CN106802982A - 一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，方法具体步骤是：(1)通过安装在伸缩臂起重机变幅油缸上的油压传感器测量变幅油缸压力；(2)根据安装的角度传感器计算实时力臂；(3)计算伸缩臂起重机变幅油缸实时实际受力力矩；(4)计算没有负重情况下的空载力矩，即空载力矩是由伸缩臂自重产生的；(5)根据安装在伸缩臂上角度传感器数值计算工作幅度；(6)根据计算出的实际力矩和空载力矩，以及吊重物的工作幅度，计算空钩重量。本发明能够在未知伸缩臂起重机伸缩臂重量、重心等坐标参数的情况下，快速标定伸缩臂起重机的空载调试，准确实现伸缩臂起重机的空钩计算，保护伸缩臂起重机安全作业。

Description

一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法

技术领域

本发明涉及一种伸缩臂起重机空载调试方法，具体是一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，属于伸缩臂起重机空载调试技术领域。

背景技术

伸缩臂起重机作为一种起重机械，已被广泛应用于各种起重场合。随着国家法律法规的完善及人们安全意识的提高，起重机必须要有一套安全保护装置，即力矩限制器系统。而为了达到GB12602对起重机安全保护装置的要求，起重机安全保护装置在使用前需要进行调试。随着人力成本的增加，起重机生产厂家对生产效率的要求越来越高，通用的起重机安全保护装置调试方法直接影响着起重机生产厂家对生产效率的要求。

经过对起重机调试过程的分析发现，影响调试效率最大的是空载部分的调试。众所周知，计算力矩需要知道力和力臂，工作装置每一部分的力就是它们的重量，力臂就是重心X坐标、Y坐标在水平面的投影，如果要精确计算，就需要知道每一部分的重量和重心坐标，目前获取坐标有两种方法：

1、根据做出来的实物，称出重量，重心可以通过测绘方法测出。这种方法涉及到很多部件，工作量大，主机厂一般都不愿意去做。

2、主机厂通过三维建模计算出的重量和重心，这种方法相对简单很多，但是理论数据和实际计算之间存在偏差，因巨大的工作量，主机厂不会去对每一个部件实际测量。

因此，在这些参数不准或是没有这些参数(重量、重心坐标等)的情况下进行现场实际测量是非常困难的，尤其是改造业务更不具备测量条件，而且测量耗时、耗人力，不经济。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，在未知伸缩臂起重机伸缩臂重量、重心坐标等参数的情况下，可以快速准确的实现伸缩臂起重机空载计算。

为了实现上述目的，本发明采用的一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，起重机上安装有油压传感器、角度传感器、长度传感器以及可编程控制器，所述油压传感器安装在变幅油缸上，角度传感器和长度传感器安装伸缩臂上，油压传感器、角度传感器、长度传感器均与可编程控制器连接，伸缩臂起重机空载快速调试计算方法的具体步骤如下：

1)伸缩臂起重机空载状态下，空载力矩完全由吊臂及吊臂附件的自重产生的，存在变幅油缸力矩和吊臂力矩相等的力矩平衡关系：

ME_act＝M_boom，

式中：ME_act为实际空载力矩，M_boom为吊臂部分产生的力矩；

2)伸缩臂有n节，伸缩臂伸缩时满足如下等式：

式中：M_EX为水平空载力矩，M_EY为垂直空载力矩，G_n为n节吊臂重量，L₂为I缸伸缩长度，L₃为II缸伸缩长度，α为伸缩臂角度；

3)吊臂全缩状态下长度L＝0，根据等式ME_act＝M_boom＝M_EX×cosα-M_EY×sinα，计算出水平空载力矩M_EX、垂直空载力矩M_EY的数值；

4)I缸伸出过程中计算出的数值；

5)II缸伸出过程中计算出的数值；

6)至此伸缩臂起重机的伸缩臂空载计算因子全部求解完成，在伸缩臂伸缩过程中可以实时精准的计算出任意状态下空载力矩值；

7)通过安装在伸缩臂上的长度传感器实时计算伸缩臂长度，通过安装在伸缩臂上的角度传感器实时计算伸缩臂角度，根据三角函数关系求解起重机吊钩的工作幅度R；

8)当起重机吊载重物后，吊重物重量计算公式如下：

式中：W_act为吊重物的重量，ME_act为实际力矩，M_boom为吊臂空载力矩，R为吊重的工作幅度。

与现有技术中测绘的方法相比，本发明不需要对实物进行测量，提高了测量效率、减少人力，节约测量成本。与现有技术中通过三维建模计算的方法相比，其计算数据是根据现场油压传感器和角度传感器实际测量数值计算得出，不是建模手段得出的理论数据，本发明可以实现在未知伸缩臂起重机伸缩臂重量、重心坐标等参数的情况下，快速完成现场调试工作，并能够准确的计算吊重重量以及起重机当前安全状态。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，起重机上安装有油压传感器、角度传感器、长度传感器以及可编程控制器，所述油压传感器安装在变幅油缸上，角度传感器和长度传感器安装伸缩臂上，油压传感器、角度传感器、长度传感器均与可编程控制器连接，伸缩臂起重机空载快速调试计算方法的具体步骤如下：

