CN205616487U - 塔式起重机机构传动系统保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及塔式起重机机构传动系统保护的控制技术，目的是为解决现有的塔式起重机机构运行过程中或运行过程中的某一瞬间出现故障时，操作者来不及反应，不能及时作出正确有效的判断和控制，继而导致严重的安全事故，伤及人身安全的问题。本实用新型提供一种塔式起重机机构传动系统保护装置，包括速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置、信号处理装置、中央控制器及机构制动装置，所述速度信号检测装置安装在塔式起重机机构传动系统装置上，所述信号处理装置分别与速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置及中央控制器连接，所述机构制动装置分别与中央控制器及塔式起重机机构传动系统装置连接。本实用新型适用于塔式起重机。

Description

塔式起重机机构传动系统保护装置

技术领域

本实用新型涉及塔式起重机，特别涉及一种塔式起重机机构传动系统保护的控制技术。

背景技术

众所周知，塔式起重机的各种运行动作，是靠各机构系统来完成。现有技术中，有不少关于塔式起重机的各种安全保护装置及监控装置，但很多装置都是针对超载荷、超行程或违规操作等方面进行监控和保护。在塔式起重机的某一机构传动系统内发生传动齿轮断齿、传动轴断裂、输入输出速度不同步等严重的机构传动系统故障时，却只有靠操作者人为判断并进行控制，而此类故障更大概率是发生在机构运行过程中或运行过程中的某一瞬间，操作者根本来不及反应，不能及时作出正确有效的判断和控制，继而导致严重的安全事故，伤及人身安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种塔式起重机机构传动系统保护装置及其方法，在塔机机构通电过程中，能对塔机机构传动系统进行实时监测和判断，发生故障时及时停止驱动，并自动发出制动指令，中断载荷非正常运动，避免造成严重的安全事故。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：塔式起重机机构传动系统保护装置，包括速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置、信号处理装置、中央控制器及机构制动装置，所述速度信号检测装置安装在塔式起重机机构传动系统装置上，所述信号处理装置分别与速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置及中央控制器连接，所述机构制动装置分别与中央控制器及塔式起重机机构传动系统装置连接。本实用新型中，速度信号检测装置可以采用速度传感器。

具体地，所述速度信号检测装置包括低速端信号检测装置及高速端信号检测装置，分别安装于所述塔式起重机机构传统系统装置的低速端和高速端。

具体地，所述机构制动装置包括高速端制动装置和低速端制动装置，分别与所述塔式起重机机构传动系统装置的低速端和高速端连接。

较佳地，还包括报警装置，所述报警装置与中央控制器连接。

优选地，所述报警装置安装于塔式起重机操作室。

可选地，所述速度信号检测装置为旋转编码器和/或接近开关和/或光电开关。

可选地，所述信号处理装置为编码器信号转换器或模拟量扩展模块或变频器。

具体地，所述塔式起重机机构传动系统装置为变幅或起升机构传动系统。所述起升机构传动系统包括卷筒，驱动卷筒的角传动减速器，连接卷筒与角传动减速器的第一传动轴，角传动减速器通过第二传动轴与圆柱齿轮减速器连接，圆柱齿轮减速器通过第三传动轴和联轴器与变频电机连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对塔式起重机机构的输入、输出端进行实时检测、监控，及时发现塔式起重机机构传动系统故障，例如；高速端电机与终端卷筒联接系统中的传动轴断裂、传动齿轮损坏、高速端电机堵转、编码器故障、操作输入信号的元器件损坏等，及时自动发出切断输入信号、立即制动、操作室报警等指令，避免造成更大的安全事故和人身伤害。

附图说明

图1为实施例的塔式起重机机构传动系统保护装置原理框图；

图2为实施例的塔式起重机机构传动系统保护装置应用于起升机构传动系统的结构示意图。

图中标记为：塔式起重机机构传动系统装置10、操作运行信号V0输出装置30、速度信号检测装置20、信号处理装置40、中央控制器50、机构制动装置60及操作室报警装置70、低速端速度V1检测装置21和高速端速度V2检测装置22、卷筒11、角传动减速器13、第一传动轴12、第二传动轴14、圆柱齿轮减速器15、第三传动轴16、联轴器17、变频电机18。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

