CN107055316B - 一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机，包括起重机主体、大车、小车、抓斗以及PLC控制系统；两个卷筒上的钢丝绳改变传统的从内侧下绳方式，从外侧进行下绳，形成一个空间张力结构防止抓斗自转，提高抓取效率；此外两个变频器与PLC控制系统的数据通信设置，有效控制两个卷筒钢丝绳的受力平衡性能，减少启动瞬间对电网电流的冲击，平滑平稳的启动方式也降低了对设备的冲击，有效延长了设备的使用寿命。本发明采用先进的设计理念，集变频调速控制与结构改进为一体，无需进行大的部件结构改变、即可有效避免大起升高度时抓斗自转现象从而对物料的抓取产生影响的现象，大大提高工作效率，且提高作业平衡性能，延长设备使用寿命。

Description

一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机
技术领域
本发明涉及起重机领域，尤其是一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机。
背景技术
四绳抓斗起重机是一种专门用来装卸、搬运各类零散状物料的重要起重设备，已被广泛用于冶金矿山、化工能源、起重运输、港口堆场等地，其特点是采用双电机共同控制，其中抓斗的开闭由开闭电动机控制，抓斗的起升由起升和开闭两台电动机共同控制，工作速度快、操作频繁，且每次都需满载运行。
起升高度在30m以内的四绳抓斗起重机，通常设计为从起升、开闭卷筒之间出绳。但是目前的应用范围内，大起升高度的作业要求对此类四绳抓斗起重机的运行带来了技术壁垒，传统的结构通常在起升高度超过30m时，卷筒旋转过程中，左右槽旋向对钢丝绳起到了收紧作用，钢丝绳结构不能克服由卷筒槽向旋转引起的内应力，最终引起抓斗产生自旋转现象，从而导致抓取物料时出现问题甚至无法抓取物料。起升高度越大，越无法克服抓斗的自转现象，则这种情况越严重。
此外，传统的抓斗的控制方式双杆操纵为老式的凸轮控制操纵方式，电机为YZR切割电阻调速方式，抓取物料的效率完全取决于司机的操作熟练程度，工作效率较低，运行平衡性能较差；随着起重机电控的逐步发展，凸轮控制已逐步被联动台控制取代。
若能将变频调速控制与其结构的改进相结合起来，以实现起重机起升、开闭机构的变频调速控制，将会解决上述问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种集变频调速控制与结构改进为一体，无需进行大的部件结构改变、即可有效避免大起升高度时抓斗自转现象从而对物料的抓取产生影响的现象，大大提高工作效率，且提高作业平衡性能，延长设备使用寿命的用于大起升高度的四绳抓斗起重机。
技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机，包括起重机主体、大车、小车、抓斗以及PLC控制系统；所述小车上设有抓斗开闭机构和抓斗起升机构；
所述抓斗开闭机构包括开闭卷筒、第一电机、第一减速器以及第一联轴器；所述抓斗起升机构包括起升卷筒，第二电机、第二减速器以及第二联轴器；
所述开闭卷筒和所述起升卷筒并列设于所述小车上，用于带到卷筒运转的钢丝绳从所述开闭卷筒和起升卷筒的外侧下绳，形成一个空间张力结构从而防抓斗自转；
所述抓斗开闭结构以及抓斗起升机构通过第一电机和第二电机驱动，经联轴器和第一减速器、第二减速器带动绕有钢丝绳的开闭卷筒和起升卷筒，控制电机正反转，分别完成开闭、升降动作；
所述抓斗开闭机构和抓斗起升机构上分别装有通过输出电流反映对应卷筒上钢丝绳缠绕松紧程度的两个变频器，所述变频器与PLC控制系统之间采用CANopen总线控制方式进行数据传输，所述PLC控制系统实时读取两个变频器上的电流数据并对变频器速度进行控制，从而控制两个卷筒的钢丝绳的松紧平衡状态。
在一些实施方式中，所述第一减速器高速轴上设有第一制动器，以保证抓斗开闭机构工作的安全和可靠性能。
在一些实施方式中，所述开闭卷筒一端的轴承座上设有所述第一超载限制器以及起升高度限位开关，以保证吊载额定重量且上升高度不超过极限位置。
在一些实施方式中，所述第二减速器高速轴上设有第二制动器，以保证抓斗起升机构工作的安全和可靠性能。
在一些实施方式中，所述起升卷筒一端的轴承座上设有所述第二超载限制器以及起升高度限位开关，以保证吊载额定重量且上升高度不超过极限位置。
有益效果：本发明所公开的一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机，包括起重机主体、大车、小车、抓斗以及PLC控制系统；所述小车上设有抓斗开闭机构和抓斗起升机构，开闭卷筒和起升卷筒上的钢丝绳改变传统的从内侧下绳方式，从两个卷筒的外侧进行下绳，形成一个空间张力结构防止抓斗自转，提高抓取效率；此外通过控制两个卷筒钢丝绳松紧情况的变频器的设置以及与PLC控制系统的数据通信，有效控制两个卷筒钢丝绳的受力平衡性能，减少启动瞬间对电网电流的冲击，平滑平稳的启动方式也降低了对设备的冲击，有效延长了设备的使用寿命。本发明采用先进的设计理念，集变频调速控制与结构改进为一体，无需进行大的部件结构改变、即可有效避免大起升高度时抓斗自转现象从而对物料的抓取产生影响的现象，大大提高工作效率，且提高作业平衡性能，延长设备使用寿命。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一种用大起升高度的四绳抓斗起重机小车上抓斗开闭结构以及抓斗起升结构俯视结构示意图；
图2是本发明具体实施方式一种用大起升高度的四绳抓斗起重机小车开闭卷筒以及起升卷筒下绳方式示意图；
图3是传统四绳抓斗起重机卷筒下绳方式对照示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1-图3所示，一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机，包括起重机主体、大车、小车、抓斗以及PLC控制系统；所述小车上设有抓斗开闭机构和抓斗起升机构；
所述抓斗开闭机构包括开闭卷筒1、第一电机11、第一减速器12以及第一联轴器；所述抓斗起升机构包括起升卷筒2，第二电机21、第二减速器22以及第二联轴器；
所述开闭卷筒1和所述起升卷筒2并列设于所述小车上，用于带到卷筒运转的钢丝绳3从所述开闭卷筒1和起升卷筒2的外侧下绳，形成一个空间张力结构从而防抓斗自转；
所述抓斗开闭结构以及抓斗起升机构通过第一电机11和第二电机21驱动，经联轴器和第一减速器21、第二减速器22带动绕有钢丝绳的开闭卷筒1和起升卷筒2，控制电机正反转，分别完成开闭、升降动作；
所述抓斗开闭机构和抓斗起升机构上分别装有两个变频器，两个变频器可输出相应的输出电流，对应卷筒上的钢丝绳的松紧即其受力情况，钢丝绳松，输出电流小，反之电流大。
通过输出电流反映其受力情况再反馈至PLC控制系统，PLC控制系统通过比较两个变频器输出电流的数据调节其速度，使两个变频器速度达到一致从而控制，控制两个卷筒的钢丝绳的受力平衡以及松紧平衡状态，有效增加设备运行的平衡程度。
在一些实施方式中，所述第一减速器12高速轴上设有第一制动器13，以保证抓斗开闭机构工作的安全和可靠性能。
在一些实施方式中，所述开闭卷筒1一端的轴承座上设有所述第一超载限制器14以及起升高度限位开关，以保证吊载额定重量且上升高度不超过极限位置。
在一些实施方式中，所述第二减速器22高速轴上设有第二制动器23，以保证抓斗起升机构工作的安全和可靠性能。
在一些实施方式中，所述起升卷筒2一端的轴承座上设有所述第二超载限制器24以及起升高度限位开关，以保证吊载额定重量且上升高度不超过极限位置。
开闭卷筒和起升卷筒上的钢丝绳改变传统的从内侧下绳方式，从两个卷筒的外侧进行下绳，形成一个空间张力结构防止抓斗自转，提高抓取效率；控制两个卷筒钢丝绳松紧情况的变频器的设置以及与PLC控制系统的数据通信，有效控制两个卷筒钢丝绳的受力平衡性能，减少启动瞬间对电网电流的冲击，平滑平稳的启动方式也降低了对设备的冲击，有效延长了设备的使用寿命。本发明采用先进的设计理念，集变频调速控制与结构改进为一体，无需进行大的部件结构改变、即可有效避免大起升高度时抓斗自转现象从而对物料的抓取产生影响的现象，大大提高工作效率，且提高作业平衡性能，延长设备使用寿命。
具体设计示例：
将本发明中的四绳抓斗起重机用于中交二航局第六工程有限公司乌鲁木齐地铁4号线10t-66m四绳抓斗采用新型下绳方式，用户反映新型结构效果很好，抓斗无自旋转现象，大幅提高了生产效率。

