SU759447A1 - Ограничитель грузоподъемности для кранов с телескопической стрелой - Google Patents

Description

Изобретение относится к средствам защиты грузоподъемных механизмов, преимущественно автомобильных кранов с телескопической стрелой.

Большинство известных автоматических средств защиты ограничителей грузоподъ- ₅ емности строится по принципу сравнения сигналов фактической нагрузки (вызванной весом поднимаемого груза, весом стрелы, влиянием ветра и т. д.) и допустимой нагрузки (определяемой длиной и углом наклона стрелы, наклоном платформы крана), Ю причем превышение сигнала фактической нагрузки приводит к запрету грузотранспортных операций.

Известен, например, ограничитель грузоподъемности для кранов, содержащий дат- ¹⁵ чик давления в опорном гидроцилиндре (в качестве датчика фактической нагрузки), датчик длины стрелы, датчик угла наклона стрелы, содержащий преобразователь «угол — электрическое напряжение», блок нелинейности для формирования зависимости «электрическое напряжение — допустимая нагрузка», блок сравнения сигналов и исполнительное устройство [1].

2

В этом ограничителе кривая допустимой грузоподъемности создается датчиком угла наклона стрелы, выходной сигнал которого, преобразуемый блоком нелинейности, имеет для фиксированного значения длины стрелы вид конкретной зависимости «угол — допустимая нагрузка». Датчик длины стрелы в таком устройстве представляет собой обратно^;пропорциональный функциональный преобразователь, сигнал которого входит множителем в указанную зависимость. При этом по мере изменения длины стрелы все точки зависимости «угол — допустимая нагрузка» будут изменять свои значения пропорционально этому множителю.

Недостатком такого ограничителя является то, что он не может эффективно работать во всем диапазоне изменения длины стрелы и угла ее наклона, так как в общем случае в силу конструктивных особенностей кранов кривые допустимой грузоподъемности для различных значений длин стрел не подобны друг другу, а могут иметь смещенные экстремальные точки, быть повернуты друг относительно друга и т. д.

759447

Несовпадение кривой допустимой грузоподъемности с задаваемой кривой в этом ограничителе приводит к недопустимым перегрузкам в одних частях кривой грузоподъёмности и к недогрузу крана в других ее частях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является ограничитель грузоподъемности для кранов с телескопической стрелой, содержащий датчики фактической нагрузки и длины стрелы, формирователь сигнала допустимой нагрузки в функции угла наклона стрелы, включающий в себя не менее двух функциональных преобразователей «угол — допустимая нагрузка», блок сравнения, один из входов которого подключен к датчику фактической нагрузки, а выход — к исполнительному механизму [2].

Для повышения точности задания кривой допустимой грузоподъемности и лучшей реализации возможностей крана в этом ограничителе зона, в которой расположены кривые допустимой грузоподъемности, разбита на двенадцать фиксированных кривых, реализуемых двенадцатью функциональными преобразователями датчика угла наклона, причем работа на той или иной кривой осуществляется в зависимости от длины стрелы, датчик которой служит переключателем этих характеристик. Этому устройству присуща ошибка дискретности задания допустимой грузоподъемности, что снижает эффективность его работы в широком диапазоне изменения длины и угла наклона стрелы.

Цель изобретения .— повышение эффективности работы ограничителя в широком диапазоне изменения длины и угла наклона стрелы.

Указанная цель достигается тем, что ограничитель снабжен амплитудным селектором и блоками переменных коэффициентов, один из входов которых соединены с· выходами функциональных преобразователей «угол — допустимая нагрузка», другие — с датчиком длины стрелы, а выходы — со входом амплитудного селектора, выход которого соединен с другим входом блока сравнения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема ограничителя грузоподъемности; на фиг. 2 — вариант электрической схемы блоков переменных коэффициентов и амплитудного селектора; на фиг. 3 — характеристики зависимости допустимой нагрузки (давление в рабочих цилиндрах) от угла наклона стрелы при фиксированных значениях длины стрелы.

Ограничитель грузоподъемности для кранов с телескопической стрелой содержит датчик 1 фактической нагрузки, формирователь 2 сигнала допустимой нагрузки в функции угла наклона стрелы, включающий в себя не менее двух функциональных преобразователей 3—5 «угол — допустимая нагрузка»,

блоки 6—8 переменных коэффициентов, подсоединенные одними из своих входов· к выходам функциональных преобразователей 3—5 «угол — допустимая нагрузка», а другими — к датчику 9 длины стрелы. Выходы блоков 6—8 переменных коэффициентов соединены с входом амплитудного селектора 10, а его выход — с одним из входов блока 11 сравнения. Другой вход блока сравнения соединен с датчиком 1 фактической нагрузки.

Выход блока 11 сравнения соединен через усилитель 12 с исполнительным механизмом 13.