本实用新型为解决现有的塔式起重机机构运行过程中或运行过程中的某一瞬间出现故障时，操作者来不及反应，不能及时作出正确有效的判断和控制，继而导致严重的安全事故，伤及人身安全的问题，提供一种塔式起重机机构传动系统保护装置，包括速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置、信号处理装置、中央控制器及机构制动装置，所述速度信号检测装置安装在塔式起重机机构传动系统装置上，所述信号处理装置分别与速度信号装侧装置、操作运行信号V0输出装置及中央控制器连接，所述机构制动装置分别与中央控制器及塔式起重机机构传动系统装置连接。

实施例

如图1、图2所示，本实用新型的塔式起重机机构传动系统安全保护装置，包括塔式起重机机构传动系统装置10、操作运行信号V0输出装置30、速度信号检测装置20、信号处理装置40、中央控制器50、机构制动装置60及操作室报警装置70。

其中，所述速度信号检测装置20包括低速端速度V1检测装置21和高速端速度V2检测装置22，分别安装于所述塔式起重机机构传动系统装置10的低速端和高速端，分别采集塔式起重机机构传动系统的低速端速度V1信号和高速端速度V2信号；所述速度信号检测装置20及所述操作运行信号V0输出装置30与所述信号处理装置40相连接，所述信号处理装置40对采集的塔式起重机机构传动系统10的低速端速度V1信号和高速端速度V2信号及输出的操作运行信号V0进行处理；所述信号处理装置40与中央控制器50相连接，将处理后的信号传送至中央控制器50；所述中央控制器50包括计时单元、运算单元、比较单元、执行单元等相关控制单元，对信号处理装置40传递的塔式起重机机构传动系统10的低速端速度V1信号和高速端速度V2信号及输出的操作运行信号V0分别进行运算，再逐步比较、判断，发出切断输入信号、自动制动及声光报警的指令；所述机构制动装置60包括高速端制动装置62和低速端制动装置61，与所述中央控制器50相连接，接收其控制指令，对机构进行制动；所述操作室报警装置70与所述中央控制器50相连接，接收其控制指令，发出声光报警。

本实施例中，优选的，所述塔式起重机机构传动系统装置10为本公司自行研发的变频起升机构传动系统，包括卷筒11，驱动卷筒11的角传动减速器13，连接卷筒11与角传动减速器13的第一传动轴12，角传动减速器13通过第二传动轴14与圆柱齿轮减速器15连接，圆柱齿轮减速器15通过第三传动轴16和联轴器17与变频电机18连接。

所述速度检测装置20，可以为旋转编码器、接近开关、光电开关或其他可以用于测转速的传感器装置至少一套，优选的，本实施例中低速端速度V1检测装置21与高速端速度V2检测装置22均选为旋转编码器；

所述信号处理装置40，可以为编码器信号转换器、模拟量扩展模块或其他可转换所述速度检测装置20检测的信号和操作运行信号V0输出装置30输出信号的信号处理装置至少一套，优选的，本实施例中，低速端速度V1检测装置21与高速端速度V2检测装置22均为旋转编码器，均采用编码器信号转换器对各自的编码器信号进行转换，再与操作运行信号V0输出装置30输出的模拟量信号一样，采用模拟量扩展模块进行转换；

所述中央控制器50可以为PLC可编程逻辑控制器、变频器、控制电路板或其他具有计时、运算、比较、判断及发出执行指令程序功能的控制器，优选的，本实施例中，选用PLC可编程逻辑控制器。

在启动塔式起重机电源后，操作者通过操作运行信号V0输出装置30发出运行和速度指令，经控制回路后驱动变频电机18旋转，变频电机18通过联轴器17和第三传动轴16带动圆柱齿轮减速器15运行，圆柱齿轮减速器15通过内部齿轮的动力传递，再通过第二传动轴14带动角传动减速器13运转，角传动减速器13通过第一传动轴12带动卷筒11旋转，实现机构的正常运行。

调节运行信号V0的大小，相应改变变频电机18及卷筒11的运行速度，在输入一定时，输出也一定。据此，本实施例中，采集了操作运行信号V0、高速端变频电机运行信号V2、低速端卷筒运行信号V1，通过信号处理装置40分别进行转换，处理为PLC可编程逻辑控制器可识别的信号后，传递给PLC可编程逻辑控制器，通过PLC可编程逻辑控制器内部运算和编程，定时、周期性对各信号进行处理。控制器对信号的处理具体如下：

