Ограничитель грузоподъемности стрелового крана
Использование: в ограничителях грузоподъемности стреловых кранов. Сущность изобретения: в схему ограничителя введены суммирующие усилители, квадраторы и блок извлечения квадратного корня, узел задающего сигнала и задатчик грузоподъемности . 3 з.п, ф-лы, 8 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5П5 . В 66 С 23/88
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823482/11 (22) 06.04.90 (46) 30.03.93. Бюл. KL 12 (71) Головное специальное конструкторское-технологическое бюро Научно-производственного объединения "ВНИИСтройдормаш" (72) А.Л.Орлов и А.А.Салтанов (56) Авторское свидетельство СССР
М 674971, кл. В 66 С 23/90, 1976.
Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению.
Цель изобретения — повышение надежностии.
На фиг. 1 представлена функциональная схема ограничителя; на фиг. 2 — функциональная схема функционального преобразователя. реализующего зависи мость между грузовым моментом и грузоподъемностью крана: на фиг. 3 функциональная схема звена ограничения 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 приложения сил; на фиг. 7 — грузовые характеристики крана в координатах L — О, где L — вылет, Q — грузоподъемность; на фиг. 8 — грузовые характеристики крана в координатах 0 — M, где М вЂ” 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 извлечения
„„5U ÄÄ 1805094 А1 (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТР ЕЛОВОГО KPAHA (57) Использование: в ограничителях грузоподъемности стреловых кранов. Сущность изобретения: в схему ограничителя введены суммирующие усилители, квадраторы и блок извлечения квадратного корня, узел задающего сигнала и эадатчик груэоподьемности. 3 з.п. ф-лы. 8 ил.
I» квадратного корня. узел 15 задающей сигнала, задатчик 16 грузоподъемности, компараторы 17, 18, аналого-цифровой преобразователь 19, дешифратор 20. 8 качестве узла 15 задающего сигнала использо ван диодный кусочно-линейный 0у преобразователь, построенный на операционных усилителях 21-23, число которых соответствует числу отрезков ломанных линий, аппроксимирующих зависимости С»
М = F(Q) между грузовым моментом М и Q грузоподъемностью Q крана, и суммирую- фь щем усилителе 24.
Число входов суммирующих усилителей
8 — 10 на единицу превышает число опор крана. Инвертирующий вход компаратора 18 соединен с выходом суммирующего усилителя 10, к которому подключен вольтметр 25 со шкалой, проградуированной в единицах силы. Исполнительный блок содержит. коньюнктор 26 с открытым коллектором, к которому подключена катушка выходного реле. .27.
1805094
Обозначим Ро1, Р02, Роз, Р04, Pos, Pos— реакции опор ненагруженного крана, Рд1;
Рдз, Рде, Рде реакции oflop KpeH8 с грузом на крюке Q.
Уравнения статики имеют вид (фиг, 6); .3
О - Р1+ Р2+ Рз+ Р4+ Рб.+ Рв--.,М.-QI = м М 1 (1) где Р1 Рд1 = Р01. Р2 - Рд2 - P02; РЗ - РдэРоз; Р4 = Рд4 -:Р04 Ре Рде - Рое, Ре = РдеРое, Мх = У1Р1+ У2Р2 - Уз - У4Р4+ ysPs YePe
Напряжения на выходе блока 14 и узла 15 сравниваются компаратором. При . M > F(q) на выходе компаратора 17 возникает сигнал нулевой. В кранах со стрелой переменной длины грузовая характеристика для различных ин10 тервалов изменения длины стрелы может .быть различной. На фиг;. 7..прйведены три грузовые характеристики, обозначенные номерами 1-.III. Кривая I соответствует длине стрелы I = I1, кривая II--11< IS l2, кривая "5 III — I2 !з. Соответствующие характеристики в координатах 0 —. М приведены под теми М х1Р1- x2P2 - хзРз+ х4Р4- хеРе - хеРе Между 0 и I имеет место нелинейная зависимость — грузовая характеристика крана (фиг. 7). (2) Я ХО Исключай I из соотношений (1) и (2), получим М - F(Q), .которую можно рассматривать как грузовую характеристику крана в координатах 0 — M; функцию F(Q) эппроксимируем ломанной линией, показанной на фиг. 8. Условие безопасной работы крана: М F(O) Переходя от.сил к эквивалентным им сигналам датчиков 1, 2, 3, 4,; 6,:получим уравнение 2+ 2 = m = F(q) где Мх = ф1(Од) - 001) + У2(Од2 - 002) Уз(0дз - Ооз) - у4(Од4 - 004) + ys(Uns - Uos) - уе(Оде. U06)) Му 1(х1(Од1 - Оо1) - х2(Од2 - 002) - хз(Одз - Ооз) + х4(Од4 - Uo4) - xs(Ups - Uos) - хе(Оде, Оое) . Функции Мх, Му и q формируются cootветственно нэ выходах суммирующих усилителей 8, 9, 10. На выходах квадраторов 11, 12 формируются соответственно функции Мх и Му, на выходе сумматора 13.— функ2 ции S и на выходе блока 14 — функция M. q =- К(Од1 - 001 + Од2 +.Оой:. - Одз.+ Од4 " . Uo4+ U>s - Uos+ Оде - Uos же номерами на фиг.8. Для реализации этих характеристик каждый из операционных усилителей узла 15 задающего сигнала име20 ет три параллельных резистивных цепи обратной связи и три параллельных резистивных цепи, соединяющих вход операционного усилителя с источником питания (фиг. 2). Коммуникация указанных цепей 25 производится ключами 28 — 45. Сигнал датчика 7, эквивалентный длине стрелы, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 19. На выходе преобрамвателя 19 появляется цифровой сигйал, ко30 дированный двоичным кодом. При числе. модулированных зависимостей, равном трем, достаточно двух разрядов кода и; со- ответственно, двух выходов преобразователя 19 — э и Ь (фиг. 1). При = Il имеем на 35 выходе а нулевой сигнал, на выходе b— едйничный..