EP1153877A1 - Procédé et dispositif pour la simulation de charges sur des appareils de levage - Google Patents
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- EP1153877A1 EP1153877A1 EP01420095A EP01420095A EP1153877A1 EP 1153877 A1 EP1153877 A1 EP 1153877A1 EP 01420095 A EP01420095 A EP 01420095A EP 01420095 A EP01420095 A EP 01420095A EP 1153877 A1 EP1153877 A1 EP 1153877A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
Definitions
- the present invention relates to a method for simulating loads on lifting devices, in particular on tower cranes, in view of the adjustment of the lifting device force limiters.
- This invention also relates to a device for implementing said method.
- the invention applies to any lifting device equipped with a lifting mechanism winch lifting, the electric motor of which is controlled by a speed variator speed ensuring regulation of the motor torque.
- force limiters The role of force limiters is to limit the forces due to the load suspended from the lifting hook, and applied to the structure of the crane, to acceptable values for which this crane is calculated and built.
- a 10% safety margin is usually provided for take into account the accuracy of the force measurement systems, as well than dynamic increases due to accelerations in lifting.
- the load limiters are set when the crane is started, with each change of configuration of the crane and also, generally, at least once a year as a periodic check.
- EP 0866022 A gives an example of a process and test device, for tower crane, using suspended load
- this document does not detail the security settings.
- the use of actual charges is also recalled in the document DE 3644451 A (figure 1).
- load simulation allowing adjustments to be made without need for actual calibrated loads.
- document US 4,509,377 describes a method for testing a lifting device such as a crane or overhead crane, already providing for the use of a load cell mounted between the lifting hook and floor ; however, the process described in this document is used only for perform a load test, and it is not intended for adjustment of the load and time limitation.
- Document US 4,643,031 describes a method of testing lifting devices such as traveling bridges or gantries, using a load cell mounted between the lifting hook and a structure secured to the lifting device, and also using a jack hydraulics to simulate a load.
- Document DE 2140779 A describes a method and a device for determining the limit loads, on telescopic boom cranes, again using a load cell associated with a hydraulic cylinder.
- the document DE 3341414 describes a device for controlling overload security, located between the lifting hook and a fixed point anchored to the ground, possibly replaceable by a mass of high value. These measures is not a load cell giving a measure of effort, but a mechanism to pin which is sheared beyond a certain value of the tensile force. Such a system does not provide convenient adjustment modes, such as those of the present invention.
- the present invention aims to overcome the need for real calibrated loads and / or cylinders hydraulics to adjust the force limiters on the cranes in turn, and therefore to limit the handling of such loads, as well as the duration and cost of these adjustments, thus making them particularly easy, while also allowing the adjustment of moment limiters.
- the load cell is fixed at one end at a fixed point anchored to the ground or is moored at this end to the structure of the crane.
- the load cell is hooked, by one of its ends, to a free mass of a value greater than that of the maximum load at measure, so that this mass achieves the equivalent of a fixed point.
- the other end of the load cell is attached to the lifting hook of the crane.
- the method according to the invention may include the use of a direct reading load cell, that is to say a load cell having on itself a means of displaying the tensile force exerted on this load cell.
- a direct reading load cell that is to say a load cell having on itself a means of displaying the tensile force exerted on this load cell.
- an operator must be present near the scale, to read the displayed effort values and transmit them to another responsible operator carry out the adjustment, generally posted on the crane structure, especially at the level of the mechanism's electrical control cabinet lifting.
- the process which is the subject of the invention involves the use of a load cell with remote reading, i.e. a load cell with means for remote transmission of tensile force values measured, to a display box of measured values which preference is placed within immediate reach of the operator responsible for carrying out adjustment.
- a load cell with remote reading i.e. a load cell with means for remote transmission of tensile force values measured
- This variant therefore no longer requires the presence of a second operator to read the measurement given by the load cell, and it avoids also any communication error between two operators.
- the loads suspended on the lifting hook transmit a tensile force proportional to the load, in the strand of the lifting cable from the hoist winch drum.
