CN107606002B - 龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法 - Google Patents

龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法 Download PDF

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本发明公开了龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法,其特征在于:包括电气控制站、液压站和加载机构;所述电气控制站包括三相交流电源、变压器、PLC控制器、液晶屏幕、模拟量模块和电路元件;所述液压站包括液压油箱、电机、液压泵和液压元件;所述加载机构包括液压马达、滑轮、钢丝绳、滑轮牵引架和支承台。同时本发明还公开了一种基于龙门起重机运行机构制动性能检测装置的检测方法,能够实现对龙门起重机运行机构制动性能的定量化检测,有利于评估龙门起重机的作业安全性和提升龙门起重机的维修经济性。

Description

龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法
技术领域
本发明属于起重机械安全检测技术领域,涉及一种龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法。
背景技术
龙门起重机在物料搬运作业时,具有频繁运动和频繁启动制动的工作特征。其运行机构的制动装置是保证整机正常运行和安全工作的关键。目前对于龙门起重机运行机构制动装置性能的检测方法单一,主要形式为人工定期巡检,该方法无法准确定量的检测一台机器设备的制动性能,检测人员的判断误差也直接影响了龙门起重机的作业安全性和维修经济性。
发明内容
本发明目的在于提供龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法。该装置和方法能够实现对龙门起重机运行机构制动性能的定量化检测。有利于评估龙门起重机的作业安全性和提升龙门起重机的维修经济性。
为解决上述技术问题,本发明公开一种龙门起重机运行机构制动性能检测装置,其特征在于:包括至少两组检测装置,每组检测装置结构相同,每组检测装置包括依次连接的电气控制站、液压站以及加载机构;所述电气控制站通过电线与所述液压站连接,所述液压站(2)通过液压软管与所述加载机构连接,所述加载机构通过螺栓与龙门起重机的下横梁安装连接,其中:
所述电气控制站包括三相交流电源、变压器、PLC控制器、液晶屏幕、模拟量模块和电路元件;所述三相交流电源、变压器、PLC控制器依次连接,所述液晶屏幕、模拟量模块同时与PLC控制器连接;所述液压站包括液压油箱、电机、液压泵和液压元件;所述液压油箱通过液压软管与液压泵连接,所述电机通过电线与液压泵连接;所述加载机构包括液压马达、滑轮、钢丝绳、拉力传感器、位移传感器、滑轮牵引架和支承台;所述液压马达通过螺栓与支承台连接,所述液压马达的输出轴与滑轮连接,所述滑轮通过钢丝绳与滑轮牵引架连接;所述钢丝绳末端设置拉力传感器,所述支承台前端设置位移传感器。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,电气控制站,所述电路元件包括电源开关、电机调压开关、电磁单向阀开关和电磁换向阀开关;所述电源开关、电机调压开关依次与三相交流电源连接,所述电磁单向阀开关、电磁换向阀开关同时与PLC控制器连接。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,液压站,所述液压元件包括电磁单向阀、电磁换向阀、过滤阀、单向阀和双溢流制动阀;所述过滤阀与液压油箱连接,所述电磁单向阀、单向阀同时与液压泵连接,所述单向阀、电磁换向阀、双溢流制动阀依次连接。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,加载机构,所述滑轮牵引架通过螺栓与龙门起重机的下横梁安装连接;所述拉力传感器和位移传感器通过无线传输方式与所述模拟量模块通信。
