CN106586849B - 起重机腰绳的自动调节装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机腰绳的自动调节装置包括外框架、弹簧、柱塞油缸、内框架；所述弹簧和柱塞油缸置于外框架内，且弹簧的一端与外框架连接，弹簧的另一端与柱塞油缸的缸套连接；内框架的一端伸入外框架内，且与弹簧的另一端连接；外框架通过上拉板与搬起架连接；内框架通过下拉板与腰绳连接；柱塞油缸通过液压系统控制。本发明还提供一种起重机腰绳长度的自动调节方法。本发明能使腰绳的长度实时可调，实现臂架的最佳直线度，使臂架受力最佳，确保施工安全。

Description

起重机腰绳的自动调节装置及方法

技术领域

本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种起重机腰绳的自动调节装置及方法。

背景技术

随着对起重机的起升高度和吊载幅度要求的不断提高，起重机的臂架长度也在相应的增加。为了不牺牲吊载能力，就要求臂架重量增加较小，这就使得现有的臂架呈长而细的压弯结构。这种臂架在水平起臂时，由于其自重作用，整个臂架尤其中间部分会产生向下的挠度(参见图2)，且臂架长度越长，这种下挠越严重；臂架在工作状态还受到较大的轴压力，更是加剧了下挠现象，尤其是长臂搬起工况，由于搬起拉索或搬起拉条与臂架的夹角问题，整个臂架受到很大的轴压力，此时存在的下挠对于臂架受力非常不利，甚至会出现失稳现象。为了解决臂架下挠失稳问题，常在拉板或臂架之间设置腰绳。当臂架开始起吊时，腰绳能够瞬间处于张紧状态，减小臂架受力，从而起到降低臂架挠度的作用。目前使用的腰绳通常为固定腰绳。固定腰绳设置于臂架和拉板之间，其长度较短且不能调节，固定腰绳虽然能够在起臂时减小臂架的挠度,但是由于其长度不可调节，当臂架吊装重物时，固定腰绳仍然处于张紧状态，固定腰绳对臂架的作用力会加剧臂架在重物作用下的反挠变形，这种反挠变形容易使臂架发生破坏，严重影响施工安全性。因此，由于臂架角度和外负载的因素，固定长度的腰绳不能做到每时每刻的最优。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起重机腰绳的自动调节装置及调节方法，该装置和方法能使腰绳的长度实时可调，实现臂架的最佳直线度，使臂架受力最佳，确保施工安全。

本发明所采用的技术方案是：

一种起重机腰绳的自动调节装置，应用于一起重机，所述起重机具有搬起架和腰绳；所述自动调节装置包括外框架、弹簧、柱塞油缸、内框架；所述弹簧和柱塞油缸置于外框架内，且弹簧的一端与外框架连接，弹簧的另一端与柱塞油缸的缸套连接；内框架的一端伸入外框架内，且与弹簧的另一端连接；外框架通过上拉板与搬起架连接；内框架通过下拉板与腰绳连接；

所述柱塞油缸通过主机的液压系统控制。

所述外框架上设有限位机构，该限位机构对内框架起行程限位作用。所述限位机构包括长腰形孔和销轴，所述长腰形孔设于外框架上，所述销轴穿过长腰形孔与内框架连接。柱塞油缸接通压力油源，柱塞伸长，弹簧压缩，整个框架缩短，此时腰绳缩短；油缸接通回油通道，柱塞缩回，在弹簧的作用下，整个框架伸长，此时腰绳伸长。限位机构限制最长最短长度，使整个腰绳长度在最长与最短之间调节；柱塞油缸失效也不至于导致严重后果。

外框架内侧设有滑道，内框架通过滑道在外框架内移动，滑道的安设起导向作用，提高安全性。

所述液压系统与臂架下挠度实时测量装置连接。液压系统包括与柱塞油缸连接的电磁换向阀、与电磁换向阀连接的液压泵，在液压泵与电磁换向阀之间的管路上设有溢流阀和压力表，电磁换向阀还与回油背压阀连接。该液压系统简单，便于实现柱塞油缸的控制。也可以直接使用恒压泵供油。