Прй этом дешифратор 20 подает напряжение единичного уровня на один из выходов, замыкая ключи 28-33 и коммутируемые ими реэистивные цепи. Сочетание со40 противления резисторов указанных цепей обеспечивает реализацию на выходе узла 15 зависимости, определяемой кривой графика фиг, 8. При I j < 1 I2 на выходе а имеется единичный сигнал, на выходе Ь вЂ” нулевой. 45 При этом дешифратор 20 подает напряжение единичного уровня на другой выход, замыкая ключи 34-39 и коммутируемые ими резистивные цепи. На выходе узла 15 реализуется зависимость, определяемая кри -0 вой3. Аналогично происходит последовательная коммутация ключей 46-48 (фиг. 3), подключающих делители напряжения задэтчика 16 к источнику питания при уве55 личении..длины стрелы, Напряжение Опр средней точки соответствующего делителя, эквивалентное предельной грузоподъемности крана в данном интервале изменения длины стрелы, срав1805094 6 нивается компаратором 18 с напряжением ключены к выходам делителя напряжения. р на выходе суммирующего усилителя 10, подключаемого входом к. источнику питаэквивалентным массе поднимаемого груза., ния, причем выходы второго и третьего сумПри q Upp, что отвечает условию безопас- мирующих усилителей подключены к ной.работы крана при малых вылетах стре- 5 входам соответственно первого и. второго лы, что отвечает условию безопасной квадраторов, выходы которых подключены к работы крана при малых вылетах стрелы, на входам сумматора; выход которого подклювыходе компаратора 18 имеет место единич- чен к входу блока извлечения квадратного ный сигнал. При р > Unp на выходе компара- корня, причем в качестве узла задающего тора 18 возникает нулевой сигнал. 10 сигнала использован задатчик грузового На выходы крнъюнктора 26 исполни- момента. .тельного блока поступают сигналы с выхо- 2. Ограничитель по и. 1, о т л и ч а ю щ идов компараторов 17 и 18. При высоком йсятем,что,сцельюрасширенияэксплуатауровне напряжения на обоих выходах (сиг- ционных возможностей путемиспользования нал единичный)уровень напряжения на вы- 15 в кранах с переменной длиной стрелы, он ходе конъюнктора 26 близок к напряжению снабжен датчиком: длины стрелы, аналогоисточника питания, а ток в катушке реле 27 цифровым преобразователем, дешифратоблизок к нулю. Если хотя бы на одном из ром, задатчиком грузоподъемности и входов конъюнктора 26 появится нулевой компаратором, выход которого соединен с сигнал (m > F(q) или р > Unp), на его выходе 20 исполнительным блоком, один вход соедиустановится низкий уровень напряжения, нен с выходом-первогосуммирующегоусикатушка реле 27 получает питание, реле сра- лителя, а другой вход- с выходомзадатчика батывает,. разрывая своим размыкающим: грузоподъемности. входы которого подклюконтактом 27.1 цепи питания соответствую- . чены к соединенным с другими входами за.щих механизмов крана, 25 датчика грузового момента, выходам дешифратора, входы которого:.соединены с Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я: . выходами аналого-цифрового преобразова1. Ограничитель грузоподъемности теля, вход которого подключен к датчику стрелового-крана, содержащий датчики на- - длины стрелы. грузки на опоры, компаратор; сумматор, 30 3. Ограничительпоп;1,отличающиузел задающего сигнала, исполнительный. и с я тем, что задатчик грузового момента блок и блок управления, отличающийся содержит ключевые элементы с резисторами тем, что, с целью повышения надежности, он . на выходах и подключенный к выходам сумснабжен суммирующими усилителями, or- мирующий усилитель, причем одними вхораничителями напряжения, квадраторами, 35 дами ключевых элементов образован блоком извлечения квадратного корня, вы- первый вход задатчика, а другими входаход которого подключен к одному из входов ми — другие входы задатчика. компаратора, соединенного выходом с исполнительным блоком, а другим входом.— с 4. Ограничитель по и. 2, о т л и ч а ю щ ивыходом узла задающего сигнала, один из 40 и с.я тем, что задатчик грузоподъемности со- . входов которого соединен с выходом одного держит делители напряжения по количеству изсуммирующихусилителей,п-входовкото- .предельных уровней грузойодъемности в рого. по числу опор крана соединены с под- заданных интервалах изменения длины ключенными к и входам второго и третьего .стрелы, имеющие ключевые элементы с ре суммирующих усилителей и выходам соот- 45 зисторами на входе, которыми образован ветствующих и датчиков нагрузки на опоры, выход задатчика, а входами ключевых элеа и+ 1 входы суммирующих усилителей под- ментов образованы входы задатчика ° 1805094 1805094 . 1805094 . 180509ф Р gi p 8 ф г г г ео ! Фо юо 1805094 (54 /оо !2д /4о /бе Р . к Р Составитель Э.Кондратенко Редактор Техред М.Моргентал Корректор Л.Лисина Заказ 924 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101
