RU1801923C

RU1801923C - Load oscillation damping method and device

Info

Publication number: RU1801923C
Application number: SU894749395A
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Орлов; Анатолий Иванович Пабат
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1993-03-15

Abstract

Использование: подъемно-транспортное машиностроение. Сущность: на грузовой тележке 1 установлены противоположно направленные гидроцилиндры 2, на штоках , которых расположены обводные блоки 3, огибаемые грузовыми канатами 4. Гидроцилиндры 2 посредством гидромагистрали 5 соединены с гидронасосом 6. В центре тележки на кронштейне 8 установлен блок регистрации отклонений груза 9, содержащий лазер 10. снабженный цилиндрической линзой 11, и два фотоприемника, выходы которых соединены с блоком управлени 14, выход которого соединен с двигателем 7. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.Usage: hoisting and transport engineering. SUBSTANCE: oppositely directed hydraulic cylinders 2 are installed on a freight trolley 1, on the rods, which bypass blocks 3 are located, which are enveloped by cargo ropes 4. Hydraulic cylinders 2 are connected to a hydraulic pump 6 via a hydraulic highway 6. In the center of the trolley, a load deviation registration unit 9 is installed on the bracket 8, containing a laser 10. equipped with a cylindrical lens 11, and two photodetectors, the outputs of which are connected to a control unit 14, the output of which is connected to the engine 7. 2 cpf, 2 ill.

Description

i i

Изобретение относитс к подъемно- транспортному машиностроению, а именно к системам по уменьшению раскачиваний груза на гибком подвесе при работе механизмов горизонтального перемещений груза у кранов. ,.The invention relates to hoisting-and-transport mechanical engineering, and in particular to systems for reducing load swaying on a flexible suspension when operating mechanisms of horizontal movement of cargo at cranes. ,.

Цель изобретени - повышение эффективности уменьшени раскачивани груза.The purpose of the invention is to increase the efficiency of reducing load swing.

На фиг.1 приведены схема осуществлени способа и устройство дл его осуществлени ; на фиг.2 - схема блока управлени .Figure 1 shows a diagram of an implementation of the method and an apparatus for its implementation; Fig. 2 is a diagram of a control unit.

На грузовой тележке 1 установлены противоположно направленные гидроцилиндры 2, на штоках которых расположены обводные блоки 3, огибаемые грузовыми канатами 4. Гидроцилиндры посредством гидромагистрали 5 соединены с гидронасосом 6, приводимым в действие двигателем 7. В центре тележки на кронштейне 8 установлен блок регистрации отклонений груза (гру-. зозахватного органа) 9, содержащий микромощный полупроводниковый лазер 10 инфракрасного излучени , снабженный цилиндрической линзой 11 и два фотоприемника 12 и 13, выходы которых соединены с блоком управлени 14, выход которого соединен с двигателем 7. На раме грузозахватного органа установлен диэлектрический рефлектор 16 инфракрасного излучени , состо щий из обращенных четырехгранных призм полного внутреннего отражени и обеспечивающий необходимую юстировку оптической системы при наклонах грузозахватного органа.Opposedly directed hydraulic cylinders 2 are installed on the cargo truck 1, on the rods of which there are bypass blocks 3, enveloped by the cargo ropes 4. The hydraulic cylinders are connected via the hydraulic line 5 to the hydraulic pump 6 driven by the engine 7. In the center of the truck on the bracket 8 there is a unit for recording load deviations ( gross capturing organ) 9, containing a micropowerful semiconductor laser 10 of infrared radiation, equipped with a cylindrical lens 11 and two photodetectors 12 and 13, the outputs of which are connected to th control 14, whose output is connected to a motor 7. The frame of the lifting body mounted dielectric reflector 16, infrared radiation, consisting of inverted quadrangular prism of full internal reflection, and provides the necessary alignment of the optical system at inclinations lifting body.

Выходы токоприемников 12 и 13 соединены в блоке управлени 14 со входами синхронных детекторов 17 и 18 (фиг.2), выходы которых соединены со входами интеграто ров 19 и 20, выходы которых соединены со входами компаратора 21, выход которого через блок реверсировани 22 соединен с двигателем 7. Питание лазера осуществл етс от генератора 23. The outputs of the current collectors 12 and 13 are connected in the control unit 14 to the inputs of the synchronous detectors 17 and 18 (Fig. 2), the outputs of which are connected to the inputs of the integrators 19 and 20, the outputs of which are connected to the inputs of the comparator 21, the output of which through the reversing unit 22 is connected to engine 7. The laser is supplied from a generator 23.