所述臂架下挠度实时测量装置包括第一挂点、第二挂点、细钢丝、滑线变阻器、控制器；

所述第一挂点、第二挂点分别位于臂架的两端；细钢丝的一端与第一挂点连接，细钢丝的另一端与第二挂点连接，且细钢丝通过细钢丝夹固定在滑线变阻器的动滑头上；所述滑线变阻器通过支架固定在臂架的中间位置；

所述滑线变阻器包括细滑杆、粗滑杆、动滑头；细滑杆、粗滑杆均固定在支架上，且细滑杆、粗滑杆的两端分别设有接线柱；所述动滑头置于细滑杆上，能在细滑杆上滑动；动滑头的触脚与粗滑杆接触；

细滑杆其中一端的接线柱通过导线与控制器连接，粗滑杆其中一端的接线柱通过导线与控制器连接；控制器根据滑线变阻器阻值变化得出臂架的实时下挠值或者反挠值。

臂架下挠会引起细钢丝和滑线变阻器的相对运动，细钢丝带动动滑头运动，从而使滑线变阻器的阻值变化，这个变化的阻值可以通过导线传递到驾驶室的控制器上，控制器通过计算得出臂架的下挠值或反挠值，此下挠值或反挠值与设定的允许值进行比较，其差异值的正负来驱动电磁换向阀的动作，并同时在驾驶室的显示屏上显示臂架的下挠值或反挠值。

第一挂点处设有拉力调节机构，所述拉力调节机构包括带孔的角钢、带弯钩的调整螺杆、两端带弯钩的拉簧、锁紧细钢丝的锁紧件，角钢固定在臂架上，调整螺杆穿过角钢上的孔后由锁紧螺母、背帽固定；调整螺杆的弯钩与拉簧的其中一个弯钩连接，拉簧的另一个弯钩与锁紧件连接。

臂架下挠度实时测量装置安设在整个臂架长度中点或近似中点，用于实时测量整个臂架长度中点或近似中点的下挠度。将臂架下挠度实时测量装置安设在中间位置，能确保测量的准确性。

本发明还提供一种采用上述起重机腰绳的自动调节装置进行腰绳长度调节的方法，包括如下步骤：

臂架下挠度实时测量装置实时采集臂架的下挠度，并将该数据传递给控制器的计算控制模块进行计算，计算控制模块根据该计算结果控制液压系统工作，使电磁换向阀动作，从而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量；

因柱塞油缸的柱塞伸缩，使腰绳的长度发生变化，从而使臂架的下挠度或反挠值发生变化；

重复上述步骤（臂架下挠度实时测量装置采集变化后臂架的下挠度数据，进而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量），实现起重机腰绳长度的自动调节。

本发明的有益效果在于：

结构简单，便于实现；

能实时调整腰绳的长度，使臂架受力达到最佳，不会出现臂架下挠和反挠变形现象，确保施工安全；

设置外框架和限位机构，既起行程限位的作用，又起安全保护的作用，防止柱塞油缸失效。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是起重机腰绳的自动调节装置的安设示意图；

图2是臂架发生下挠现象的示意图；

图3是起重机腰绳的自动调节装置的结构示意图；

图4是限位机构的结构示意图；

图5是液压系统的示意图；

图6是起重机腰绳长度的自动调节框图；

图7是在线实时测量吊臂中段的下挠度的装置的安设示意图；

图8是吊臂下挠时的示意图；

图9是是图7中B的放大图；

图10是图7中A的放大图；

图11是图10的侧视图；

图12是图8中的C的放大图；

图13是图12的侧视图；

其中：1、搬起架，2、起重机腰绳的自动调节装置，3、腰绳，4、主拉臂绳，5、臂架，6、主机（驾驶室），7、履带架，8、配重，9、上拉板，10、弹簧，11、外框架，12、柱塞油缸，13、内框架，14、下拉板，15、销轴，16、长腰形孔，17、液压泵，18、压力表，19、回油背压阀，20、溢流阀，21、电磁换向阀，22、锁紧螺母，23、背帽，24、调整螺杆，25、角钢，26、拉簧，27、锁紧件，28、细钢丝，29、滑线变阻器，30、细钢丝夹，31、动滑头，32、细滑杆，33、粗滑杆，34、触脚，35、支架，36、接线柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，起重机包括主机（驾驶室）6，搬起架1、腰绳3、主拉臂绳4、臂架5、履带架7、配重8，在搬起架1和腰绳3之间安设起重机腰绳的自动调节装置2，重机腰绳的自动调节装置2自动调节腰绳3的长度，从而使臂架5达到最佳受力，不会出现臂架5下挠和反挠变形现象，确保施工安全。

