统。变幅机构采用运行小车式变幅机构，传动方案采用同步带传动；回转机构由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成，回转支撑装置采用了转柱式机构。起升运动是通过滑轮组来实现的。运动控制系统是由一台PC机控制两套伺服系统和一套步进电机驱动系统，分别驱动变幅机构、回转机构和起升机构运行。本发明为研究塔式起重机的动力学特性提供了可靠的试验数据，对实现塔式起重机自动化，降低事故率，提高工作效率、安全性、可靠性有着重要的理论意义和实用价值。

Description

塔式起重机试验台

技术领域

本发明设计了塔式起重机试验台。为研究塔式起重机动力学特性提供试验设备，探索消除起重机载荷摆动，实现塔式起重机自动化的关键技术。属于起重运输机械技术领域。

背景技术

塔式起重机大量用于建筑业，但目前是以人工操作为主，自动化程度低，而且故障率高。为了从根本上解决这些技术问题，本发明设计塔式起重机试验台，用于研究塔式起重机动力学特性和控制策略的有效性，实现塔式起重机自动化，提高起重机的安全性、稳定性、可靠性。

发明内容

本发明的内容是按照QTZ-135塔式起重机，以1∶30的比例设计塔式起重机试验台，如图1所示。设计了试验台的变幅机构6、回转机构11、起升机构9和运动控制系统。本发明通过如下技术方案实现：

1.变幅机构的技术方案

变幅机构是改变工作幅度的机构，用来扩大起重机的工作范围，提高生产率。本试验台的变幅机构是采用运行小车式变幅机构，传动方案采用同步带传动。变幅机构传动方案如图2所示。由变幅机构电动机5通过变幅机构联轴器15带动主动轴13旋转，主动轴13与同步带主动轮14之间采用键和螺钉连接，从而带动同步带主动轮14和同步带从动轮19转动，小车17固定在同步带16上，随同步带16沿着导轨18移动，从而实现变幅运动。小车式变幅机构的特点是运动平稳，易于就位，效率高，变幅范围大。

2.回转机构的技术方案

回转机构是由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成，回转支承装置采用转柱式支撑。回转机构的传动方案如图3所示。回转机构电动机4的外壳固定于电动机支撑座23上，电动机4的输出轴通过回转机构联轴器22与回转轴20相联接，回转轴20通过螺钉固定在塔身1上，电动机支撑座23固定在起重臂7上，与起重臂7同步回转，由深沟球轴承24和推力轴承25支撑着平衡臂2、起重臂7、配重3以及回转运动电动机4的外壳回转，而回转电动机轴20与塔身1固定不动，从而实现回转运动。转柱式回转支承装置结构紧凑、摩擦小、制造方便。

3.起升机构的技术方案

要实现重物升降运动就必须有起升机构。起升机构运动方案如图4所示。本发明的提升机构采用导向轮27、定滑轮和动滑轮组成滑轮组28的运动方案，起升电动机10驱动卷筒26转动，通过滑轮组29提升载荷。采用滑轮组吊钩的优点是便于增大倍率，降低起升钢丝绳的内力；通过增大倍率，可在不加大起升电动机功率的情况下提高起重量；通过变换倍率，可得到多种起升速度。

4.底座的技术方案

塔式起重机试验台的底座是整个试验台的支撑部分，本发明采用钢管塔身1，底座12采用铸铁圆盘，塔身1钢管与底座12圆盘焊接而成。

5.运动控制系统技术方案

塔式起重机试验台的运动控制系统由一台PC机29控制两套伺服系统和一套步进电机驱动系统，分别驱动变幅机构6、回转机构11和起升机构9运行。伺服系统由运动控制器33、伺服驱动器32、伺服电动机4、5组成，驱动器采用日本松下MSDA043A1A伺服驱动器32，电动机采用日本松下小惯量MSMA022A1C伺服电动机4、5，11线2500P/r增量式光电编码器装在伺服电机轴上30、31，测量电机的转角和转速。

本发明可为研究塔式起重机的动力学特性提供可靠的试验数据，对实现塔式起重机自动化，降低故障率，提高工作效率、安全性、可靠性有着重要的意义和价值。

附图说明

图1是塔式起重机试验台总图。

图2是变幅机构技术方案示意图。

图3是回转机构技术方案示意图。

图4是起升机构技术方案示意图。

图5是塔式起重机试验台运动控制系统示意图。

图1塔式起重机试验台总图：1、塔身，2、平衡臂，3、配重，4、回转运动电动机，5、变幅运动电动机，6、变幅机构，7、起重臂，8、摄像头，9、起升机构，10、起升运动电动机，11、回转机构，12、底座。

图2变幅机构技术方案示意图：13、变幅机构主动轴，14、同步带主动轮，15、变幅机构联轴器，16、同步带，17、小车，18、导轨，19、同步带从动轮。

图3回转机构技术方案示意图：20、回转轴，21、套筒，22、回转机构联轴器，23、电动机支撑座，24、深沟球轴承，25、推力轴承。

图4起升机构技术方案示意图：26、卷筒，27、导向轮，28、滑轮组。

图5运动控制系统示意图：29、PC机，30、回转电动机编码器，31、变幅电动机编码器，32、伺服电动机驱动器，33、运动控制器，34、步进电动机驱动器。

具体实施方式

变幅运动电动机5通过变幅机构联轴器15驱动主动轴13旋转，主动轴13通过主动轮14及同步带16驱动从动轮19转动，小车17随同步带16沿着导轨18移动，从而实现变幅运动。回转运动电动机4通过回转机构联轴器22驱动回转轴20转动，回转轴20通过螺钉固定在塔身1上，由于回转电动机4的外壳21通过电动机支撑座23固定在起重臂7上，与起重臂7同步回转，而回转电动机轴20与塔身1固定不动，从而实现回转运动。起升运动电动机10驱动卷筒26转动，通过滑轮组28升降载荷。CCD摄像头8实时测量载荷的摆动，基于时滞控制策略，有效消除载荷摆动，实现载荷的精确定位。本发明的试验台模拟塔式起重机的三大机构的运动和载荷摆动，为研究塔式起重机的动力学特性提供了可靠的试验数据。

Claims

1.塔式起重机试验台由变幅机构、回转机构、起升机构和运动控制系统组成。变幅机构采用运行小车式变幅机构，传动方案采用同步带传动。由变幅运动电动机通过联轴器带动主动轴旋转，主动轴与同步带轮之间采用键和螺钉连接，从而带动同步带轮转动，小车固定在同步带上，随同步带沿着导轨运动。回转机构是由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成，回转支承装置采用了转柱式回转机构，回转运动电动机的输出轴通过联轴器与回转轴相连接，回转轴通过螺钉固定在塔身上，电动机外壳固定在起重臂上，与起重臂同步回转，而回转电动机轴与塔身固定不动，从而实现回转运动。起升机构采用了定滑轮和动滑轮组成的滑轮组传动方案。

2.根据权利要求书1所述的塔式起重机试验台，其特征在于：变幅机构采用运行小车式变幅机构，传动方案采用同步带传动；回转支承装置采用了转柱式回转机构，且电动机外壳固定在起重臂上，与起重臂同步回转，而回转电动机轴与塔身固定不动，从而实现回转运动；起升机构采用了定滑轮和动滑轮组成的滑轮组传动方案。