- This effort is transmitted to pulleys on which the cable passes, or to the drum.
- the device measurement of effort is therefore located either at the level of the drum, which constitutes thus a weighing drum, either at the level of a cable return pulley, which then constitutes a weighing pulley; this measuring device has a mechanical amplifier, which controls the limiters charge.
- these adjustments are preferably made within range minimum i.e. with the axis of the lifting hook located closest to the base of the crane, and also preferably (in the case of hauling to changeable number of strands for the lifting cable) in hauling two strands, for which the forces due to accelerations are greater than with four-strand or more hauling.
- the complete setting also includes setting the maximum load moment limiter switches, and it is recalled here that the load moment is the product of the rolling load (carriage + muffle + hook + payload) by the distance between the point of origin of the constant moment, depending on the type of crane, and the axis of the hook. Adjustment of the maximum load moment limiter switches can theoretically be done for any load between the load maximum and the tip load of the crane jib, within reach nominal value corresponding to this load, read from the load diagram. To make this adjustment, you can use the process of measuring a load using the load cell, as defined above.
- the necessary device essentially comprises a load cell (direct or remote reading), used in combination with means of motor torque and speed regulation, integrated or associated with the variable speed drive which controls the electric motor actuating the crane lifting winch, with means for displaying a process of adjustment of force limiters, the load cell being designed to be mounted between the lifting hook and a fixed point, the assembly making it possible to simulate a load by generating a torque in the electric motor, while measuring the value of this charge.
- the display means include a control keyboard for displaying the "setting" mode by a code, to display an engine torque setpoint and, optionally for controlling the lifting movement in the direction up and down.
- Figure 1 shows a tower crane, with its base 1, its mast 2 and its distributing arrow 3, along which a carriage 4 travels.
- crane ensures the lifting of loads by means of a hook 5, linked to a muffle 6, and a lifting cable 7 which forms at least two strands under the carriage 4, one of the strands of the cable 7 winding on the drum of a lifting winch 8.
- the lifting winch 8 is shown diagrammatically, with its drum 9 rotated from an electric motor 10, by through a reducer 11.
- the electric motor 10 is controlled by a speed variator 12, which receives at an input a speed reference 13, supplied by a control lever 14 of the "combiner" type.
- a speed sensor 15, associated with the electric motor 10, supplies to another input of the variator 12 a speed feedback signal 16, and a subtractor 17 determines at all times the difference between the reference of speed 13 and the actual instantaneous speed, given by the return signal 16.
- the electric motor 10 is controlled via a regulation stage 18, and a power stage 19.
- a torque limiting member 20 also acts on the stage of regulation 18.
- the member 20 comprises a control keyboard 21, and a display 22 indicating a code or a numerical value.
- the speed and speed control functions torque are usually incorporated into all types of variable speed drives used on tower cranes.
- the device comprises a load cell 23, which in the example illustrated is a direct reading load cell, that is to say it has, directly placed on it, a display 24 indicating the value of a tensile force F measured by this load cell 23.
- the load cell 23 is a load cell with remote reading, the measured value by this load cell displayed on a remote box, within sight of the operator responsible for adjusting, this operator being posted at proximity to the lifting winch 8.
- the load cell 23 is hooked, by its end upper 25, to the lifting hook 5.
- the other end 26, or end bottom of the load cell 23 is fixed to a fixed point 27, anchored in the ground 28; in a variant not illustrated, this lower end 26 of the load cell 23 is attached to a free mass, but whose weight is greater than the effort to be applied, so that this mass will not be lifted and will constitute the equivalent of a fixed anchor point.
- the adjustment process is initiated by displaying an access code, authorizing the takeover of the limitation of the torque delivered by the electric motor 10, and by validating the access code using the control keyboard 21 of the limitation member 20.
- the adjustment process itself includes, in particular, the operation of displaying on the display 22 a setpoint for limiting the torque of the electric motor 10, such as the control of this motor 10 with the torque thus determined simulates a load, in the sense that the load cell 23 is subjected to a tensile force F corresponding to this torque.