Способ гашени колебаний груза при работе механизмов горизонтального перемещени кранов (например, механизма передвижени тележки) состоит в осуществлении управл емого воздействи посредством гидроцилиндров на соответствующие обводные блоки и грузовые канаты, привод щего к изменению соотношени длин канатов (изменению геометрии схемы подвеса груза) и, как следствие, перераспределению нат жений в них, причем указан- ное воздействие осуществл етс в начальный момент возникновени колебательного процесса, преп тству развитию колебаний при любых технологических режимах работы и внешних возмущающих факторах.The method of damping load vibrations during the operation of the mechanisms of horizontal movement of cranes (for example, the mechanism for moving the trolley) consists of a controlled action by means of hydraulic cylinders on the corresponding bypass blocks and cargo ropes, leading to a change in the ratio of the lengths of the ropes (change in the geometry of the load suspension structure) and, as consequence, the redistribution of stresses in them, and the specified effect is carried out at the initial moment of occurrence of the oscillatory process, preventing the development of REPRESENTATIONS at any technological modes and external disturbing factors.

Устройство дл осуществлени предлагаемого способа работает следующим образом .A device for implementing the proposed method operates as follows.

В исходном положении, при неподвижной тележке, грузозахватный орган с грузом или без него расположен симметрично тележке . Излучение лазера 10. имеющего высокую помехозащищенность вследствие большой спектральной плоскости излуче0 ни , сфокусированное цилиндрической линзой 11. направл етс на рефлектор 16, который благодар полному внутреннему отражению возвращает излучение симметрично на оба фотоприемника независимо отIn the initial position, with the trolley stationary, the load-gripping body with or without load is located symmetrically to the trolley. The radiation of a laser 10. having a high noise immunity due to the large spectral plane of radiation, focused by a cylindrical lens 11. is directed to a reflector 16, which, thanks to the total internal reflection, returns the radiation symmetrically to both photodetectors regardless of

5 наклона грузозахватного органа, в силу чего сигналы токоприемников 12 и 13 равны, равны также сигналы на выходах синхронных детекторов 17 и 18, повышающих помехозащищенность электронно-оптического трак0 та, на выходах интеграторов 19,20, преобразующих импульсный сигнал в по- сто нный определенного уровн , и на входах компаратора 21 выходной сигнал которого в этом случае равен нулю и двига5 тель 7 выключен.5 of the inclination of the load-gripping organ, due to which the signals of current collectors 12 and 13 are equal, the signals at the outputs of synchronous detectors 17 and 18, which increase the noise immunity of the electron-optical path, at the outputs of integrators 19.20, converting the pulse signal to a constant, are also equal level, and at the inputs of the comparator 21 the output signal of which in this case is equal to zero and the motor 7 is turned off.

В начальный момент движени тележки , например, вправо на фиг.1, вследствие действи сил инерции груз (грузозахватный орган) будет отклон тьс влево. При этомAt the initial moment of movement of the carriage, for example, to the right in Fig. 1, due to the action of inertia forces, the load (load-gripping member) will deviate to the left. Wherein

0 освещенность левого фотоприемника 12 окажетс больше, чем правого 13, что соответствующим образом изменит уровень сигнала на выходе компаратора 21, который в блоке реверсировани 22 образует сигнал0 the illumination of the left photodetector 12 will be greater than the right 13, which will accordingly change the signal level at the output of the comparator 21, which in the reversing unit 22 forms a signal

