RU1805094C - Ограничитель грузоподъемности стрелового крана - Google Patents

Abstract

Использование: в ограничител х грузоподъемности стреловых кранов. Сущность изобретени : в схему ограничител  введены суммирующие усилители, квадраторы и блок извлечени  квадратного корн , узел задающего сигнала и задатчик грузоподъемности . 3 з.п, ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относитс  к подъемно- транспортному машиностроению.

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема ограничител ; на фиг. 2 - функци- ональна  схема функционального преобразовател , реализующего зависимость между грузовым моментом и грузоподъемностью крана; на фиг. 3 - функциональна  схема звена ограничени  предельной грузоподъемности крана; на фиг. 4 - грузоподъемный кран, вид сбоку; на фиг. 5 - то же, вид сверху; на фиг. 6 - схема опорного контура крана и системы приложени  сил; на фиг. 7 - грузовые характеристики крана в координатах L - Q, где L - вылет, Q - грузоподъемность; на фиг. 8 - грузовые характеристики крана в координатах Q - М, где М - грузовой момент.

Ограничитель содержит датчики 1-6 нагрузки на опоры, датчик 7 длины стрелы, суммирующие усилители 8-10. квадраторы 11, 12, сумматор 13, блок 14 извлечени 

квадратного корн , узел 15 задающей сигнала , эадатчик 16 грузоподъемности, компараторы 17, 18, аналого-цифровой преобразователь 19, дешифратор 20. В качестве узла 15 задающего сигнала использо- ван диодный кусочно-линейный преобразователь, построенный на операционных усилител х 21-23, число которых соответствует числу отрезков ломанных линий, аппроксимирующих зависимости М F(Q) между грузовым моментом М и грузоподъемностью Q крана, и суммирующем усилителе 24.

Число входов суммирующих усилителей 8-10 на единицу превышает число опор крана . Инвертирующий вход компаратора 18 соединен с выходом суммирующего усилител  10, к которому подключен вольтметр 25 со шкалой, проградуировэнной в единицах силы. Исполнительный блок содержит конъ- юнктор 26 с открытым коллектором, к которому подключена катушка выходного реле 27.

СО

С

00

о ел о чэ

Обозначим POL Po2, Роз, , Pos, POS - реакции опор ненагруженного крана, Рдц Рдз, Рд5, Рдб - реакции опор крана с грузом на крюке Q.

Уравнени  статики имеют вид (фиг. 6);

Q - Pi + Ра + РЗ + 4+ PS + .. ,M cj - ()

где Pi Рд1 - Poif РУ Рд2 - Роа; РЗ РАЗ - Роз; Р4г Рд4 - Ро4; PS РДБ - POS: Ре Рде - Рое; ;--

MX yiPi + yzPa - уз - У4Р4 + ysPs - убРе;

М XlPl - - ХзРз + Х4р4 - Х5Р5 - ХбРв.

Между Q и L имеет место нелинейна  зависимость - грузова  характеристика крана (фиг, 7).

d f(Lxi)

(2).

Исключа  I из соотношений (1) и (2), полчим М F(Q), которую можно рассматривать как грузовую характеристику крана в координатах Q - М; функцию F(Q) аппроксимируем ломанной линией, показанной на фиг. 8..

Условие безопасной работы крана:

М F(Q).

Переход  от .сил к эквивалентным им сигналам датчиков 1, 2, 3, 4, 5, 6, получим уравнение.

q K(UA1 - Uoi + Ида + По2 - идз + ид4 г Uo4 t Кдб - Uos + Удб - Uoe .

S ГЛх + ГПу.

VS m-FCq);

.

где Мх (UAi - Uoi) + У2(иД2 - Uo2) - уз(идз

- U03) - У4(иД4 - U04) + У5(ид5 - Uos) - Уб(иД6 Uoe )

My (1)Д1 - Uoi) - х2(иД2 - Uo2) - хз(идз

- Uo3) + Х4(ид4 - U04) - XS(UA5 - Uos) - Хб(ид6 ,

Uoe).

Функции Мх, My и q формируютс  соответственно на выходах суммирующих усилителей 8, 9,10. На выходах квадраторов 11, 12 формируютс  соответственно функции Мх2 и My2, на выходе сумматора 13.- функции S и на выходе блока 14 - функци  М.

Напр жени  на выходе блока 14 и узла 15 сравниваютс  компаратором. При (q), что отвечает условию (3) безопасной работы крана, на выходе компаратора имеет место единичный сигнал. При М F(q)Ha выходе компаратора 17 возникает сигнал нулевой.

