CN102556880B - 一种起重机运行机构制动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种起重机运行机构制动系统，制动系统由一个工作制动系统和一个安全制动系统组成，工作制动系统的工作制动器的电机由变频器驱动，变频器的速度给定由带电位器的脚踏开关提供，工作制动器采用常开制动器，正常工作工况下通过脚踏开关控制制动力矩；安全制动系统的安全制动器由接触器控制，接触器的断合由运行机构手柄、急停开关和电源控制，安全制动器采用常闭制动器，正常工况下与运行机构手柄互锁，在停车、运行机构意外失电、急停等工况下自动闭合；本发明的有益效果是：运行机构制动力矩可控、操作方便、灵活，避免了制动过猛，可快速停车、快速对位；大大提高了起重机运行机构的安全可靠性。

Description

一种起重机运行机构制动系统及其控制方法

技术领域

本发明属于起重机技术领域，具体涉及起重机运行机构的制动系统。

背景技术

传统的起重机运行机构的制动系统，是一台电动机对应一台制动器，制动器设置位置比较灵活，有的设置于电动机与减速器之间的浮动轴或全齿联轴器靠近减速器的一端；有的设置于电动机尾部。传统的制动系统，制动器工作状态与起重机运行手柄联锁，正常工况下，运行手柄离开零位时制动器完全打开；手柄回零后，制动器立即制动。传统制动系统的不足是：制动器正常工作时，能够保证运行机构的安全，但操作不方便，对位困难，多次点动也不能快速有效地完成对位工作。

为解决对位困难的问题，有将制动器调松的做法，甚至将制动器完全打开，使制动器基本失效。靠打反车达到停车、对位的目的。但该做法不符合起重机设计对操作的要求，易于造成机构损伤；且存在较大的安全隐患，如当起重机失电时，会造成起重机自由滑行，恶劣时可能酿成事故。

发明内容

本发明的目的是克服传统制动系统的不足，提供一种即满足设计规范和安全规程的要求，又操作方便，能够实现快速停车、快速对位功能的制动系统。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种起重机运行机构制动系统，包括制动器和控制元件，制动器是电力液压制动器，电力液压制动器包括采用电机驱动的液压推杆、制动闸瓦和制动构件，制动器置于运行机构高速轴上，其特征在于所述制动系统由一个工作制动系统和一个安全制动系统组成；所述工作制动系统的制动器是工作制动器，所述工作制动系统的控制元件是工作制动器控制元件，所述工作制动器控制元件包括带电位器的脚踏开关和变频器，所述工作制动器的电机与变频器输出主回路连接，变频器的控制I/O点与带电位器的脚踏开关连接，即工作制动器的电机由变频器驱动，变频器的速度给定由带电位器的脚踏开关提供；工作制动器采用常开式制动器，起重机运行机构正常工作工况下通过脚踏开关控制工作制动器的制动力矩；所述安全制动系统的制动器是安全制动器，所述安全制动系统的控制元件是安全制动器控制元件，所述安全制动器控制元件包括接触器、急停开关和起重机运行机构手柄，安全制动器的电机与接触器主触点连接，接触器线圈与急停开关连接，即接触器线圈由急停开关控制，安全制动器采用常闭制动器，在停车、运行机构意外失电、急停工况下自动闭合，安全制动器正常工况下与运行机构手柄互锁，即起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器立即打开；起重机运行机构手柄回零位t1分钟后安全制动器闭合，t1的调整范围为t1∈[0,∞）。

