CN110494384A - 起重装置和用于起动该起重装置的提升绞车的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种例如起重机(比如,塔式起重机(1))形式的起重装置,具有提升绞车(8),该提升绞车包括从能够由提升绞车驱动器(10)驱动的提升绞车卷筒(17)伸展出的提升缆索(6)、和用于将提升缆索保持在制动位置的提升绞车制动器(9)。本发明还涉及一种用于从制动位置起动该起重装置的提升绞车的方法,在所述制动位置处提升负载被提升绞车制动器保持,其中由提升绞车驱动装置建立起动转矩以对抗闭合的提升绞车制动器,在达到起动转矩时或之后提升绞车制动器被释放。根据本发明,当提升绞车制动器闭合时,借助于负载检测装置(11)检测当前提升负载,提升绞车控制器参考所检测到的当前提升负载来调节起动转矩,以使得由提升绞车的起动转矩提供的提升力与所检测到的当前提升负载相对应。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如起重机(比如,塔式起重机)形式的起重装置(liftingdevice),具有提升绞车(hoisting gear),该提升绞车包括从能够由提升绞车驱动器驱动的卷筒伸展出的提升缆索、和用于将提升缆索保持在制动位置的提升绞车制动器。本发明还涉及一种用于从制动位置起动该起重装置的提升绞车的方法,在所述制动位置处提升负载被提升绞车制动器保持,其中由提升绞车驱动装置建立起动转矩以对抗闭合的提升绞车制动器,在达到起动转矩时或之后提升绞车制动器被释放。
背景技术
在起重装置比如起重机的提升绞车中,提升绞车制动器的打开对控制和调节技术来说是一个很大的挑战。在打开提升绞车制动器时,提升绞车驱动装置必须突然接收附挂在负载吊钩上的负载。为了避免任何严重的不稳定性和动态摆动,通常在释放提升绞车制动器之前由提升绞车驱动装置建立规定的起动转矩来对抗闭合的制动器,从而使得当提升绞车制动器被释放时提升绞车驱动装置已经提供了对抗负载的提升力。在打开制动器时,负载仍然会略微向上或略微向下移动,这取决于起动转矩是大于还是小于由提升负载导致的转矩。然而,在起重机(比如,塔式起重机、伸缩式起重机或其他起重机)中,长而细的结构和大的悬臂长度对突然的移动和急剧的动态负载变化很敏感,即使是释放制动器时负载的轻微下垂移动或提升绞车的过大提升力也会导致不稳定性,可能导致摆动和突然的负载移动。这不仅会损害起重机本身,而且也会对在负载吊钩上被引导的负载带来麻烦,例如,当负载要被安装到另一个部件上时要用负载吊钩保持住负载。
当在建立起动转矩之后打开提升绞车制动器时,提升绞车控制器的控制电路必须对负载发生的上下移动进行校正,直到负载精确地保持就位。为此目的,通常通过变频器调节或调整电动机转矩,利用该变频器致动提升绞车驱动装置,从而减小负载吊钩的不希望的上下移动,将负载精确地保持就位。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种改进的起重装置和一种用于从制动位置起动该起重装置的提升绞车的改进方法,其避免了现有技术的缺点,并以有利的方式发展了现有技术。特别是,应尽可能地实现提升绞车制动器的打开和从制动位置起动,而不会有任何不希望的负载移动或者使负载移动尽可能小。
根据本发明,通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求7所述的起重装置实现上述目的。从属权利要求的主题是本发明的优选的方面。