一种利用龙门起重机运行机构制动性能检测装置的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将所述检测装置布置在龙门起重机大车运行轨道两侧,使用螺栓连接方式将两套检测装置固定在地面上;
步骤2:执行工况一:将龙门起重机运行至指定停机位停机,启动大车制动器;
步骤3:将所述加载机构的滑轮牵引架沿水平方向安装在龙门起重机下横梁处,打开电源开关使电气控制站供电,操作电机调压开关至低压档使电机启动,此时液压泵开始低压供油,电磁单向阀初始状态为失电导通状态,液压系统处于溢流状态,整个检测装置处于待机状态;
步骤4:打开电磁单向阀开关使电磁单向阀得电闭塞、操作电磁换向阀开关使电磁换向阀左位机得电,此时检测装置处于工作状态,所述加载机构的液压马达正向工作,钢丝绳缓慢张紧;
步骤5:当钢丝绳处于张紧状态时,操作电机调压开关至高压档,此时液压泵供油压力升高,加载机构对龙门起重机的水平拉力也逐渐升高;
步骤6:当水平拉力达到一定值的时候,龙门起重机产生微小位移,位移传感器发出信号,通过PLC控制器控制电磁单向阀开关关闭使电磁单向阀失电导通,此时液压系统处于溢流状态,加载机构停止工作,液晶屏显示拉力传感器监测到的水平拉力最大值F1和F2
步骤7:记录水平拉力最大值F1和F2,操作电机调压开关至低压档,操作电磁换向阀开关使电磁换向阀右位机得电,打开电磁单向阀开关,使电磁单向阀得电闭塞,此时加载机构的液压马达反向工作,钢丝绳缓慢松弛;
步骤8:待钢丝绳完全松弛,操作电机调压开关至关闭档,复位各液压阀开关,关闭电源开关使电气控制站断电,将滑轮牵引架从龙门起重机上拆除,以便下次测试。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,还包括步骤9:执行工况二:将龙门起重机运行至指定停机位停机,不启动大车制动器。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,还包括步骤11:数值分析过程,已知工况一轨道两侧水平拉力最大值F1和F2,工况二轨道两侧水平拉力最大值F1′和F2′,根据如下公式1可得到龙门起重机运行机构制动性能评估值
其中,d为制动器有效摩擦直径,z为动摩擦系数,n为龙门起重机运行机构制动器数量,Mb为制动器额定制动力矩。
在上述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,由所述步骤11中的公式1所得出的龙门起重机运行机构制动性能评估值为正向指标且的数值区间为[0,1],即评估值越接近1,表示龙门起重机运行机构制动性能越好,反之则越差。
本发明的有益效果:1、针对现有龙门起重机运行机构制动性能检测方法形式单一、检测结果主观定性的情况,提出一种全新的龙门起重机运行机构制动性能检测方法。该方法能够客观定量的检测评估龙门起重机运行机构的制动性能,可以有效避免由于检测人员的主观误差和判断失误而得出的不合理评估结果,对于保证龙门起重机的作业安全性和提升龙门起重机的运行稳定性具有重要的影响。同时,也可以有效延长龙门起重机制动装置的维修周期和减少龙门起重机制动装置的周期维修成本,对于龙门起重机的维修经济性也有显著提升。2、所提出的龙门起重机运行机构制动性能检测装置整体设计合理,操作简便。检测人员在龙门起重机运行轨道上布置好检测装置后,只需在电气控制站进行各项操作便可完成整个检测过程,电气控制站设置的液晶屏幕也可方便检测人员读取记录检测数据。对于本检测装置的液压系统也设计了安全模块,一旦检测过程中液压系统压力异常,安全模块可及时起作用溢流泄压,保证了整个检测过程的安全性。
附图说明
图1为本发明龙门起重机运行机构制动性能检测装置的布置示意图。
图2为本发明龙门起重机运行机构制动性能检测装置的电气控制站结构示意图。
图3为本发明龙门起重机运行机构制动性能检测装置的液压站结构示意图。
