CN101750223A - 塔式起重机试验台 - Google Patents

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CN101750223A CN200810238525A CN200810238525A CN101750223A CN 101750223 A CN101750223 A CN 101750223A CN 200810238525 A CN200810238525 A CN 200810238525A CN 200810238525 A CN200810238525 A CN 200810238525A CN 101750223 A CN101750223 A CN 101750223A
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motor
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CN200810238525A
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Inventor
董明晓
脱建智
徐书娟
胡长涛
崔毅
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董明晓
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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
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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l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: [0004] 1.变幅机构的技术方案
[0005] 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。 [0006] 2.回转机构的技术方案
[0007] 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。 [0008] 3.起升机构的技术方案
[0009] 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 巻筒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。
3[0010] 4.底座的技术方案
[0011] 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l,底座 12采用铸铁圆盘,塔身1钢管与底座12圆盘焊接而成。 [0012] 5.运动控制系统技术方案
[0013] 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。
[0014] 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
[0015] 图1是塔式起重机试验台总图。
[0016] 图2是变幅机构技术方案示意图。
[0017] 图3是回转机构技术方案示意图。
[0018] 图4是起升机构技术方案示意图。
[0019] 图5是塔式起重机试验台运动控制系统示意图。
[0020] 图l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。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 图4起升机构技术方案示意图:26、巻筒,27、导向轮,28、滑轮组。
[0024] 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
[0025] 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驱动巻筒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 (2)

  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. 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。
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