参见图3-图5，一种起重机腰绳的自动调节装置2包括外框架11、弹簧10、柱塞油缸12、内框架13。弹簧10和柱塞油缸12置于外框架11内，且弹簧10的一端与外框架11连接，弹簧10的另一端与柱塞油缸12的缸套连接。外框架11内侧设有滑道，内框架13的一端伸入外框架11内，可沿滑道在外框架11内移动；内框架13与弹簧10的另一端连接。外框架11通过上拉板9与搬起架1连接；内框架13通过下拉板14与腰绳3连接；柱塞油缸12通过液压系统控制，实现伸缩，从而实现腰绳3的长度调节。

为了更好的实现腰绳的长度调节，外框架11上设有限位机构，对内框架起行程限位作用。该限位机构包括长腰形孔16和销轴15，长腰形孔16设于外框架11上，销轴15穿过长腰形孔16与内框架13连接。限位机构限制最长最短长度，使整个腰绳长度在最长与最短之间调节；就算柱塞油缸失效也不会发生严重后果。

所述液压系统与臂架下挠度实时测量装置连接。液压系统包括与柱塞油缸12连接的电磁换向阀21(三位三通电磁换向阀)、与电磁换向阀21连接的液压泵17，在液压泵17与电磁换向阀21之间的管路上设有溢流阀20和压力表18，电磁换向阀21还与回油背压阀19连接。该液压系统简单，便于实现柱塞油缸12的控制。

参见图7-图13，臂架下挠度实时测量装置包括第一挂点、第二挂点、细钢丝28、滑线变阻器29、控制器。第一挂点、第二挂点分别位于臂架5的两端；细钢丝28的一端与第一挂点连接，细钢丝28的另一端与第二挂点连接，且细钢丝28通过细钢丝夹30固定在滑线变阻器29的动滑头31上；滑线变阻器29通过支架35固定在臂架5的中间位置。滑线变阻器29包括细滑杆32、粗滑杆33、动滑头31；细滑杆32、粗滑杆33均固定在支架35上，且细滑杆32、粗滑杆33的两端分别设有接线柱36；动滑头31置于细滑杆32上，能在细滑杆32上滑动；动滑头31的触脚34与粗滑杆33接触；

细滑杆32其中一端的接线柱36通过导线与控制器连接，粗滑杆33其中一端的接线柱36通过导线与控制器连接；控制器根据滑线变阻器29阻值变化得出臂架5的实时下挠值。

臂架5下挠会引起细钢丝28运动，细钢丝28带动动滑头31运动，从而使滑线变阻器29的阻值变化，这个变化的阻值通过导线传递到驾驶室的控制器上，控制器通过计算得出臂架5的下挠值，并在显示屏上显示。

第一挂点处设有拉力调节机构，该拉力调节机构包括带孔的角钢25、带弯钩的调整螺杆24、两端带弯钩的拉簧26、锁紧细钢丝30的锁紧件27，角钢25固定在臂架5上，调整螺杆24穿过角钢25上的孔后由锁紧螺母22、背帽23固定；调整螺杆24的弯钩与拉簧26的其中一个弯钩连接，拉簧26的另一个弯钩与锁紧件27连接。拉力调节机构将细钢丝适当拉紧，以便得出准确的下挠值。

臂架下挠度实时测量装置安设在整个臂架长度中点或近似中点，用于实时测量整个臂架5中点或近似中点的下挠度。将臂架下挠度实时测量装置安设在中间位置，能确保测量的准确性。

参见图6，一种采用上述起重机腰绳的自动调节装置进行腰绳长度调节的方法，包括如下步骤：

臂架下挠度实时测量装置实时采集臂架的下挠度，并将该数据传递给控制器的计算控制模块进行计算，计算控制模块根据该计算结果控制液压系统工作，使电磁换向阀动作，从而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量；

因柱塞油缸的柱塞伸缩，使腰绳的长度发生变化，从而使臂架的下挠度发生变化；

如此进行反馈调节（臂架下挠度实时测量装置采集变化后臂架的下挠度数据，进而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量），实现起重机腰绳长度的自动调节。