图4为本发明龙门起重机运行机构制动性能检测装置的加载机构结构示意图。
图5为本发明龙门起重机运行机构制动性能检测方法的逻辑流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
本发明所设计的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,如图1所示,包括电气控制站1、液压站2和加载机构3。其中,所述电气控制站1通过电线与所述液压站2连接,所述液压站2通过液压软管与所述加载机构3连接,所述加载机构3布置在龙门起重机大车运行轨道两侧,通过螺栓连接固定在地面上。
所述电气控制站1内部结构如图2所示,包括三相交流电源4、电源开关5、电机回路8和控制回路9。其基本原理为,引入三相交流电源4作为工作电源,在三相交流电源4进线处设置电源开关5作为整个电气控制站供电总开关,三相交流电源4并联接出电机回路8和控制回路9;所述电机回路8设置具有关闭档、低压档、高压档三个档位的电机调压开关6用以控制所述液压站2的电机7;所述控制回路9设置变压器10给控制回路提供匹配电压,设置PLC控制器11作为控制回路的控制器,所述PLC控制器11接有液晶屏幕12用以显示检测数据,所述PLC控制器11接有模拟量模块13用以与传感器通信,所述PLC控制器11接有电磁单向阀开关14用以控制所述液压站2的电磁单向阀16,所述PLC控制器11接有电磁换向阀开关15用以控制所述液压站2的电磁换向阀17。
所述液压站2液内部结构如图3所示,包括电机7、电磁单向阀16、电磁换向阀17、液压油箱18、过滤阀19、液压泵20、单向阀21和双溢流制动阀22。其基本原理为,设置液压油箱18储存液压油,设置液压油箱18出油口接过滤阀19用以过滤液压油杂质,设置过滤阀19出油口接液压泵20,设置电机7为液压泵20提供驱动力,设置液压泵20出油口并联接电磁单向阀16和单向阀21,电磁单向阀16用以控制液压系统溢流,单向阀21用于防止液压系统产生回压,设置单向阀21出油口接电磁换向阀17用以控制所述加载机构3的液压马达23正反向工作。设置电磁换向阀17出油口并联接所述加载机构3的液压马达23和双溢流制动阀22,双溢流制动阀22用于在液压系统压力过大时自动溢流以保护整个液压系统。
所述加载机构3结构如图4示,包括液压马达23、滑轮24、钢丝绳25、拉力传感器26、位移传感器27、滑轮牵引架28和支承台29。其基本原理为,设置支承台29使用螺栓连接固定液压马达23,液压马达23输出轴接滑轮24,滑轮24通过钢丝绳25与滑轮牵引架28连接,在钢丝绳25末端设置拉力传感器26用以监测加载机构3的最大工作拉力,在支承台29上设置位移传感器27用以监测龙门起重机的微小位移,拉力传感器26和位移传感器27通过无线传输方式与所述电气控制站2的模拟量模块13通信。
一种利用上述检测装置的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,如图5所示包括如下步骤:
步骤一:将所述检测装置布置在龙门起重机大车运行轨道两侧,使用螺栓连接方式将两套检测装置固定在地面上;
步骤二:执行工况一:将龙门起重机运行至指定停机位停机,启动大车制动器。
步骤三:将所述加载机构3的滑轮牵引架28沿水平方向安装在龙门起重机上,打开电源开关5使电气控制站1供电,操作电机调压开关6至低压档使电机7启动,此时液压泵20开始低压供油,电磁单向阀16初始状态为失电导通状态,液压系统处于溢流状态,整个检测装置处于待机状态。
步骤四:打开电磁单向阀开关14使电磁单向阀16得电闭塞、操作电磁换向阀开关15使电磁换向阀17左位机得电,此时检测装置处于工作状态,所述加载机构3的液压马达23正向工作,钢丝绳25缓慢张紧。
步骤五:当钢丝绳25处于张紧状态时,操作电机调压开关6至高压档,此时液压泵20供油压力升高,加载机构3对龙门起重机的水平拉力也逐渐升高。