因此,发明人提出,不要在释放提升绞车制动器之前建立规定的固定起动转矩,而是使起动转矩单独地适应分别附挂的负载和负载情况并可变地调节它,以消除提升绞车通过起动转矩提供的提升力与实际作用的负载之间的偏差掉或将其最小化。根据本发明,发明人提出,当提升绞车制动器闭合时,借助于负载检测装置检测当前提升负载,提升绞车控制器参考所检测到的当前提升负载来调节起动转矩,以使得由提升绞车的起动转矩提供的提升力与所检测到的当前提升负载相对应。当在提升绞车驱动器已经建立对抗闭合的制动器的起动转矩之后提升绞车制动器被释放时,提升负载与起动转矩提供的提升力相互抵消,从而可以避免不希望的摆动。通过单独地使起动转矩适应各种提升负载情况,可以实现从制动位置的相当平稳的起动。当在负载吊钩上附挂一个较大的提升负载时,提供一个较大的起动转矩。另一方面,当仅仅制动一个较小的提升负载时,为起动提供一个较小的起动转矩。
在本发明的一个有利的改进方案中,当前提升负载的检测不仅考虑了负载吊钩所拾取的净负载,而且还考虑了附属负载的影响,比如负载吊钩和/或护具的重量以及提升缆索的重量,该提升缆索的重量随着未卷起的长度变化而变化。例如,当负载吊钩从起重机臂架下降很多时,与负载吊钩不降低或仅降低很少大量的缆索由此被卷绕在提升缆索卷筒上的情况相比,作为负载拉在缆索卷筒上的提升缆索的重量分数要大得多。有利地,起重装置的负载检测装置被配置成,作为当前提升负载,检测以下重量之和:附挂的负载净重、负载吊钩的重量、以及拉在所述提升绞车上的未卷起的提升缆索长度的缆索重量。
有利地,负载检测装置可以包括穿入提升绞车的提升缆索的测力轴线,负载检测器与该测力轴线相关联,以便检测作用在穿入的测力轴线上的力。例如,穿入的所述测力轴线可以包括缆索偏转滑轮,所述缆索偏转滑轮的连接点可以通过测力装置移动和保持。例如,所述偏转滑轮可以由弹簧装置保持,使得路径测量传感器也可以通过对抗弹簧力的位移来检测作用在提升缆索上的提升负载。然而,作为替代或作为附加,也可以使用直接测力计。
有利地,为了确定起动转矩,还考虑了提升缆索相对于缆索卷筒的杠杆臂,特别是以在缆索卷筒上存在的提升缆索的多个卷绕层的形式。当第一卷绕层中的提升缆索直接从缆索卷筒的开槽伸展出时,杠杆臂小于从第二或第三卷绕层伸展出时的杠杆臂。为此目的,卷绕层传感器可以检测卷绕层(提升缆索是从这些卷绕层伸展出来的)的数量,其中也可以直接从未卷起的缆索的长度实现卷绕层检测,因为提升绞车控制器知道缆索的长度,因此可以从未卷起的缆索长度和/或负载吊钩的高度确定卷绕层或杠杆臂。
在本发明的一个改进方案中,能够可变地调节的起动转矩可以计算为提升绞车驱动装置的额定电动机转矩的分数。根据算出的额定电动机转矩的百分比(为了使起动转矩精确地抵消提升负载,这是需要的),提升绞车控制器可以确定致动提升绞车驱动装置的变频器的起动值。然后,变频器利用固定的起始值致动提升绞车驱动器,以使得当制动器闭合时,建立额定电动机转矩的所希望的分数,作为起动转矩。
通过将速度调节器初始化以对抗仍然闭合的提升绞车制动器,可以建立起动转矩。
然后,当提升绞车制动器被释放时,由起动转矩提供的提升力或多或少地精确补偿由附挂的净负载、负载吊钩重量和未卷绕的提升缆索长度的缆索重量导致的提升负载,从而可以实现平稳起动,而没有负载的任何摆动。
附图说明
下面将参考优选的示例性实施方式和相关附图详细说明本发明,其中:
图1示出了塔式起重机形式的起重装置的示意图,该起重装置的提升绞车包括在小车上被引导的提升缆索。
图2示出了图1的提升绞车的示意图。
具体实施方式
如图1所示,起重装置1可以构造为起重机如塔式起重机,且包括塔身2,塔身2承载可围绕直立塔身轴线4旋转的臂架3,负载吊钩7可以从该臂架3下降和上升。所述负载吊钩7或相应的负载护具被连接到提升绞车8的提升缆索6,其中提升缆索6带有连接到其上的负载吊钩7,可以在能够沿着悬臂3移动的小车5上引导提升缆索6。
如图2所示,提升绞车8包括提升绞车卷筒17,提升缆索6卷绕在该提升绞车卷筒17上以便被放下和牵引。所述提升绞车卷筒17可以被提升绞车驱动装置10驱动旋转,提升绞车驱动装置10可以构造成电动地操作,例如可以包括电动机,该电动机通过可能置于其间的传动装置来驱动提升绞车卷筒17旋转。