В кранах со стрелой переменной длины грузова  характеристика дл  различных ин- тервалов изменени  длины стрелы может быть различной. На фиг. 7 приведены три грузовые характеристики, обозначенные номерами I-III. Крива  I соответствует длине стрелы J И, крива  II - h te, крива 

f|| -12 з. Соответствующие характеристики в координатах Q - М приведены под теми же номерами на фиг, 8. Дл  реализации этих характеристик каждый из операционных усилителей узла 15 задающего сигнала имеет три параллельных резистивных цепи обратной св зи и три параллельных резистивных цепи, соедин ющих вход операционного усилител  с источником питани  (фиг. 2). Коммуникаци  указанных цепей

производитс  ключами 28-45. Сигнал датчика 7, эквивалентный длине стрелы, поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  19. На выходе преобразовател  19 по вл етс  цифровой сигнал, ко- дированный двоичным кодом. При числе- модулированных зависимостей, равном трем, достаточно двух разр дов кода и, соответственно , двух выходов преобразовател  19 - а и b (фиг. 1), При 1 It имеем на

выходе а нулевой сигнал, на выходе b - единичный. При этом дешифратор 20 подает напр жение единичного уровн  на один из выходов, замыка  ключи 28-33 и коммутируемые ими рёзйстивные цепи. Сочетание сопротивлени  резисторов указанных цепей обеспечивает реализацию на выходе узла 15 зависимости, определ емой кривой графика фиг. 8. При И I 12 на выходе а имеетс  единичный сигнал, на выходе b - нулевой.

При этом дешифратор 20 подает напр жение единичного уровн  на другой выход, замыка  ключи 34-39 и коммутируемые ими рёзйстивные цепи. На выходе узла 15 реализуетс  зависимость, определ ема  кривой 3.

Аналогично происходит последовательна  коммутаци  ключей 46-48 (фиг. 3), подключающих делители напр жени  задатчика 16 к источнику питани  при увеличении длины стрелы.

Напр жение Unp средней точки соответствующего делител , эквивалентное предельной грузоподъемности крана в данном интервале изменени  длины стрелы, сравниваетс  компаратором 18 с напр жением q на выходе суммирующего усилител  10, эквивалентным массе поднимаемого груза. При q Unp, что отвечает условию безопасной работы крана при малых вылетах стре- 5 лы, что отвечает условию безопасной работы крана при малых вылетах стрелы, на выходе компаратора 18 имеет место единичный сигнал. При q Unp на выходе компаратора 18 возникает нулевой сигнал,10

На выходы коньюнктора 26 исполнительного блока поступают сигналы с выходов компараторов 17 и 18. При высоком уровне напр жени  на обоих выходах (сигнал единичный) уровень напр жени  на вы- 15 ходе конъюнктора 26 близок к напр жению источника питани , а ток в катушке реле 27 близок к нулю. Если хот  бы на одном из входов коньюнктора 26 по витс  нулевой сигнал (m F(q) или q Unp), на его выходе 20 установитс  низкий уровень напр жени , катушка реле 27 получает питание, реле срабатывает , разрыва  своим размыкающим контактом 27.1 цепи питани  соответствующих механизмов крана.25

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Ограничитель грузоподъемности стрелового крана, содержащий датчики нагрузки на опоры, компаратор, сумматор, 30 узел задающего сигнала, исполнительный блок и блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, он снабжен суммирующими усилител ми, ограничител ми .напр жени , квадраторами, 35 блоком извлечени  квадратного корн , выход которого подключен к одному из входов компаратора, соединенного выходом с исполнительным блоком, а другим входом - с выходом узла задающего сигнала, один из 40 входов которого соединен с выходом одного из суммирующих усилителей, n-входов которого , по числу опор крана соединены с под- кл юченными к п входам второго и третьего суммирующих усилителей и выходам соот- 45 ветствующих п датчиков нагрузки на опоры, а п + 1 входы суммирующих усилителей подключены к выходам делител  напр жени , подключаемого входом к источнику питани , причем выходы второго и третьего суммирующих усилителей подключены к входам соответственно первого и второго квадраторов, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого подключен к входу блока извлечени  квадратного корн , причем в качестве узла задающего сигнала использован задатчик грузового момента.
2. 2. Ограничитель по п. 1,отличающи- й с   тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем использовани  в кранах с переменной длиной стрелы, он снабжен датчиком длины стрелы, аналого- цифровым преобразователем, дешифратором , задатчиком грузоподъёмности и компаратором, выход которого соединен с исполнительным блоком, один вход соединен с выходом первого суммирующего усилител , а другой вход-с выходом задатчика грузоподъемности, входы которого подключены к соединенным с другими входами за- датчика грузового момента выходам дешифратора, входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразовател , вход которого подключен к датчику длины стрелы.
3. 3. Ограничитель по п. 1, о т л и ч а ю щ lift с   тем, что задатчик грузового момента содержит ключевые элементы с резисторами на выходах и подключенный к выходам суммирующий усилитель, причем одними входами ключевых элементов образован первый вход задатчика,-а другими входами - другие входы задатчика.
4. 4. Ограничитель по п. 2, о т л и ч а ю щи- й с   тем, что задатчик грузоподъемности содержит делители напр жени  по количеству предельных уровней грузоподъемности в заданных интервалах изменени  длины стрелы, имеющие ключевые элементы с резисторами на входе, которыми образован выход эадатчика, а входами ключевых элементов образованы входы задатчика.

   XOVJ fHWlV#UfnUlfOU3H

   t 60S08l

   со о ел о о

   -fck

   о го 4о АО во юо ,ге uto /бв Q.k (рьг.8