1)伸缩臂起重机空载状态下，空载力矩完全由吊臂及吊臂附件的自重产生的，存在变幅油缸力矩和吊臂力矩相等的力矩平衡关系：

ME_act＝M_boom，

式中：ME_act为实际空载力矩，M_boom为吊臂部分产生的力矩；

2)伸缩臂有n节，伸缩臂伸缩时满足如下等式：

式中：M_EX为水平空载力矩，M_EY为垂直空载力矩，G_n为n节吊臂重量，L₂为I缸伸缩长度，L₃为II缸伸缩长度，α为伸缩臂角度；

3)吊臂全缩状态下长度L＝0，根据等式ME_act＝M_boom＝M_EX×cosα-M_EY×sinα，计算出水平空载力矩M_EX、垂直空载力矩M_EY的数值；

4)I缸伸出过程中计算出的数值；

5)II缸伸出过程中计算出的数值；

6)至此伸缩臂起重机的伸缩臂空载计算因子全部求解完成，在伸缩臂伸缩过程中可以实时精准的计算出任意状态下空载力矩值；

7)通过安装在伸缩臂上的长度传感器实时计算伸缩臂长度，通过安装在伸缩臂上的角度传感器实时计算伸缩臂角度，根据三角函数关系求解起重机吊钩的工作幅度R；

8)当起重机吊载重物后，吊重物重量计算公式如下：

式中：W_act为吊重物的重量，ME_act为实际力矩，M_boom为吊臂空载力矩，R为吊重的工作幅度。

实施例：

以某公司生产的20T起重机(5节伸缩臂)为例，可以使用如下三步完成空载快速计算

1)吊臂全缩状态选择两个不同角度

＝16.24T·M，＝64.89°；

＝25.26T·M，＝49.8°；

计算出＝40.212T·M，＝0.9105T·M

2)I级伸缩缸全伸，II级伸缩缸不伸，选择一个角度

＝34.14T·M，＝64.66°；

计算出G₂₃₄₅＝5.605T

3)I级伸缩缸全伸，II级伸缩缸全伸，选择一个角度

＝58.82T·M，＝64.42°；

计算出G₃₄₅＝7.602T

将上述计算出的参数带入校验空载偏差情况，随意选取吊臂伸缩、变幅点进行校验，空载重量显示偏差在±200Kg以内，满足实际工作要求。

综上所述，本发明通过安装在伸缩臂起重机变幅油缸上的油压传感器测量变幅油缸压力；并根据安装的角度传感器计算实时力臂；计算伸缩臂起重机变幅油缸实时实际受力力矩；计算没有负重情况下的空载力矩，即空载力矩是由伸缩臂自重产生的；根据安装在伸缩臂上的角度传感器数值计算工作幅度；最后，根据计算出的实际力矩和空载力矩，以及吊重物的工作幅度，计算空钩重量。本发明能够在未知伸缩臂起重机伸缩臂重量、重心等坐标参数的情况下，快速标定伸缩臂起重机的空载调试，准确实现伸缩臂起重机的空钩计算，保护伸缩臂起重机安全作业。最终，无需对实物进行测量，提高了测量效率、减少人力，节约测量成本。与现有技术中通过三维建模计算的方法相比，其计算数据是根据现场油压传感器和角度传感器实际测量数值计算得出，不是建模手段得出的理论数据，本发明可以实现在未知伸缩臂起重机伸缩臂重量、重心坐标等参数的情况下，快速完成现场调试工作，并能够准确的计算吊重重量以及起重机当前安全状态。

Claims (1)

1.一种伸缩臂起重机空载快速调试计算方法，其特征在于，起重机上安装有油压传感器、角度传感器、长度传感器以及可编程控制器，所述油压传感器安装在变幅油缸上，角度传感器和长度传感器安装伸缩臂上，油压传感器、角度传感器、长度传感器均与可编程控制器连接，伸缩臂起重机空载快速调试计算方法的具体步骤如下：

1)伸缩臂起重机空载状态下，空载力矩完全由吊臂及吊臂附件的自重产生的，存在变幅油缸力矩和吊臂力矩相等的力矩平衡关系：

ME_act＝M_boom，

式中：ME_act为实际空载力矩，M_boom为吊臂部分产生的力矩；

2)伸缩臂有n节，伸缩臂伸缩时满足如下等式：

$M_{boom}=M_{EX}\×cos\mathrm{\α}-M_{EY}\×sin\mathrm{\α}+\underset{i=2}{\overset{n}{\Σ}}{G}_n\×L_2\×cos\mathrm{\α}+\underset{i=3}{\overset{n}{\Σ}}{G}_n\×L_3\×cos\mathrm{\α},$

式中：M_EX为水平空载力矩，M_EY为垂直空载力矩，G_n为n节吊臂重量，L₂为I缸伸缩长度，L₃为II缸伸缩长度，α为伸缩臂角度；

3)吊臂全缩状态下长度L＝0，根据等式ME_act＝M_boom＝M_EX×cosα-M_EY×sinα，计算出水平空载力矩M_EX、垂直空载力矩M_EY的数值；

4)I缸伸出过程中计算出的数值；

5)II缸伸出过程中计算出的数值；

6)至此伸缩臂起重机的伸缩臂空载计算因子全部求解完成，在伸缩臂伸缩过程中可以实时精准的计算出任意状态下空载力矩值；

7)通过安装在伸缩臂上的长度传感器实时计算伸缩臂长度，通过安装在伸缩臂上的角度传感器实时计算伸缩臂角度，根据三角函数关系求解起重机吊钩的工作幅度R；

8)当起重机吊载重物后，吊重物重量计算公式如下：

$W_{act}=\frac{{\mathrm{ME}}_{act}-M_{boom}}{R},$

式中：W_act为吊重物的重量，ME_act为实际力矩，M_boom为吊臂空载力矩，R为吊重的工作幅度。