步骤六:当水平拉力达到一定值的时候,龙门起重机产生微小位移,位移传感器27发出信号,通过PLC控制器11控制电磁单向阀开关14关闭使电磁单向阀16失电导通,此时液压系统处于溢流状态,加载机构3停止工作,液晶屏显示拉力传感器26监测到的水平拉力最大值F1和F2
步骤七:记录水平拉力最大值F1和F2,操作电机调压开关6至低压档,操作电磁换向阀开关15使电磁换向阀17右位机得电,打开电磁单向阀开关14,使电磁单向阀16得电闭塞,此时加载机构3的液压马达23反向工作,钢丝绳25缓慢松弛。
步骤八:待钢丝绳25完全松弛,操作电机调压开关6至关闭档,复位各液压阀开关,关闭电源开关5使电气控制站1断电,将滑轮牵引架28从龙门起重机上拆除,以便下次测试。
步骤九:执行工况二:将龙门起重机运行至指定停机位停机,不启动大车制动器。
步骤十:重复执行步骤三、四、五、六、七、八。
步骤十一:数值分析过程,已知工况一轨道两侧水平拉力最大值F1和F2,工况二轨道两侧水平拉力最大值F1′和F2′,根据如下公式1可得到龙门起重机运行机构制动性能评估值
其中,d为制动器有效摩擦直径,z为动摩擦系数,n为龙门起重机运行机构制动器数量,Mb为制动器额定制动力矩。
由公式1可知龙门起重机运行机构制动性能评估值为正向指标且的数值区间为[0,1],即评估值越接近1,表示龙门起重机运行机构制动性能越好,反之则越差。
本发明提出的龙门起重机运行机构制动性能检测装置及方法,改变了现有龙门起重机运行机构制动性能检测方法形式单一、检测结果主观定性的情况。检测人员通过分析使用该检测装置及方法得出的龙门起重机运行机构制动性能评估值能够客观定量的评估龙门起重机运行机构的制动性能,有效避免了现有检测方法所产生的主观误差和判断失误,对于保证龙门起重机的作业安全性和提升龙门起重机的运行稳定性具有重要的影响。同时,也可以有效延长龙门起重机制动装置的维修周期和减少龙门起重机制动装置的周期维修成本,对于龙门起重机的维修经济性也有显著提升。
应当理解的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,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 (8)

1.一种龙门起重机运行机构制动性能检测装置,其特征在于:包括至少两组检测装置,每组检测装置结构相同,每组检测装置包括依次连接的电气控制站(1)、液压站(2)以及加载机构(3);所述电气控制站(1)通过电线与所述液压站(2)连接,所述液压站(2)通过液压软管与所述加载机构(3)连接,所述加载机构(3)通过螺栓与龙门起重机的下横梁安装连接,其中:
所述电气控制站(1)包括三相交流电源(4)、变压器(10)、PLC控制器(11)、液晶屏幕(12)、模拟量模块(13)和电路元件;所述三相交流电源(4)、变压器(10)、PLC控制器(11)依次连接,所述液晶屏幕(12)、模拟量模块(13)同时与PLC控制器(11)连接;所述液压站(2)包括液压油箱(18)、电机(7)、液压泵(20)和液压元件;所述液压油箱(18)通过液压软管与液压泵(20)连接,所述电机(7)通过电线与液压泵(20)连接;所述加载机构(3)包括液压马达(23)、滑轮(24)、钢丝绳(25)、拉力传感器(26)、位移传感器(27)、滑轮牵引架(28)和支承台(29);所述液压马达(23)通过螺栓与支承台(29)连接,所述液压马达(23)的输出轴与滑轮(24)连接,所述滑轮(24)通过钢丝绳(25)与滑轮牵引架(28)连接;所述钢丝绳(25)末端设置拉力传感器(26),所述支承台(29)前端设置位移传感器(27)。
2.根据权利要求1所述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,其特征在于:电气控制站(1)的所述电路元件包括电源开关(5)、电机调压开关(6)、电磁单向阀开关(14)和电磁换向阀开关(15);所述电源开关(5)、电机调压开关(6)依次与三相交流电源(4)连接,所述电磁单向阀开关(14)、电磁换向阀开关(15)同时与PLC控制器(11)连接。