臂架下挠度实时测量装置测量的下挠值，在驾驶室的显示器上实时显示。

本发明中，滑线变阻器的动触头受细钢丝的牵引，使动触头处在不同位置，从而使滑线变阻器具有不同电阻值。下挠度或反挠值与滑线变阻器的电阻值相对应。这个对应关系可以预先在控制器中进行标定，并同时在驾驶室的显示器上显示。在控制器中进一步设定好比较值，如设下挠值-3mm或反挠值+2mm为允许值，即臂架直线度在-3mm至+2mm之间，不需进行调节，此时电磁换向阀不动作。如果下挠值超过-3mm，则控制器发出信号，液压系统的电磁换向阀动作，使柱塞油缸的柱塞伸长，弹簧压缩，整个框架缩短，腰绳缩短，直至达到下挠值小于-3mm，控制器停止对液压系统的电磁换向阀发出控制信号。如果反挠值超过+2mm，则控制器向液压系统发出信号，电磁换向阀动作，使柱塞油缸缩短，弹簧释放，整个框架伸长，腰绳伸长，直至达到反挠值小于+2mm，控制器停止对液压系统的电磁换向阀发出控制信号。控制器根据测得的实时下挠值或反挠值，实时发出控制信号，控制腰绳的长短，以保证臂架最佳的直线度。

这套起重机腰绳的自动调节装置实质是一套液压随动系统，既可以应用在拉绳系统，也可以适用于拉条系统。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种起重机腰绳的自动调节装置，应用于一起重机,所述起重机具有搬起架和腰绳，其特征在于：所述自动调节装置包括外框架、弹簧、柱塞油缸、内框架；所述弹簧和柱塞油缸置于外框架内，且弹簧的一端与外框架连接，弹簧的另一端与柱塞油缸的缸套连接；内框架的一端伸入外框架内，且与弹簧的另一端连接；外框架通过上拉板与搬起架连接；内框架通过下拉板与腰绳连接；

所述柱塞油缸通过液压系统控制；

所述液压系统与臂架下挠度实时测量装置连接；

所述臂架下挠度实时测量装置包括第一挂点、第二挂点、细钢丝、滑线变阻器、控制器；

所述第一挂点、第二挂点分别位于臂架的两端；细钢丝的一端与第一挂点连接，细钢丝的另一端与第二挂点连接，且细钢丝通过细钢丝夹固定在滑线变阻器的动滑头上；所述滑线变阻器通过支架固定在臂架的中间位置；

所述滑线变阻器包括细滑杆、粗滑杆、动滑头；细滑杆、粗滑杆均固定在支架上，且细滑杆、粗滑杆的两端分别设有接线柱；所述动滑头置于细滑杆上，能在细滑杆上滑动；动滑头的触脚与粗滑杆接触；

细滑杆其中一端的接线柱通过导线与控制器连接，粗滑杆其中一端的接线柱通过导线与控制器连接；控制器根据滑线变阻器阻值变化得出臂架的实时下挠值。

2.根据权利要求1所述的起重机腰绳的自动调节装置，其特征在于：所述外框架上设有限位机构，该限位机构对内框架起行程限位作用。

3.根据权利要求2所述的起重机腰绳的自动调节装置，其特征在于：所述限位机构包括长腰形孔和销轴，所述长腰形孔设于外框架上，所述销轴穿过长腰形孔与内框架连接。

4.根据权利要求1所述的起重机腰绳的自动调节装置，其特征在于：外框架内侧设有滑道，内框架通过滑道在外框架内移动。

5.根据权利要求1所述的起重机腰绳的自动调节装置，其特征在于：液压系统包括与柱塞油缸连接的电磁换向阀、与电磁换向阀连接的液压泵。

6.一种采用权利要求1-5中任一所述的起重机腰绳的自动调节装置进行腰绳长度调节的方法，其特征在于包括如下步骤：

臂架下挠度实时测量装置实时采集臂架的下挠度，并将该数据传递给控制器的计算控制模块进行计算，计算控制模块根据该计算结果控制液压系统工作，从而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量；

因柱塞油缸的柱塞伸缩，使腰绳的长度发生变化，从而使臂架的下挠度发生变化；

臂架下挠度实时测量装置采集变化后臂架的下挠度数据，进而控制柱塞油缸的柱塞伸缩量，实现起重机腰绳长度的自动调节。