CN113942942B - 荷载加载设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荷载加载设备及方法，用于起重机，所述荷载加载设备包括：拉环，用于连接起重机的钢丝绳；加载油缸；和拉力传感器，连接在所述拉环与所述加载油缸之间；加载控制器，被配置为根据所述拉力传感器的拉力检测信号调节所述加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差。本发明中的加载油缸、拉力传感器以及加载控制器之间相互配合可精确控制加载油缸所连接的拉环对起重机所施加的拉力，在提高起重机加载实验安全性的同时还提高了实验的精确性和实验效率。

Description

荷载加载设备及方法

技术领域

本发明属于起重机载荷检测技术领域，尤其涉及一种荷载加载设备及方法。

背景技术

汽车起重机功能是吊载，在起重机的检验检测工作中，载荷试验是其中非常重要的一个环节。根据国家质监总局颁布的定检规和监检规要求，起重机需要进行载荷试验，包含了空载、额定载荷、动载荷、静载荷试验几种。汽车起重机作业过程中安全是重中之重，其防倾翻能力即吊载稳定性能决定了其能否安全的完成吊载工作任务，作为重要的安全性能指标，新产品的吊载稳定性能需要进行针对危险工况的精确试验，获得该产品的准确稳定性数据，同时在试验过程中也要保证人员和设备的安全。

现阶段通常是通过吊载砝码的方法进行稳定性试验，由于试验过程中将定量砝码堆叠到一定重量后直接起吊，砝码在吊载中频繁使用，产生破损，锈蚀等影响本身重量，受限于砝码形制导致试验结果不够准确，无法得到极限稳定性；并且砝码重量较为固定，很难用砝码和吊钩配凑出理论计算出的重量，一般采取整数吨位重量，在实验过程中需要用叉车或吊车吊载砝码架运送加载砝码，等待叉车及配置砝码时间长，配凑砝码导致试验效率低且试验成本高；同时由于直接超载起吊，砝码离开地面瞬间起重机受力突变，力矩突变容易失稳造成倾翻，安全风险高，另外通过吊载固定的重量，无法测出起重机的极限稳定性重量，不能进一步优化产品的起重性能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种荷载加载设备及方法，旨在解决现有技术中的荷载加载设备实验效率低、实验结果不准确以及实验安全风险较大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种荷载加载设备，用于起重机，其中，所述荷载加载设备包括：拉环，用于连接起重机的钢丝绳；加载油缸；和拉力传感器，连接在所述拉环与所述加载油缸之间；加载控制器，被配置为根据所述拉力传感器的拉力检测信号调节所述加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差。

在本发明实施例中，所述荷载加载设备包括伺服阀，所述加载控制器电连接所述伺服阀以调节流向所述加载油缸的有杆腔的压力油的油压。

在本发明实施例中，所述荷载加载设备还包括：油箱组件，用于存储压力油；液压泵，所述伺服阀安装于所述液压泵，所述液压泵用于向所述伺服阀提供所述油箱组件内的压力油。

在本发明实施例中，所述拉力传感器包括连接板，所述连接板的顶端连接所述拉环且底端连接所述加载油缸的活塞杆。

在本发明实施例中，所述连接板的底端和所述加载油缸的活塞杆之间安装有预应力环。

在本发明实施例中，所述连接板的两端分别通过两个销轴与所述拉环和所述加载油缸的活塞杆枢转连接。

在本发明实施例中，所述荷载加载设备还包括：车架体，所述加载油缸和所述加载控制器均安装于所述车架体上；垂直度检测器，用于检测所述钢丝绳与地面的垂直度；和移动调节机构，用于驱动所述车架体相对于所述起重机移动；其中，所述加载控制器还被配置为根据所述垂直度控制所述移动调节机构，以使所述钢丝绳保持竖直向下状态。

