Способ обеспечения устойчивости башенных кранов и устройство для его реализации

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения. Для обеспечения устойчивости башенного крана закладывают значения собственных частот колебаний башенного крана, полученные предварительно из модального анализа, в память контроллера (1). В процессе работы с помощью анализатора спектра реального времени, производят оценку частотного состава ветрового и сейсмического воздействия на металлоконструкцию. Сравнивают частоты колебаний ветровой и сейсмической нагрузок с частотами собственных колебаний металлоконструкции. При приближении одной из частот собственных колебаний к одной из частот ветрового или сейсмического нагружений из полосы резонанса приводят в действие противоугонные захваты и изменяют вылет крюковой обоймы для изменения жесткости металлоконструкции. Происходит изменение собственных частот колебаний металлоконструкции башенного крана. Достигается повышение безопасности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использовано для обеспечения устойчивости и исключения разрушения башенных кранов при действии ветровой и сейсмической нагрузок.

Техническим результатом заявленного способа является повышение безопасности эксплуатации башенных кранов в условиях действия пульсирующей ветровой и сейсмической нагрузок.

Технический результат достигается за счет спектрального анализа ветрового и сейсмического воздействий и модального анализа металлоконструкции башенных кранов.

Известен способ безопасного управления башенным краном (RU 2319657 С2, МПК В66С 13/18, В66С 23/88, В66С 23/90), который включает операции периодического непрерывного опроса крана, во время которого получают, регистрируют, запоминают сигналы, соответствующие значениям грузовой характеристики крана, характеристики геометрии крана и характеристики режима работы крана, сравнивают полученные сигналы со значениями характеристик, введенными в систему управления краном перед началом его эксплуатации, причем после сравнения полученных при опросе сигналов с допустимыми значениями характеристик и при превышении их прекращают выполнение команды машиниста крана. В систему управления краном вводят дополнительно параметры условий работы крана, скорость ветра, температуру окружающей среды и параметры технического состояния крана, нагруженность, вибрацию, температуру смазки механизмов приводов крана, напряжений в элементах электрооборудования. Вводят в систему управления предельные значения указанных параметров и ограничения на работу приводов крана, при которых должна прекращаться работа крана или может выполняться при введении определенных ограничений в работу приводов крана, по скорости, ускорениям, совмещению и последовательности движений приводов, сравнивают полученные сигналы о работе и состоянии крана с допустимыми значениями, определяют возможность и условия для выполнения команды машиниста и оставляют команду без изменения, или накладывают ограничения на работу крана, вводя соответствующую корректировку в команду машиниста, или запрещают выполнение команды по заданной программе.

Недостатком известного способа является невозможность оценки спектрального состава ветрового и сейсмического воздействий на башенные краны.

Наиболее близким является способ управления башенным краном в аварийной ситуации и устройство для реализации способа (RU 2245838 С2, МПК В66С 13/18, В66С 15/00, В66С 23/88). Они и взяты за прототип. Способ включает выполнение из кабины операций подачи электропитания к приводам механизмов и средствам безопасности, включение привода по крайней мере одного механизма крана, его выключение и торможение. Подачу электропитания к приводам механизмов прекращают в аварийной ситуации с "земли" или с основания, на котором установлен кран. Затем с этого основания включают электропитание привода механизма крана, осуществляющего перевод крана из опасного положения в безопасное. Далее растормаживают механизм, включают его привод и выводят кран в безопасное положение с помощью дополнительного пульта. Устройство содержит пульт управления, расположенный в кабине крана, средства безопасности - задатчик внешней нагрузки с электрическим входом и выходом, аварийный датчик и кнопку включения электропитания привода механизма крана. Кроме того, оно снабжено дополнительным пультом управления, расположенным на ходовой части в легкодоступном с основания месте. Дополнительный пульт управления соединен с основным пультом через выход задатчика внешней нагрузки, а также с помощью дополнительной обратной связи и выполнен с ключом-маркой и дополнительным выключателем. Привод механизма крана соединен с дополнительным пультом, а ключ-марка выполнен съемным и установлен в дополнительном пульте с возможностью взаимодействия с дополнительным выключателем.

Недостатком известного способа является отсутствие анализа спектра частот ветрового и сейсмического нагружений башенных кранов для сохранения их прочности и устойчивости от опрокидывания.

Сущность заявленного способа заключается в обеспечении устойчивости башенных кранов от опрокидывания при пульсирующем воздействии ветровой и сейсмической нагрузок на основе частотного анализа указанных воздействий путем сравнения частот указанных воздействий с частотами собственных колебаний металлоконструкции башенного крана и выдачи команды управления на привод изменения вылета крюковой обоймы с целью изменения жесткости металлоконструкции крана.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ.