- the value of the tensile force F, indicated by the display 24 of the load cell 23, can then be read, and from there the tuning process can be continued (according to the general description already given above).
- This process can be controlled, with regard to the movement of lifting in the direction of ascent and descent, using the lever existing order 14; in an advantageous variant, the control of the lifting movement in the direction of ascent and descent is provided by the control keyboard 21, which allows control centralized for the entire adjustment process.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
- à monter un peson entre le crochet de levage et un point fixe,
- à placer le mécanisme de levage, à régulation du couple moteur, sur un mode "réglage",
- à afficher des consignes de limitation du couple moteur, commander la fonction de levage, par la commande du moteur électrique du treuil, dans le sens de la montée, et lire les valeurs d'effort de traction fournies par le peson.
- à afficher une consigne de limitation du couple moteur, par exemple sous forme de pourcentage du couple nominal, légèrement inférieure à celle du tableau de charges de la grue (par exemple : 90%),
- à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, jusqu'à immobilisation du treuil, le peson étant alors soumis à une force de traction correspondant à la consigne de limitation du couple précédemment affichée,
- à lire la valeur d'effort fournie par le peson (par exemple : 5,1 tonnes),
- à augmenter la consigne de limitation de couple jusqu'à obtenir, au niveau du peson, la valeur correcte donnée par le tableau de charges (par exemple : 5,2 à 5,3 tonnes),
- en cas de dépassement de la valeur souhaitée, à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, et reprendre les phases précédentes en réajustant la consigne de limitation de couple,
- enfin, à relâcher la commande de sorte que le frein agisse et immobilise le treuil en position, l'effort étant maintenu à la même valeur au niveau du peson.
- à amener le limiteur de charge à la limite de la coupure,
- à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, jusqu'à détendre le câble de levage,
- à arrêter la grue, en attendant que le variateur de vitesse se désactive totalement (selon un temps donné par la notice technique de la grue, qui peut être d'environ 30 secondes),
- à remettre en marche la grue,
- à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, à vitesse lente, le limiteur de charge arrêtant alors le mouvement et le frein étant mis en action,
- à lire la valeur d'effort fournie par le peson et à vérifier que cette valeur est comprise entre la valeur nominale de la charge et ladite valeur nominale augmentée d'une quantité prédéterminée (par exemple : valeur nominale + 10%),
- micro-vitesse (à charge maximale),
- petite vitesse (qui est la vitesse nominale de la charge maximale),
- grande vitesse,
- survitesse (uniquement en descente).
- L'invention supprime le recours à des charges étalonnées, habituellement au nombre de quatre ou cinq charges distinctes, pour les réglages d'efforts, en supprimant aussi tout transport et toute manipulation de telles charges.
- Le réglage d'un limiteur d'effort peut se faire avec intervention d'un seul opérateur, dans le cas d'utilisation d'un peson à lecture déportée.
- Le système permet de s'affranchir de toute erreur de charge, ou erreur de communication entre un opérateur au sol et l'opérateur chargé du réglage (dans le cas d'un peson à lecture déportée).
- Les opérations de réglage sont simplifiées, rendues plus rapides et moins coûteuses, tout en conservant la précision souhaitable.
- en réalisant d'une manière différente l'amarrage du peson, par exemple en utilisant un point de la grue elle-même ;
- en mettant en oeuvre le procédé avec des variateurs de vitesse de tous types permettant un contrôle du couple moteur, tels que : variateur de fréquence, variateur de tension ou variateur à courant continu ;
- en appliquant le même procédé et dispositif à tous types d'appareils de levage, autres que les grues à tour, équipés d'un treuil à câble dont le moteur électrique est piloté par un variateur.