首先，在系统通电计时T1后，将所述塔式起重机机构传动系统高速端速度V2与所述塔式起重机机构传动系统低速端速度V1已计算好的两个值K1*V1*(1-X)、K1*V1*(1+X)进行比较，若满足V2＜K1*V1*(1-X)、V2＞K1*V1*(1+X)中的任一关系时，说明V1与V2间的传动轴断裂或传动齿轮损坏、编码器故障等现象出现，所述中央控制器经过判断，发出立即自动切断输入信号、低速端与高速端同时制动、操作室报警的指令，否则，正常执行后续程序，同时对上述数据清零，重新采集相关信号数据，待下次计时时间到，重新比较、判断；

其次，在系统通电计时T2后，将所述塔式起重机机构传动系统高速端速度V2与所述操作运行信号V0已计算好的两个值K2*V0*(1-X)、K2*V0*(1+X)进行比较，若满足V2＜K2*V0*(1-X)、V2＞K2*V0*(1+X)中的任一关系时，说明操作运行信号V0输出装置损坏、V2端编码器故障等现象出现，所述中央控制器经过判断，发出立即自动切断输入信号、高速端制动、操作室报警，延时几秒后低速端制动的指令，否则，正常执行后续程序，同时对上述数据清零，重新采集相关信号数据，待下次计时时间到，重新比较、判断；

最后，在系统通电计时T3后，将所述塔式起重机机构传动系统低速端速度V1与所述操作运行信号V0已计算好的两个值K2*V0*(1-X)、K2*V0*(1+X)进行比较，若满足V1＜K2*V0*(1-X)、V1＞K2*V0*(1+X)中的任一关系时，说明操作运行信号V0输出装置损坏、V1端编码器故障等现象出现，所述中央控制器经过判断，发出立即自动切断输入信号、高速端制动、操作室报警，延时几秒后低速端制动的指令，否则，正常执行后续程序，同时对上述数据清零，重新采集相关信号数据，待下次计时时间到，重新比较、判断；

在本实施例中，根据所选变频起升机构特性，设定计时时间分别为：T1＝1s，T2＝8s，T3＝9s，同时需经过计算及多次实验确定K1、K2、K3及X的值，以实现对塔式起重机机构传动系统的实时监测和保护，保证机构安全运行。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的模块进行自适应性的改变，并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的若干模块组合成一个模块或单元或组件，还可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了特征和\或处理相互排斥的情况之外，可以采用任何组合，本说明书中公开的每个特征都可以由提供相同、等同或者相似目的替代特征来替代。

Claims (9)

1.塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，包括速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置、信号处理装置、中央控制器及机构制动装置，所述速度信号检测装置安装在塔式起重机机构传动系统装置上，所述信号处理装置分别与速度信号检测装置、操作运行信号V0输出装置及中央控制器连接，所述机构制动装置分别与中央控制器及塔式起重机机构传动系统装置连接。

2.如权利要求1所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述速度信号检测装置包括低速端信号检测装置及高速端信号检测装置，分别安装于所述塔式起重机机构传统系统装置的低速端和高速端。

3.如权利要求2所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述机构制动装置包括高速端制动装置和低速端制动装置，分别与所述塔式起重机机构传动系统装置的低速端和高速端连接。

4.如权利要求1或2或3所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与中央控制器连接。

5.如权利要求4所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述报警装置安装于塔式起重机操作室。

6.如权利要求1或2或3所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述速度信号检测装置为旋转编码器和/或接近开关和/或光电开关。

7.如权利要求1或2或3所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述信号处理装置为编码器信号转换器或模拟量扩展模块或变频器。

8.如权利要求1所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述塔式起重机机构传动系统装置为变幅或起升机构传动系统。

9.如权利要求8所述的塔式起重机机构传动系统保护装置，其特征在于，所述起升机构传动系统包括卷筒(11)，驱动卷筒(11)的角传动减速器(13)，连接卷筒(11)与角传动减速器(13)的第一传动轴(12)，角传动减速器(13)通过第二传动轴(14)与圆柱齿轮减速器(15)连接，圆柱齿轮减速器(15)通过第三传动轴(16)和联轴器(17)与变频电机(18)连接。