Claims (3)

1.一种用于大起升高度的四绳抓斗起重机，其特征在于包括起重机主体、大车、小车、抓斗以及PLC控制系统；所述小车上设有抓斗开闭机构和抓斗起升机构；
所述抓斗开闭机构包括开闭卷筒（1）、第一电机（11）、第一减速器（12）以及第一联轴器；所述抓斗起升机构包括起升卷筒（2），第二电机（21）、第二减速器（22）以及第二联轴器；
所述开闭卷筒（1）和所述起升卷筒（2）并列设于所述小车上，用于带动卷筒运转的钢丝绳（3）从所述开闭卷筒（1）和起升卷筒（2）的外侧下绳，形成一个空间张力结构从而防抓斗自转；所述开闭卷筒（1）一端的轴承座上设有第一超载限制器（14）以及起升高度限位开关；所述起升卷筒（2）一端的轴承座上设有第二超载限制器（24）以及起升高度限位开关；
所述抓斗开闭结构以及抓斗起升机构通过第一电机（11）和第二电机（21）驱动，经联轴器和第一减速器（12）、第二减速器（22）带动绕有钢丝绳的开闭卷筒（1）和起升卷筒（2），控制电机正反转，分别完成开闭、升降动作；
所述抓斗开闭机构和抓斗起升机构上分别装有通过输出电流反映对应卷筒上钢丝绳（3）缠绕松紧程度的两个变频器，所述变频器与PLC控制系统之间采用CANopen总线控制方式进行数据传输，所述PLC控制系统实时读取两个变频器上的电流数据并对变频器速度进行控制，从而控制两个卷筒的钢丝绳的松紧平衡状态。
2.根据权利要求1所述的用于大起升高度的四绳抓斗起重机，其特征在于：所述第一减速器（12）高速轴上设有第一制动器（13）。
3.根据权利要求1所述的用于大起升高度的四绳抓斗起重机，其特征在于：所述第二减速器（22）高速轴上设有第二制动器（23）。
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