在本发明实施例中，所述移动调节机构包括：万向驱动轮，至少两个所述万向驱动轮安装于所述车架体的底面；动力箱，与所述万向驱动轮电连接并用于向所述万向驱动轮供电。

在本发明实施例中，所述荷载加载设备还包括：多个配重块，用于堆叠于所述车架体上并相对于所述加载油缸对称布置。

在本发明实施例中，所述动力箱和所述加载控制器分别位于所述车架体的两端并相对多个所述配重块对称布置。

在本发明实施例中，所述加载油缸的活塞杆的外表面设置有防磨防腐层。

在本发明实施例中，所述油箱组件包括油箱和设置于所述油箱内的滤清器。

本发明还提出一种荷载加载方法，所述荷载加载方法应用于如上所述的荷载加载设备，所述荷载加载方法包括：

获取起重机是否存在倾翻趋势；

所述起重机存在倾翻趋势的情况下，控制加载油缸的活塞杆随所述起重机的倾翻状态运动，并根据拉力传感器检测的拉力检测信号调节所述加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，使所述加载油缸的加载力保持不变。

通过上述技术方案，本发明实施例所提供的荷载加载设备具有如下的有益效果：

起重机需要进行额定载荷、动载荷以及静载荷的稳定性试验时，可将荷载加载设备的拉环吊于起重机的钢丝绳底部连接的吊钩上，然后通过加载控制器手动输入额定载荷的拉力，加载控制器根据额定载荷加大加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，使加载油缸的拉力逐渐增大，可避免起重机受力突变造成的失稳倾翻，提高了实验安全性，同时拉力传感器检测拉环与加载油缸之间的拉力检测信号，并将拉力检测信号反馈至加载控制器，使加载控制器根据拉力检测信号调节加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，并通过拉力传感器和加载控制器保证加载油缸的拉力恒定在额定载荷，避免了运送加载砝码和配置加载砝码的操作过程，提高了实验效率，再手动操作加载控制器，并依次输入动载荷和静载荷的吊载，对起重机进行相应的动载荷和静载荷的稳定性试验，还可以按0.1吨(或更小的单位)缓慢增加加载油缸的拉力，直至起重机的一条活动支腿抬腿或两条支腿刚松，提高了实验精确性，能测试出起重机的稳定性极限重量，可方便进一步优化起重机的整体起重性能。本发明中的加载油缸、拉力传感器以及加载控制器之间相互配合可精确控制加载油缸所连接的拉环对起重机所施加的拉力，在提高起重机加载实验安全性的同时还提高了实验的精确性和实验效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例中荷载加载设备在一视角下的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例中荷载加载设备在另一视角下的结构示意图；

图3是根据本发明一实施例中荷载加载设备在又一视角下的结构示意图；

图4是根据本发明一实施例中荷载加载设备和起重机的装配结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述根据本发明的荷载加载设备。

如图1至图4所示，在本发明的实施例中，提供一种荷载加载设备100，用于起重机200，荷载加载设备100包括拉环1、加载油缸2、拉力传感器3以及加载控制器6；拉环1用于连接起重机200的钢丝绳210；拉力传感器3连接在拉环1与加载油缸2之间；加载控制器6被配置为根据拉力传感器3的拉力检测信号调节加载油缸2的有杆腔与无杆腔的油压差。本实施例中的加载控制器6可采用PLC控制器(可编程逻辑控制器)，用户可手动操作对加载控制器6输入加载重量。

在起重机200需要进行额定载荷、动载荷以及静载荷的稳定性试验时，可将荷载加载设备100的拉环1吊于起重机200的钢丝绳210底部连接的吊钩220上，然后通过加载控制器6手动输入额定载荷的拉力，加载控制器6根据额定载荷加大加载油缸2的有杆腔与无杆腔的油压差，使加载油缸2的拉力逐渐增大，可避免起重机200受力突变造成的失稳倾翻，提高了实验安全性，同时拉力传感器3检测拉环1与加载油缸2之间的拉力检测信号，并将拉力检测信号反馈至加载控制器6，使加载控制器6根据拉力检测信号调节加载油缸2的有杆腔与无杆腔的油压差，并通过拉力传感器3和加载控制器6保证加载油缸2的拉力恒定在额定载荷，避免了运送加载砝码和配置加载砝码的操作过程，提高了实验效率。

额定载荷实验完成后，再手动操作加载控制器6，并依次输入动载荷和静载荷的吊载，对起重机200进行相应的动载荷和静载荷的稳定性试验，还可以按0.1吨(或更小的单位)缓慢增加加载油缸2的拉力，直至起重机200的一条活动支腿抬腿或两条支腿刚松，提高了实验精确性，能测试出起重机200的稳定性极限重量，可对进一步优化起重机200的整体起重性能提供精确的数据基础。本实施例中的加载油缸2、拉力传感器3以及加载控制器6之间相互配合可精确控制加载油缸2所连接的拉环1对起重机200所施加的拉力，使实际吊载重量完全符合理论吊载重量，在提高起重机200加载实验安全性的同时还提高了实验的精确性和实验效率。