Устройство для обеспечения устойчивости башенных кранов, содержащее программируемый логический контроллер, первый вход которого соединен с выходом панели оператора, датчик скорости ветра, исполнительные устройства, вход которых соединен с выходом программируемого логического контроллера, привод изменения вылета стрелы, вход которого соединен с выходом исполнительных устройств, отличается тем, что оно дополнительно содержит сейсмодатчик, выход которого соединен с первым входом системы сбора данных, второй вход которой соединен с выходом датчика скорости ветра, анализатор спектра реального времени, вход которого соединен с выходом системы сбора данных, а выход - со вторым входом программируемого логического контроллера.

Программируемый логический контроллер (1), формирующий команды управления, установлен в шкафу управления на кране; панель оператора (2), установленная в кабине управления, служит для настройки и диагностики системы, мониторинга, индикации и архивации контролируемых параметров; анализатор спектра реального времени (3) необходим для получения оценок спектров воздействий и расположен в шкафу управления; система сбора данных (4), служащая для передачи регистрируемых параметров (скорость ветра и ускорение сейсмического воздействия) в анализатор спектра, установлена в шкафу управления; датчик скорости (5) ветра установлен на наивысшей отметке крана; сейсмодатчик (6) установлен на ходовой раме (для передвижных кранов) либо на основании (для стационарных кранов); исполнительные устройства (7) - катушки реле и контакторов, системы звуковой и световой сигнализации - смонтированы в шкафу управления; привод изменения вылета (8) с векторным управлением с обратной связью по скорости установлен, в зависимости от конструкции крана, либо на поворотной платформе, либо на стреле.

Перед началом эксплуатации башенного крана в память программируемого логического контроллера закладывают значения собственных частот колебаний металлоконструкции башенного крана, полученные предварительно из модального анализа. Оценка спектрального состава ветрового и сейсмического воздействий на металлоконструкцию крана производится с помощью анализатора спектра реального времени на основе регистрируемых значений датчика скорости ветра (5) и сейсмодатчика (6). В штатном режиме при отсутствии в спектрах нагружений, определенных анализатором спектра, опасных частот на панели оператора (2) выводится сообщение о нормальном режиме работы. При приближении одной из частот собственных колебаний к одной из частот ветрового и/или сейсмического воздействий из полосы резонанса, характеризующей диапазон частот с амплитудами, обладающими значительными энергиями, происходит регистрация события об аварийной ситуации на карту памяти контроллера с резервной копией на карту памяти панели оператора (2), далее выводится индикация на панели оператора (2), включается сирена и контроллер на основе алгоритма формирует сигнал для приведения в действие противоугонных захватов (для передвижных башенных кранов), а также сигнал, поступающий на привод изменения вылета (8), для изменения жесткости металлоконструкции, в результате изменяя собственные частоты колебаний металлоконструкции башенного крана.

Предлагаемое изобретение позволит повысить безопасность эксплуатации башенных кранов за счет исключения опрокидывания/разрушения башенных кранов при наличии опасных частот в спектре нагружения на основе частотного анализа ветрового и сейсмического воздействий.

1. Способ обеспечения устойчивости башенных кранов, осуществляемый путем учета параметров внешних факторов, отличающийся тем, что перед началом эксплуатации башенного крана в память программируемого логического контроллера закладывают значения собственных частот колебаний башенного крана, полученные предварительно из модального анализа, затем в процессе работы башенного крана с помощью анализатора спектра реального времени производят оценку частотного состава ветрового и сейсмического воздействий на металлоконструкцию, далее на базе алгоритма программируемого логического контроллера сравнивают частоты колебаний ветровой и сейсмической нагрузок с частотами собственных колебаний металлоконструкции башенного крана и при приближении одной из частот собственных колебаний к одной из частот ветрового и/или сейсмического нагружений из полосы резонанса, программируемый логический контроллер формирует команду управления для приведения в действие противоугонных захватов (для передвижных башенных кранов) и команду управления, поступающую на привод изменения вылета крюковой обоймы, для изменения жесткости металлоконструкции, при этом происходит изменение собственных частот колебаний металлоконструкции башенного крана.

2. Устройство для обеспечения устойчивости башенных кранов, содержащее программируемый логический контроллер, первый вход которого соединен с выходом панели оператора, датчик скорости ветра, исполнительные устройства, вход которых соединен с выходом программируемого логического контроллера, привод изменения вылета стрелы, вход которого соединен с выходом исполнительных устройств, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит сейсмодатчик, выход которого соединен с первым входом системы сбора данных, второй вход которой соединен с выходом датчика скорости ветра, анализатор спектра реального времени, вход которого соединен с выходом системы сбора данных, а выход - со вторым входом программируемого логического контроллера.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается устройства определения положения крюка. Устройство определения положения крюка содержит инструмент для измерения угла между осью во второй системе координат и соответствующей осью в первой системе координат, измеритель ускорения для измерения ускорения крюка в заданном направлении, процессор для создания первой системы координат и второй системы координат и устройство вывода.