Claims (11)
- Procédé pour la simulation de charges sur des appareils de levage, en particulier sur des grues à tour, en vue du réglage des limiteurs d'efforts de l'appareil de levage, celui-ci étant équipé d'un mécanisme de levage à treuil (8), dont le moteur électrique (10) est piloté par un variateur (12) assurant une régulation du couple moteur, caractérisé en qu'il consiste :à monter un peson (23) entre le crochet de levage (5) et un point fixe (27),à placer le mécanisme de levage, à régulation du couple moteur, sur un mode "réglage",à afficher des consignes de limitation du couple moteur, commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, par la commande dudit moteur électrique (10), et lire les valeurs d'effort de traction (F) fournies par le peson (23).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le peson (23) est fixé, à l'une de ses extrémités (26), en un point fixe (27) ancré au sol (28), ou est amarré, par cette extrémité (26), à la structure de la grue.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le peson (23) est accroché, par l'une de ses extrémités (26), à une masse libe d'une valeur supérieure à celle de la charge maximale à mesurer.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme de levage est commuté sur le mode "réglage" par affichage et validation d'un code d'accès sur le clavier de commande du variateur de vitesse (12) qui pilote le moteur (10) actionnant le treuil de levage (8).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le processus de réglage de la limitation d'une charge consiste, pour mesurer la charge :à afficher une consigne de limitation du couple moteur, par exemple sous forme de pourcentage du couple nominal, légèrement inférieure à celle du tableau de charges de la grue ;à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, jusqu'à immobilisation du treuil (8), le peson (23) étant alors soumis à une force de traction correspondant à la consigne de limitation du couple précédemment affichée,à lire la valeur d'effort (F) fournie par le peson (23),à augmenter la consigne de limitation de couple jusqu'à obtenir, au niveau du peson (23), la valeur correcte donnée par le tableau de charges,en cas de dépassement de la valeur souhaitée, à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, et reprendre les phases précédentes en réajustant la consigne de limitation de couple,enfin, à relâcher la commande de sorte que le frein agisse et immobilise le treuil (8) en position, l'effort étant maintenu à la même valeur (F) au niveau du peson (23).
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, en ce qui concerne plus particulièrement le réglage d'un limiteur de charge :à amener le limiteur de charge à la limite de coupure,à commander la fonction de levage, dans le sens de la descente, jusqu'à détendre le câble de levage (7),à arrêter la grue, en attendant que le variateur de vitesse (12) se désactive totalement,à remettre en marche la grue,à commander la fonction de levage, dans le sens de la montée, à vitesse lente, le limiteur de charge arrêtant alors le mouvement et le frein étant mis en action,à lire la valeur d'effort (F) fournie par le peson (23) et à vérifier que cette valeur est comprise entre la valeur nominale de la charge et ladite valeur nominale augmentée d'une quantité prédéterminée,
- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend encore un réglage des interrupteurs du limiteur de moment de charge maximal, en utilisant le processus de mesure d'une charge à l'aide du peson (23), tel que défini précédemment.
- Dispositif pour la simulation de charges sur des engins de levage, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un peson (23), utilisé en combinaison avec des moyens de régulation du couple moteur et de régulation de vitesse (17 à 20), intégrés ou associés au variateur de vitesse (12) qui pilote le moteur électrique (10) actionnant le treuil de levage (8), avec moyens d'affichage (21, 22) d'un processus de réglage des limiteurs d'efforts, le peson (23) étant prévu pour être monté entre le crochet de levage (5) et un point fixe (27).
- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le peson (23) est un peson à lecture directe, c'est-à-dire un peson (23) comportant sur lui-même un moyen d'affichage (24) de l'effort de traction (F) qui s'exerce sur ce peson (23).
- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le peson (23) est un peson à lecture déportée, c'est-à-dire un peson avec moyens de transmission à distance des valeurs d'effort de traction (F) mesurées, vers un boítier d'affichage des valeurs mesurées, de préférence placé à portée immédiate de l'opérateur chargé d'effectuer le réglage.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens d'affichage comprennent un clavier de commande (21) pour l'affichage du mode "réglage" par un code, pour l'affichage d'une consigne de couple moteur et, éventuellement, pour la commande du mouvement de levage dans le sens de la montée et de la descente.
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