本发明所述一种起重机运行机构制动系统，其特征在于所述制动器为块式制动器或者盘式制动器。

本发明所述一种起重机运行机构制动系统，其特征在于所述带电位器的脚踏开关和急停开关置于起重机驾驶室内。

本发明所述一种起重机运行机构制动系统的控制方法，包括工作制动系统控制和安全制动系统控制，其特征在于所述工作制动系统控制包括：运行机构得电正常运行，工作制动器处于打开状态，当需要制动停车或对位时，踩踏带电位器的脚踏开关，控制工作制动器抱闸制动，工作制动器的制动快慢和制动力矩的大小与带电位器的脚踏开关被踩下的位置相关，带电位器的脚踏开关被踩下的位置越深，工作制动器制动越快，制动力矩越大；带电位器的脚踏开关被踩下的位置越浅，工作制动器制动越慢，制动力矩越小，根据需要控制带电位器的脚踏开关踩下的深度，带电位器的脚踏开关回复原位，工作制动器回复打开状态；所述安全制动系统控制包括：急停、起重机运行机构意外失电非正常工况时，安全制动器立即自动闭合，起重机运行机构得电开始运行前，即起重机运行机构手柄处于零位时，安全制动器处于闭合状态，起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器立即打开；起重机运行机构手柄回零t1分钟后，安全制动器回复闭合状态，t1可调，调整范围为t1∈[0,∞）；起重机运行机构运行状态下出现危险情况时，拍按急停开关，安全制动器立即抱闸制动。

工作制动系统的制动过程是：工作制动器是常开式电力液压制动器，工作制动器的制动速度和制动力矩与带电位器的带电位器的脚踏开关的位置互锁，带电位器的脚踏开关的操作位置改变，电位器的电阻值随着改变，电位器作为变频器的给定，电位器电阻值的改变使变频器的频率发生改变，从而使工作制动器的电机速度改变，以不同速度运行的电机驱动工作制动器液压推杆的速度不同、推力不同，使液压推杆在不同的状态工作，控制制动力矩的大小。

安全制动系统的制动过程是：安全制动器是常闭式电力液压制动器，起重机失电(意外失电及正常停机)或待机时间较长时，工作制动器处于失效状态，安全制动器在弹簧作用下自动抱闸，起到保障起重机安全的作用；起重机运行状态时，在运行机构手柄离开零位后，接触器接通，电机驱动液压推杆动作使安全制动器立即打开，在运行机构手柄回零t1分钟后，接触器断开，安全制动器在弹簧作用下抱闸制动，在运行机构运行状态下遇有危险情况时，拍按急停开关，使接触器断开，安全制动器立即抱闸制动，起到保障起重机安全的作用。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、由于工作制动系统和安全制动系统各自独立运行，具有不同的系统功能，消除了传统制动系统的不足，使运行机构操作方便、灵活，具备快速停车、快速对位的能力；

2、避免了设备运行时完全打开制动器的现象，运行机构运行满足起重机械安全规程的要求；

3、通过脚踏开关控制工作制动器，通过变频控制技术实现制动力矩控制，避免了制动过猛，且操作灵活、方便；

4、在正常工况与异常工况下，运行机构均具备可靠的制动能力，不会出现自由滑行现象，大大提高了起重机运行机构的安全可靠性。

附图说明

本发明有附图七幅，其中

图1传统的制动器置于电动机与减速器之间的示意图，

图2传统的制动器置于电动机尾部的示意图，

图3为本发明的制动系统布局一示意图，

图4为本发明的制动系统布局二示意图，

图5为本发明的制动系统布局三示意图，

图6为本发明的制动系统构成示意图，

图7为本发明的制动系统控制流程示意图，

附图中:1、车轮组  2、浮动轴I  3、半齿联轴器I  4、减速器5、制动器  6、半齿联轴器II  7、浮动轴II  8、半齿联轴器III9、电动机  10、全齿联轴器  11、工作制动器  11.1、工作制动器液压推杆  12、安全制动器  12.1、安全制动器液压推杆  13、带电位器的脚踏开关  14、变频器  15、急停开关  16、接触器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