在本发明实施例中，荷载加载设备100包括伺服阀7，加载控制器6电连接伺服阀7以调节流向加载油缸2的有杆腔的压力油的油压。本实施例中通过伺服阀7控制加载油缸2的加载力，伺服阀7根据加载控制器6输出的加载值设定有杆腔和无杆腔的油压差，保证加载油缸2的压差不变，即可保证加载油缸2的加载力不变，使得荷载加载设备100的加载力精准。

在一实施例中，加载油缸2可选用200mm倾翻行程的加载油缸，加载油缸2的活塞杆和拉力传感器3、吊钩220、拉环1刚性连接。吊钩220吊拉环1的状态下，起重机200有倾翻趋势时，吊钩220与加载油缸2的活塞杆的拉力会变小，伺服阀7感知后为保证拉力不变向加载油缸2注油，加载油缸2的活塞杆随起重机200倾翻状态运动，在保证负载不变的情况下加载油缸2的活塞杆可随负载运动的，活动范围0mm-200mm，实现了加载油缸2的活塞杆变化而拉力恒定，同时保证了人员和设备的安全。

在本发明实施例中，如图1所示，荷载加载设备100还包括油箱组件8和液压泵9，油箱组件8用于存储压力油；伺服阀7安装于液压泵9，液压泵9用于向伺服阀7提供油箱组件8内的压力油。本实施例中的油箱组件8作为压力油存储器，液压泵9将电能转换为压力能，通过伺服阀7向加载油缸2提供一定压力的压力油，可进一步提高荷载加载设备100加载力控制的精确性。在一实施例中，可具体通过调控液压泵9向伺服阀7输出的油量大小调节压力油的油压，在其他实施例中，伺服阀7可配合其他调节方式对加载油缸2的加载力进行调节。

如图3所示，拉力传感器3包括连接板31，连接板31的顶端连接拉环1且底端连接加载油缸2的活塞杆。本实施例中的连接板31呈竖直设置的腰型板，具体地，连接板31的两端分别通过两个销轴5与拉环1和加载油缸2的活塞杆枢转连接。吊钩220吊拉环1的状态下，起重机200有倾翻趋势时，吊钩220与加载油缸2的活塞杆的拉力变小，加载控制器6收到拉力传感器3的反馈信号后，通过伺服阀7为保证加载力不变，向加载油缸2注油，且拉环1可随起重机200的倾翻状态枢转运动，可避免荷载加载设备100倾翻，提高了荷载加载设备100的实验安全性。

在本发明实施例中，连接板31的底端和加载油缸2的活塞杆之间安装有预应力环。本实施例中通过设置预应力环，能充分保证动态试验过程中连接板31和加载油缸2之间的连接可靠性，可避免连接板31脱离加载油缸2的情况，提高了起重机200加载实验的安全性。

在本发明实施例中，荷载加载设备100还包括车架体10、垂直度检测器以及移动调节机构20，加载油缸2和加载控制器6均安装于车架体10上；垂直度检测器用于检测钢丝绳210与地面的垂直度；移动调节机构20用于驱动车架体10相对于起重机200移动；其中，加载控制器6还被配置为根据垂直度控制移动调节机构20，以使钢丝绳210保持竖直向下状态。车架体10为刚性结构件，并作为荷载加载设备100的主体结构。

如图3和图4所示，在起重机200需要吊臂幅度为30米的试验工况，进行吊载4吨额载、1.1倍动载、1.25倍静载和1.33倍的稳定性实验时，可将起重机200的吊臂幅度位置设置到26米，并通过移动调节机构20驱动车架体10将荷载加载设备100移动到此幅度，荷载加载设备100的拉环1吊于钢丝绳210底部连接的吊钩220上，再通过加载控制器6手动输入4吨的拉力，加载控制器6加大加载油缸2的有杆腔与无杆腔的油压差，使加载油缸2的拉力逐渐增大。由于受力，起重机200的吊臂挠度增大，垂直度检测器检测钢丝绳210与地面的垂直度，且加载控制器6根据垂直度控制移动调节机构20，实时调试变幅角度，使钢丝绳210保持竖直向下状态，可保证起重机200的吊臂受竖直向下拉力，不歪拉斜吊，并将荷载加载设备100逐步调节幅度直至30米。