3.根据权利要求2所述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,其特征在于:液压站(2)的所述液压元件包括电磁单向阀(16)、电磁换向阀(17)、过滤阀(19)、单向阀(21)和双溢流制动阀(22);所述过滤阀(19)与液压油箱(18)连接,所述电磁单向阀(16)、单向阀(21)同时与液压泵(20)连接,所述单向阀(21)、电磁换向阀(17)、双溢流制动阀(22)依次连接。
4.根据权利要求1所述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置,其特征在于:加载机构(3)的所述滑轮牵引架(28)通过螺栓与龙门起重机的下横梁安装连接;所述拉力传感器(26)和位移传感器(27)通过无线传输方式与所述模拟量模块(13)通信。
5.一种利用权利要求3所述的龙门起重机运行机构制动性能检测装置的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将所述检测装置布置在龙门起重机大车运行轨道两侧,使用螺栓连接方式将两套检测装置固定在地面上;
步骤2:执行工况一:将龙门起重机运行至指定停机位停机,启动大车制动器;
步骤3:将加载机构(3)的滑轮牵引架(28)沿水平方向安装在龙门起重机下横梁处,打开电源开关(5)使电气控制站(1)供电,操作电机调压开关(6)至低压档使电机(7)启动,此时液压泵(20)开始低压供油,电磁单向阀(16)初始状态为失电导通状态,液压系统处于溢流状态,整个检测装置处于待机状态;
步骤4:打开电磁单向阀开关(14)使电磁单向阀(16)得电闭塞,且操作电磁换向阀开关(15)使电磁换向阀(17)左位机得电,此时检测装置处于工作状态,所述加载机构(3)的液压马达(23)正向工作,钢丝绳(25)缓慢张紧;
步骤5:当钢丝绳(25)处于张紧状态时,操作电机调压开关(6)至高压档,此时液压泵(20)供油压力升高,加载机构(3)对龙门起重机的水平拉力也逐渐升高;
步骤6:当水平拉力达到一定值的时候,龙门起重机产生微小位移,位移传感器(27)发出信号,通过PLC控制器(11)控制电磁单向阀开关(14)关闭使电磁单向阀(16)失电导通,此时液压系统处于溢流状态,加载机构(3)停止工作,液晶屏显示拉力传感器(26)监测到的水平拉力最大值F1和F2
步骤7:记录水平拉力最大值F1和F2,操作电机调压开关(6)至低压档,操作电磁换向阀开关(15)使电磁换向阀(17)右位机得电,打开电磁单向阀开关(14),使电磁单向阀(16)得电闭塞,此时加载机构(3)的液压马达(23)反向工作,钢丝绳(25)缓慢松弛;
步骤8:待钢丝绳(25)完全松弛,操作电机调压开关(6)至关闭档,复位各液压阀开关,关闭电源开关(5)使电气控制站(1)断电,将滑轮牵引架(28)从龙门起重机上拆除,以便下次测试。
6.根据权利要求5所述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,其特征在于:还包括步骤9:执行工况二:将龙门起重机运行至指定停机位停机,不启动大车制动器。
7.根据权利要求6所述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,其特征在于:还包括步骤10:数值分析过程,已知工况一轨道两侧水平拉力最大值F1和F2,工况二轨道两侧水平拉力最大值F1′和F′2,根据如下公式1可得到龙门起重机运行机构制动性能评估值
其中,d为制动器有效摩擦直径,z为动摩擦系数,n为龙门起重机运行机构制动器数量,Mb为制动器额定制动力矩。
8.根据权利要求7所述的龙门起重机运行机构制动性能检测方法,其特征在于:由所述步骤10中的公式1所得出的龙门起重机运行机构制动性能评估值为正向指标且的数值区间为[0,1],即评估值越接近1,表示龙门起重机运行机构制动性能越好,反之则越差。
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