有利地,可以通过变频器15由提升绞车控制器12致动所述提升绞车驱动装置10,特别是为了控制或调节提升绞车驱动装置10的速度和转矩。
而且,提升绞车8包括提升绞车制动器9,通过该提升绞车制动器9可以保持由负载吊钩7上拾取的提升负载。有利地,所述提升绞车制动器9可以与提升绞车卷筒17或与其连接的传动元件配合,或者可以与提升绞车驱动装置10自身配合,其中,提升绞车制动器9可以构造为摩擦制动器和/或锁定制动器。当提升绞车制动器9闭合时,提升绞车卷筒17被挡住,由此被拾取的负载保持静止。
为了在释放提升绞车制动器9时实现平稳、无冲击的起动,提升绞车控制器12包括起动控制级18,起动控制级18用于在提升绞车制动器9仍然闭合时在提升绞车驱动装置10处提供或建立起动转矩,然后在提升绞车制动器9被释放时该起动转矩拦截提升负载,而且最好是精确地抵消它。
为了实现与所拾取的负载的大小和加载条件(特别是每种情况下的吊钩高度)无关的平稳、无冲击的起动,所述起动转矩可变地且单独地适应于各个提升负载条件。为此目的,设置负载检测装置11,通过该负载检测装置11检测当提升绞车制动器9闭合时正在作用在缆索卷筒17上的提升负载,即,有利地,包括附挂到负载吊钩7的净负载、负载吊钩7本身的重量、以及未卷起的提升缆索6的重量分数,该未卷起的提升缆索6同样也牵引在提升绞车卷筒17上,且与未卷起的提升缆索长度或负载吊钩7的下降深度有关。
有利地,所述负载检测装置11包括测力轴线13,将测力轴线13穿入提升缆索6,其中所述测力轴线13可包括偏转滑轮20,其连接点可在穿过缆索的方向上或缆索卷筒伸展开的方向上移动,且可以与负载检测器14连接或可操作地连接。例如,所述偏转滑轮20可以在弹簧预紧力下移动,使得移动路径可以度量提升负载,负载检测器14可以作为路径检测器。然而,也可以作为替代或作为附加,在测力轴线13处设置直接测力计。
有利地,所述测力轴线13与提升缆索6的展开路径的一部分相关联,该部分比被伸展开且因其重力而拉在提升绞车卷筒17上的缆索部分更靠近提升绞车卷筒17,因此,拉在提升绞车卷筒17上的缆索部分的重力包括在力的测量中。
如图2所示,负载检测装置11连接到提升绞车控制器12,该提升绞车控制器12根据当前检测到的提升负载值来计算所需的起动转矩,以便精确地平衡相应的提升负载。只要可以在提升绞车卷筒17上卷绕多个层,可以想到的是,为了计算所需的起动转矩,考虑提升缆索6相对于提升绞车卷筒17的当前可应用的杠杆臂,即,特别是以多个卷绕层(当制动器要被释放时,提升缆索从这些卷绕层伸展开)的形式。
有利地,精确地计算起动转矩,使得可以将提升力从起动转矩通过提升绞车卷筒17引入提升缆索6,该提升力对应于提升负载的反向作用力F。
特别地,提升绞车控制器12的所述起动控制级18可以包括起动转矩调节装置19,起动转矩调节装置19以提升绞车驱动装置10的额定电动机转矩的百分比的形式计算所需的起动转矩,并从该额定电动机转矩的百分比确定变频器15的起始值,以使得变频器致动提升绞车驱动装置10,从而使其建立对抗闭合的提升绞车制动器9所需的起动转矩。为此目的,可以针对传递的转矩值预先将速度调节器初始化,以使得仍然建立转矩以对抗闭合的制动器。当建立的起动转矩与由提升负载引起的转矩相等时,制动器被打开,从而两个转矩达到平衡,负载吊钩不会发生不希望的移动。
Claims (11)
1.一种从制动位置起动提升绞车(8)的方法,在所述制动位置处,提升负载被提升绞车制动器(9)保持,由提升绞车驱动装置(10)建立起动转矩以对抗闭合的所述提升绞车制动器(9),在达到起动转矩时或之后所述提升绞车制动器(9)被释放,其特征在于,