在移动调节机构20根据钢丝绳210与地面的垂直度微动调节的过程中，拉力传感器3检测拉环1与加载油缸2之间的拉力检测信号，并反馈至加载控制器6，加载控制器6根据拉力传感器3的拉力检测信号调节加载油缸2的有杆腔与无杆腔的油压差，使加载油缸2的拉力恒定在4吨。再依次手动操作加载控制器6，并输入4.4吨和5吨实现动载1.1倍和静载1.25倍的吊载，实现动载荷和静载荷的稳定性试验，无需多次卸砝码加砝码，省略了十分繁琐的砝码搬运工序，且本实施例的荷载加载设备100可连续不间断的加力吊载。

在本发明实施例中，移动调节机构20包括万向驱动轮201和动力箱202；至少两个万向驱动轮201安装于车架体10的底面；动力箱202与万向驱动轮201电连接并用于向万向驱动轮201供电。本实施例中的万向驱动轮201可以360度转动变换方位，随着加载过程，万向驱动轮201可根据钢丝绳210与地面的垂直度自动向钢丝绳210与地面垂直的状态运动，并且本实施例中的万向驱动轮201不仅能实现微动调节钢丝绳210垂直度，还能在人工操控加载控制器6下，带动荷载加载设备100大幅度运动，实现荷载加载设备100到达指定幅度位置的自主搬运过程，本实施例中的移动调节机构20便于取材且成本低，可方便荷载加载设备100的装配和生产。

如图1和图3所示，在一实施例中，车架体10的前端有两个并排间隔设置的万向驱动轮201，车架体10的后端有两个并排间隔设置的从动轮203，万向驱动轮201可带动从动轮203移动，从而实现荷载加载设备100的微动和大幅度移动，在其他实施例中，可用履带替代移动万向驱动轮201。

在本发明实施例中，荷载加载设备100还包括：多个配重块30，用于堆叠于车架体10上并相对于加载油缸2对称布置。如图1所示，在一实施例中，加载油缸2的前后两侧均设置于三块配重块30，三块配重块30沿上下方向堆叠，每块重为0.5t，后续可根据加载需求继续加载配重块30，以扩大荷载加载设备100的拉力加载范围。

在本发明实施例中，动力箱202和加载控制器6分别位于车架体10的两端并相对多个配重块30对称布置。如图1和图2所示，在一实施例中，动力箱202位于车架体10的前端，加载控制器6位于车架体10的后端，加载油缸2位于车架体10的中部，油箱组件8和液压泵9均安装于车架体10上，且油箱组件8位于动力箱202和加载油缸2之间，液压泵9位于加载油缸2和加载控制器6之间，本实施例中通过一次间隔布局的方式可提高荷载加载设备100的重量分布均匀性，可避免实验过程中荷载加载设备100倾翻的情况。

在本发明实施例中，加载油缸2的活塞杆的外表面设置有防磨防腐层。在一实施例中，防磨防腐层为硬铬层，加载油缸2的活塞及活塞杆为整体合金钢结构，且表面镀硬铬，并对加载油缸2的活塞杆进行抛光处理，使加载油缸2能适用长期吊载加力，可避免加载油缸2产生破损、锈蚀等影响本身重量的情况，进一步提高了荷载加载设备100的加载精确性和使用寿命。

在本发明实施例中，油箱组件8包括油箱81和设置于油箱81内的滤清器。并且本实施例中的油箱81内还设置有温度计和电子液位装置，使油箱组件8在存储压力油的同时还能起到散热、分离气体及沉淀污物和提供安装位置的功能，提高了荷载加载设备100的集成化，可缩小荷载加载设备100的体积。

本发明还提出一种荷载加载方法，所述荷载加载方法应用于如上所述的荷载加载设备，所述荷载加载方法包括：

步骤S1，获取起重机是否存在倾翻趋势；

步骤S2，所述起重机存在倾翻趋势的情况下，控制加载油缸的活塞杆随所述起重机的倾翻状态运动，并获取拉力传感器检测的拉力检测信号，根据拉力传感器检测的拉力检测信号调节所述加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，使所述加载油缸的加载力保持不变。