Вариант электрической схемы блоков

6—8 переменных коэффициентов и амплитудного селектора 10 содержит балластные сопротивления 14—16, соединенные с ними последовательно переменные сопротивления выходных цепёй резисторных оптронов 17—19, управляемых через подстроечные резисторы 20—22 от датчика 9 длины, а также диодную сборку 23—25 и нагрузочное сопротивление 26.

Переменные датчики напряжения, образованные оптронами 17—19 и нагрузочным сопротивлением 26 выполняют функцию блоков переменных коэффициентов, а диодная сборка 23—25 — функцию амплитудного селектора.

Изображенные на фиг. 3 зависимости давления Р от угла срнаклона и длины 1стрелы могут быть преобразованы в пропорциональные электрические сигналы напряжения ϋ = КР, где К — коэффициент пропорциональности, в результате чего допустимые зна чения нагрузок на кран будут представлены семейством кривых электрических сигналов.

иг_п=((<й,

где иг — напряжение, соответствующее к,он ^к кретной длине стрелы [_и.

Суть настоящего предложения заключав ется в таком преобразовании семейства этих характеристик, в результате которого выходное напряжение и, соответствующее допустимой нагрузке, будет выражено формулой

и = |и_Ем(ф>Р(и .

гдеР(ц,)—переменный коэффициент, зависящий от длины стрелы.

В ряде случаев удобным оказывается суммирование не напряжений, а токов 3 преобразователей, реализующих зависимости на фиг. 1. В этом случае величина выходного сигнала, соответствующего допустимой нагрузке, будет выражена как

и = Км-ЬМФ)-Р(1и), где К_л— сопротивление нагрузки.

Работа устройства происходит следующим образом.

На выходе функциональных преобразователей 3—5 «угол — допустимая нагрузка» при изменении угла наклона стрелы появляются сигналы, зависимости которых от угла наклона носят конкретный для каждо759447

го преобразователя характер и могут создаваться различными Профилирующими устройствами.

Сигнал каждого преобразователя поступает в электрическую цепь, представляющую собой делитель напряжения, например, в виде последовательно соединенных балластного сопротивления 14, переменного сопротивления выходной цепи оптрона 17 и нагрузочного сопротивления 26.

Входные цепи оптронов подсоединены к.датчику длины стрелы и ток в их цепи изменяется при изменении сигнала датчика длины. Характер изменения этого тока через отдельные оптроны определяется электрическими параметрами входных цепей (на фиг. 3 — резисторами 20—22 уставки). В. соответствии с этим будут изменяться сопротивления выходных цепей оптронов, изменяя параметры деталителей напряжения в цепях каждого из преобразователей 3—5.

Так при длине стрелы управляющий ток во входных цепях оптронов устанавливается таким, что их выходные сопротивления обеспечивают преобладание тока одного из преобразователей, например преобразователя 3, за счет низкого значения выходного сопротивления оптрона 17. При изменении длины стрелы от до ΐζ сопротивление оптрона 17 начинает увеличиваться, в то время как сопротивление оптрона 18 за счет иных параметров входной цепи остается на минимальном уровне. Ток преобразователя 3 начинает уменьшаться, в связи с чем увеличивается составляющая тока преобразователя 4 на входе амплитудного селектора.

Амплитудный селектор при этом образует на своем выходе сигнал (напряжение), соответствующий текущему значению длины стрелы, который подается в качестве опорного в блок 11 сравнения, на другой вход которого поддается сигнал, пропорциональный фактической нагрузке на кран (сдатчика 1). При превышении последнего с блока сравнения снимается сигнал на усилитель 12 (см. фиг. 1), включающий исполнительный механизм 13 защиты крана.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает не простое усреднение значений по всем зависимостям, а устанавливает большее влияние той конкретной зависимости, которая соответствует фиксированному значению длины стрелы, более близкой к текущему значению ее длины.

Аналогично работает устройство с тремя и более преобразователями.

Включение блоков переменных коэффициентов и амплитудного селектора обеспечивает предлагаемому ограничителю грузоподъемности значительные преимущества по сравнению с известными, так как повышает его точность при работе в широком диапазоне изменения длины и угла наклона стрелы, а также упрощает конструкцию и повышает ее надежность, так как избавляет от необходимости создавать сложные и громоздкие схемы ограничителей дискретного действия с малыми ошибками дискретности.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   1. Ограничитель грузоподъемности для кранов с телескопической стрелой, содержащий датчики фактической нагрузки и длины стрелы, формирователь сигнала допустимой нагрузки в функции угла наклона стрелы, включающий в себя не менее двух функциональных преобразователей «угол — допустимая нагрузка», блок сравнения, один из входов которого подключен к датчику фактической нагрузки, а выход — к исполнительному механизму, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы в широком диапазоне изменения длины и угла наклона стрелы, ограничитель снабжен амплитудным селектором и блоками переменных коэффициентов, один из входов которых соединены с выходами функциональных преобразователей «угол — допустимая нагрузка», другие — с датчиком длины стрелы, а выходы — со входом амплитудного селектора, выход которого соединен с другим входом блока сравнения.