5 управлени двигателем 7, привод щим в действие гидронасос 6, который по гидромагистрали 5 будет перекачивать жидкость из левой части гидроцилиндра 2 в правую. Под действием давлени жидкости гидроцилин0 дры перемещают направл ющие блоки 3, измен геометрию схемы подвеса груза пу- тем уменьшени длины правого каната и увеличени левого, за счет чего нат жение в правом канате увеличитс , а в левом умень5 шитс , и к грузозахватному устройству будет приложено горизонтальное усилие, л возвращающее его в положение равновеси . Это будет продолжатьс до тех пор, пока расположение тележки и грузозахват0 ного органа не станет симметричным, .вследствие чего освещенность фотоприемников 12 и 13 окажетс одинаковой, сигнал с выхода компаратора 21 будет равен нулю и работа гидронасоса прекратитс . При из5 менении ускорени тележки описанный процесс будет повтор тьс , обеспечива гашение колебаний груза. При смещении центра масс груза относительно тележки вправо увеличитс освещенность и, следо- вательно, фототок правого фотоприемника5 to control an engine 7 driving a hydraulic pump 6, which will pump fluid from the left side of the hydraulic cylinder 2 to the right along the hydraulic line 5. Under the influence of the fluid pressure, the hydraulic cylinders move the guide blocks 3, changing the geometry of the load suspension by decreasing the length of the right cable and increasing the left, due to which the tension in the right cable will increase, and in the left, it will decrease, and the load gripping device will be applied horizontal force, l returning it to the equilibrium position. This will continue until the arrangement of the trolley and the load gripping organ becomes symmetrical, as a result of which the illumination of the photodetectors 12 and 13 will be the same, the signal from the output of the comparator 21 will be zero and the operation of the hydraulic pump will stop. When the acceleration of the trolley changes, the described process will be repeated, providing damping of the load oscillations. When the center of mass of the load is shifted relative to the truck to the right, the illumination and, consequently, the photocurrent of the right photodetector will increase

12, сигнал на выходе компаратора 21 инвертируетс , блок 22 реверсирует вращение двигател 7 и гидронасоса 6, который перекачивает жидкость из правой части гидроцилиндров 2 в левую, гас колебани груза. 12, the output signal of the comparator 21 is inverted, the block 22 reverses the rotation of the engine 7 and the hydraulic pump 6, which pumps the liquid from the right side of the hydraulic cylinders 2 to the left, which extinguishes the load.

Аналогичный процесс будет иметь место при замедлении тележки, воздействии внешних возмущающих факторов (ветер иA similar process will take place when the cart slows down, the action of external disturbing factors (wind and

т.д.).etc.).

Таким образом, предлагаемый способ гашени колебаний груза и устройство дл его осуществлени позвол ют путем воздействи на грузовые канаты существенно уменьшить колебани груза уже на стадии их возникновени . Это обсто тельство дает возможность повысить производительность крана за счет уменьшени времени, затрачиваемого на гашение колебаний груза , и использовать его дл работы в автоматическом режиме в составе гибких производственных систем. iThus, the proposed method of damping the oscillations of the load and the device for its implementation allow, by acting on the load ropes, to significantly reduce the oscillations of the load already at the stage of their occurrence. This circumstance makes it possible to increase the productivity of the crane by reducing the time taken to dampen the fluctuations of the load, and to use it to work in automatic mode as part of flexible production systems. i

- Предлагаемый способ может быть применен и на кранах стрелового типа при работе механизмов поворота или изменени вылета при другой конструктивной реализа- ции устройства.- The proposed method can also be applied on jib cranes during operation of rotation mechanisms or change of overhangs with another structural implementation of the device.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of damping oscillations of a load suspended on two ropes located in the plane of its movement, which means that a force is applied to the load in a direction opposite to the direction of its movement, which differs in that, in order to increase efficiency, the specified effort is applied at the initial moment of occurrence of the oscillatory

process by changing the length of the corresponding rope.

2. A device for damping vibrations of a load suspended on two ropes located in the plane of its movement, containing oppositely directed hydraulic cylinders for securing to the crane truck, mounted bypass rods mounted on them, stored in them and ropes connected at one end to the load gripping body for securing with other ends on a freight trolley; different from that. in order to increase efficiency, it is equipped with an infrared laser for mounting on a freight truck with the possibility of directing its beam vertically downward, mounted on a load-gripping organ, a reflector of total internal reflection, located at the neutral position of the load-gripping -organ under the laser, mounted symmetrically relative to the last photodetectors for fixing on a freight trolley with a reversible drive hydraulic pump, the opposite outputs of which are connected with the corresponding identical ennymi cavities of hydraulic cylinders, synchronous detectors, connected with their inputs to the outputs of respective photodetectors, integrators connected by their inputs to the outputs of the respective synchronous detectors and their inputs connected to the outputs of the respective integrators comparator, whose output is connected to an input actuator block reversing pump.