本实施例中加载油缸的活塞杆和拉力传感器、吊钩、拉环刚性连接。吊钩吊拉环的状态下，起重机有倾翻趋势的情况下，可控制加载油缸的活塞杆随起重机倾翻状态运动，吊钩与加载油缸的活塞杆的拉力会变小，同时拉力传感器感知后，为保证加载力不变，可向加载油缸注油，调节加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，在保证加载力不变的情况下使加载油缸的活塞杆随起重机倾翻状态运动，实现了加载油缸的活塞杆变化而加载力恒定，同时避免了测试过程中设备倾翻的情况，保证了人员和设备的安全。在一实施例中，中可具体通过激光检测的方式获取起重机是否存在倾翻趋势。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种荷载加载设备，用于起重机(200)，其特征在于，所述荷载加载设备(100)包括：

拉环(1)，用于连接起重机(200)的钢丝绳(210)；

加载油缸(2)；

拉力传感器(3)，连接在所述拉环(1)与所述加载油缸(2)之间；和

加载控制器(6)，被配置为根据所述拉力传感器(3)的拉力检测信号调节所述加载油缸(2)的有杆腔与无杆腔的油压差；

所述拉力传感器(3)包括连接板(31)，所述连接板(31)的顶端连接所述拉环(1)且底端连接所述加载油缸(2)的活塞杆；

所述连接板(31)的两端分别通过两个销轴(5)与所述拉环(1)和所述加载油缸(2)的活塞杆枢转连接。

2.根据权利要求1所述的荷载加载设备，其特征在于，所述荷载加载设备(100)包括伺服阀(7)，所述加载控制器(6)电连接所述伺服阀(7)以调节流向所述加载油缸(2)的有杆腔的压力油的油压。

3.根据权利要求2所述的荷载加载设备，其特征在于，所述荷载加载设备(100)还包括：

油箱组件(8)，用于存储压力油；

液压泵(9)，所述伺服阀(7)安装于所述液压泵(9)，所述液压泵(9)用于向所述伺服阀(7)提供所述油箱组件(8)内的压力油。

4.根据权利要求1所述的荷载加载设备，其特征在于，所述连接板(31)的底端和所述加载油缸(2)的活塞杆之间安装有预应力环。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的荷载加载设备，其特征在于，所述荷载加载设备(100)还包括：

车架体(10)，所述加载油缸(2)和所述加载控制器(6)均安装于所述车架体(10)上；

垂直度检测器，用于检测所述钢丝绳(210)与地面的垂直度；和

移动调节机构(20)，用于驱动所述车架体(10)相对于所述起重机(200)移动；

其中，所述加载控制器(6)还被配置为根据所述垂直度控制所述移动调节机构(20)，以使所述钢丝绳(210)保持竖直向下状态。

6.根据权利要求5所述的荷载加载设备，其特征在于，所述移动调节机构(20)包括：

万向驱动轮(201)，至少两个所述万向驱动轮(201)安装于所述车架体(10)的底面；

动力箱(202)，与所述万向驱动轮(201)电连接并用于向所述万向驱动轮(201)供电。

7.根据权利要求6所述的荷载加载设备，其特征在于，所述荷载加载设备(100)还包括：

多个配重块(30)，用于堆叠于所述车架体(10)上并相对于所述加载油缸(2)对称布置。

8.根据权利要求7所述的荷载加载设备，其特征在于，所述动力箱(202)和所述加载控制器(6)分别位于所述车架体(10)的两端并相对多个所述配重块(30)对称布置。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的荷载加载设备，其特征在于，所述加载油缸(2)的活塞杆的外表面设置有防磨防腐层。

10.根据权利要求3所述的荷载加载设备，其特征在于，所述油箱组件(8)包括油箱(81)和设置于所述油箱(81)内的滤清器。

11.一种荷载加载方法，其特征在于，所述荷载加载方法应用于权利要求1至10中任一项所述的荷载加载设备，所述荷载加载方法包括：

获取起重机是否存在倾翻趋势；

所述起重机存在倾翻趋势的情况下，控制加载油缸的活塞杆随所述起重机的倾翻状态运动，并根据拉力传感器检测的拉力检测信号调节所述加载油缸的有杆腔与无杆腔的油压差，使所述加载油缸的加载力保持不变。

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