制动系统由一个工作制动系统和一个安全制动系统组成，工作制动系统包括工作制动器11、带电位器的脚踏开关13和变频器14，工作制动器11是电力液压制动器，电力液压制动器包括采用电机驱动的液压推杆11.1、制动闸瓦和制动构件，工作制动器11置于起重机运行机构高速轴上，工作制动器的电机与变频器14电连接，变频器14与带电位器的脚踏开关13电连接，带电位器的脚踏开关13与电源连接，即工作制动器的电机由变频器14驱动，变频器的速度给定由带电位器的脚踏开关提供；工作制动器11为常开制动器，正常工作工况下处于打开状态；安全制动系统包括安全制动器12、接触器16急停开关15和运行机构手柄，安全制动器12是电力液压制动器，电力液压制动器包括采用电机驱动的液压推杆、制动闸瓦和制动构件，安全制动器12置于起重机运行机构高速轴上，安全制动器12的电机与接触器16电连接，接触器16与急停开关15电连接，接触器16与电源连接，安全制动器12为常闭制动器，在起重机运行机构失电工况下处于闭合状态，安全制动器12与起重机运行机构手柄互锁，即起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器12立即打开；起重机运行机构手柄回零位t1分钟后安全制动器12闭合，t1的调整范围为t1∈[0,∞）。带电位器的脚踏开关13和急停开关15置于起重机驾驶室内。

起重机运行机构制动系统的控制方法，工作制动系统控制包括：起重机运行机构得电正常运行，工作制动器11处于常开状态，当需要制动停车、对位时，踩踏带电位器的脚踏开关，控制工作制动器11抱闸制动，工作制动器11的制动快慢和制动力矩的大小与带电位器的脚踏开关13被踩下的位置相关，带电位器的脚踏开关13被踩下的位置越深，工作制动器11制动越快，制动力矩越大；带电位器的脚踏开关13被踩下的位置越浅，工作制动器11制动越慢，制动力矩越小，根据需要控制带电位器的脚踏开关13踩下的深度，带电位器的脚踏开关13回复原位，工作制动器11回复常开状态；

安全制动系统控制包括：起重机运行机构失电时，安全制动器12处于常闭状态，起重机运行机构得电开始运行前，即起重机运行机构手柄处于零位时，安全制动器12处于闭合状态，起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器12立即打开；起重机运行机构手柄回零t1分钟后，安全制动器12回复闭合状态，t1可调，调整范围为t1∈[0,∞）；起重机运行机构运行状态下出现危险情况时，拍按急停开关15，安全制动器12立即抱闸制动。

工作制动系统的制动过程是：工作制动器11是常开式电力液压制动器，工作制动器11的制动速度和制动力矩与带电位器的脚踏开关13的位置互锁，带电位器的脚踏开关13的操作位置改变，电位器的电阻值随着改变，电位器作为变频器14的给定，电位器电阻值的改变使变频器14的频率发生改变，从而工作使制动器11的变频电机速度改变，以不同速度运行的电机，驱动工作制动器液压推杆的速度不同，使液压推杆在不同的状态工作，控制制动力矩的大小；

安全制动系统的制动过程是：安全制动器是常闭式电力液压制动器，起重机失电(意外失电及正常停机)或待机时间较长时，工作制动器11处于失效状态，安全制动器12在弹簧作用下自动抱闸，起到保障起重机安全的作用；起重机运行状态时，在起重机运行机构手柄离开零位后，接触器16接通，电机带动液压推杆动作使安全制动器12立即打开，在起重机运行机构手柄回零t1分钟后，接触器16断开，安全制动器12在弹簧作用下抱闸制动，在起重机运行机构运行状态下出现危险情况时，拍按急停开关15，使接触器16断开，安全制动器12立即抱闸制动，起到保障起重机安全的作用。

实施例1是工作制动器11和安全制动器12布置在减速机4和电动机9之间的浮动轴7上的实施例，其中工作制动器11布置在近减速器4一端，安全制动器12布置在近电动机9一端，如图3所示。