当所述提升绞车制动器(9)闭合时,借助于负载检测装置(11)检测当前提升负载,提升绞车控制器(12)参考所检测到的当前提升负载来调节所述起动转矩,以使得由所述提升绞车(8)的所述起动转矩提供的提升力与所检测到的当前提升负载相对应。
2.根据前一项权利要求所述的方法,其中,作为当前提升负载,检测以下重量之和:附挂的负载净重、负载吊钩的重量、以及拉在所述提升绞车(8)上的未卷起的提升缆索长度的缆索重量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,借助于穿入提升缆索(6)的测力轴线(13)检测所述当前提升负载,所述负载检测设备(11)的负载检测器(14)与所述测力轴线(13)相关联。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述起动转矩被计算为所述提升绞车驱动装置(10)的额定电动机转矩的分数,根据算出的所述额定电动机转矩的分数来计算致动所述提升绞车驱动装置(10)的变频器(15)的起始值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,通过将速度传感器(16)初始化以对抗仍然闭合的所述提升绞车制动器(9)来建立所述起动转矩。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,根据检测到的未卷起的提升缆索长度和/或伴随的提升缆索(6)在提升绞车卷筒(17)上的卷绕层的数量来可变地调节所述起动转矩。
7.一种起重装置,具体为起重机如塔式起重机或伸缩式起重机,具有提升绞车(8),该提升绞车(8)包括从能够由提升绞车驱动装置(10)驱动的提升绞车卷筒(17)伸展出的提升缆索(6)、提升绞车制动器(9)和用于致动所述提升绞车驱动装置(10)的提升绞车控制器(12),其中,所述提升绞车控制器(12)包括用于从制动位置起动所述提升绞车(8)的起动控制级(18),其装配成在所述提升绞车制动器(9)仍然闭合时在所述提升绞车驱动装置(10)处建立起动转矩,其特征在于:
设置负载检测装置(11),用于检测在提升绞车制动器闭合时正在作用的当前提升负载,且
所述起动控制级(18)包括起动转矩调节装置(19),用于根据所检测到的当前提升负载来可变地调节所述起动转矩,以使得由所述提升绞车(10)的所述起动转矩提供的提升力与所检测到的当前提升负载对应。
8.根据前一项权利要求所述的起重装置,其中,所述负载检测装置(11)包括穿入所述提升缆索(6)的测力轴线(14),负载检测器(14)与所述测力轴线相关联。
9.根据前一项权利要求所述的起重装置,其中,穿入的所述测力轴线(13)包括缆索偏转滑轮(20),所述缆索偏转滑轮(20)的连接点被可移动地安装且被所述负载检测器(14)监测。
10.根据前述权利要求中任一项所述的起重装置,其中,所述提升绞车控制器(12)包括用于致动所述提升绞车驱动装置(10)的变频器(15),其中,所述起动控制级(18)的所述起动转矩调节装置(19)被配备成将所述起动转矩计算为所述提升绞车驱动装置(10)的额定电动机转矩的分数,且从算出的所述额定电动机转矩的分数计算所述变频器(15)的起始值。
11.根据前述权利要求中任一项所述的起重装置,其中,所述起动控制级(18)的所述起动转矩调节装置(19)包括杠杆臂确定装置,所述杠杆臂确定装置用于确定所述提升缆索(6)相对于所述提升绞车卷筒(17)的杠杆臂,且被配备成根据当前的所确定的杠杆臂来确定所述起动转矩,其中,优选地,所述杠杆臂确定装置根据未卷起的起重缆索长度和/或检测到的在所述提升绞车卷筒(17)上的卷绕层的数量来计算所述杠杆臂。
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