图4给出了实施例2的布置形式，实施例2是工作制动器11和安全制动器12布置在减速机4两侧，其中工作制动器11布置在减速器4输出侧的输入轴上，安全制动器12布置在减速器4输入侧的浮动轴上。减速机4和电动机9之间设有浮动轴7。

图5给出了实施例3的布置形式，实施例3是工作制动器11和安全制动器12布置在减速机4两侧，其中工作制动器11布置在减速器4输出侧的输入轴上，安全制动器12布置在减速器4输入侧的输入轴上。减速机和电动机之间不设浮动轴。

Claims (4)

1.一种起重机运行机构制动系统，包括制动器和控制元件，制动器是电力液压制动器，电力液压制动器包括采用电机驱动的液压推杆、制动闸瓦和制动构件，制动器置于运行机构高速轴上，其特征在于所述制动系统由一个工作制动系统和一个安全制动系统组成；所述工作制动系统的制动器是工作制动器（11），所述工作制动系统的控制元件是工作制动器控制元件，所述工作制动器控制元件包括带电位器的脚踏开关（13）和变频器（14），所述工作制动器的电机与变频器（14）输出主回路连接，变频器（14）的控制I/O点与带电位器的脚踏开关（13）连接，即工作制动器的电机由变频器（14）驱动，变频器的速度给定由带电位器的脚踏开关提供；工作制动器（11）采用常开式制动器，起重机运行机构正常工作工况下通过脚踏开关控制工作制动器的制动力矩；所述安全制动系统的制动器是安全制动器（12），所述安全制动系统的控制元件是安全制动器控制元件，所述安全制动器控制元件包括接触器（16）、急停开关（15）和起重机运行机构手柄，安全制动器的电机与接触器（16）主触点连接，接触器（16）线圈与急停开关（15）连接，即接触器（16）线圈由急停开关（15）控制，安全制动器采用常闭制动器，在停车、运行机构意外失电、急停工况下自动闭合，安全制动器正常工况下与运行机构手柄互锁，即起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器（12）立即打开；起重机运行机构手柄回零位t1分钟后安全制动器（12）闭合，t1的调整范围为t1∈[0,∞）。

2.根据权利要求1所述一种起重机运行机构制动系统，其特征在于所述制动器为块式制动器或者盘式制动器。

3.根据权利要求1所述一种起重机运行机构制动系统，其特征在于所述带电位器的脚踏开关（13）和急停开关（15）置于起重机驾驶室内。

4.权利要求1所述一种起重机运行机构制动系统的控制方法，包括工作制动系统控制和安全制动系统控制，其特征在于所述工作制动系统控制包括：运行机构得电正常运行，工作制动器（11）处于打开状态，当需要制动停车或对位时，踩踏带电位器的脚踏开关（13），控制工作制动器（11）抱闸制动，工作制动器（11）的制动快慢和制动力矩的大小与带电位器的脚踏开关（13）被踩下的位置相关，带电位器的脚踏开关（13）被踩下的位置越深，工作制动器（11）制动越快，制动力矩越大；带电位器的脚踏开关（13）被踩下的位置越浅，工作制动器（11）制动越慢，制动力矩越小，根据需要控制带电位器的脚踏开关（13）踩下的深度，带电位器的脚踏开关（13）回复原位，工作制动器（11）回复打开状态；所述安全制动系统控制包括：急停、起重机运行机构意外失电非正常工况时，安全制动器（12）立即自动闭合，起重机运行机构得电开始运行前，即起重机运行机构手柄处于零位时，安全制动器（12）处于闭合状态，起重机运行机构手柄离开零位，安全制动器（12）立即打开；起重机运行机构手柄回零t1分钟后，安全制动器（12）回复闭合状态，t1可调，调整范围为t1∈[0,∞）；起重机运行机构运行状态下出现危险情况时，拍按急停开关（15），安全制动器（12）立即抱闸制动。

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