Изобретение относится к области кранов и предназначено для управления положением груза при погрузочно-разгрузочных работах. При позиционировании груза измеряют положения груза (8), формируют управляющую информацию с помощью компьютера и подают команды управления на исполнительный механизм.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в системах контроля, защиты и управления грузоподъемных машин различного назначения.

Изобретение относится к технике построения бортовых систем контроля, защиты и управления подъемных и транспортных машин. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в бортовых системах контроля, защиты и управления подъемных и транспортных машин. .

Изобретение относится к грузоподъемным механизмам и предназначено для грузоподъемных кранов с телескопической стрелой. .

Изобретение относится к технике обеспечения безопасности работы строительных машин, преимущественно грузоподъемных кранов. .

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах контроля, управления и защиты грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к области подъемно-транспортной и строительной техники и может быть использовано в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов, автогидроподъемников, погрузчиков, экскаваторов, автобетоновозов и других машин.

Изобретение относится к системам защиты грузоподъемных кранов и других строительных машин. .

Изобретение относится к системе управления для высокоподъемного крана. Система управления для высокоподъемного устройства крана содержит элемент (21) для определения давления гидравлического цилиндра переменной длины и получения измеренной величины давления и управляющий элемент (22) для сравнения измеренной величины давления с заданной величиной давления. Когда измеренная величина давления больше или равна заданной величине давления, натяжной гидравлический цилиндр (23) укорачивается. Благодаря этому увеличивается натяжное давление натяжного гидравлического цилиндра (23), усиливается натяжение высокоподъемного троса в высокоподъемных устройствах и увеличивается высокоподъемный момент, прилагаемый к главной балке высокоподъемного устройства. Изобретение относится также к способу управления высокоподъемным устройством и к высокоподъемному устройству с указанной выше системой управления. В результате давление гидравлического цилиндра переменной длины эффективно балансируется, что улучшает рабочие характеристики высокоподъемного крана. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к системе для автоматического распознавания циклов загрузки машины для перемещения грузов. Система содержит средство определения изменения груза, устройство измерения подъемной силы, средство определения местоположения груза, средство распознавания цикла загрузки. Средство распознавания цикла загрузки автоматически распознает цикл загрузки исходя из выходных сигналов средства определения изменения груза и средства определения местоположения груза. Средство распознавания цикла загрузки определяет местоположение груза как место поднятия груза при выявлении положительного изменения груза. Средство распознавания цикла загрузки оценивает положительное изменение груза в качестве начала нового цикла загрузки исходя из запроса, касающегося выполнения условия, что груз перемещен на заданное расстояние по горизонтали от места поднятия груза. Предложены также способ работы системы распознавания циклов загрузки и способ работы системы для автоматического распознавания замены грузозахватного органа, а также система для автоматического распознавания замены грузозахватного органа, машина для перемещения грузов. Достигается автоматическое распознавание циклов загрузки и веса грузозахватного органа. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области повышения эффективности и обеспечения безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов мостового типа. Для повышения точности и скорости перемещения груза по требуемой траектории грузоподъемным краном мостового типа и компенсации неуправляемых пространственных перемещений груза задают требуемые временные зависимости изменения координат груза в пространстве. В каждый момент времени после начала перемещения датчики измеряют фактические текущие декартовы координаты груза. Бортовое вычислительное устройство крана производит сравнение фактических координат груза с требуемыми координатами груза в каждый момент времени, обрабатывает значения фактических и требуемых координат при помощи предложенных выражений. Устройство вычисляет и формирует управляющие воздействия на приводы моста и грузовой тележки крана. Приводы крана перемещают точку подвеса груза в горизонтальных направлениях, противоположных отклонениям фактических координат груза относительно координат точки требуемой траектории. Достигается приближение фактической траектории перемещения груза к требуемой, повышение производительности. 1 ил.

Управляют двумя и более грузоподъемными устройствами, в частности двумя подъемными кранами (1a, 1b), как группой, так и по отдельности. Каждое из грузоподъемных устройств содержит электромотор (6а, 6b), управляемый системой управления (3а, 3b), связанной с пультом управления (9а, 9b). Не менее чем двумя грузоподъемными устройствами управляют через общую электрическую шину (7) посредством одного пульта управления (9а, 9b). При одновременном управлении всеми грузоподъемными устройствами один из пультов управления (9а, 9b) находится в рабочем состоянии, а другой из пультов управления (9а, 9b) - в нерабочем состоянии. Для перехода в режим группового управления всеми грузоподъемными устройствами режим управления отдельно каждым из грузоподъемных устройств прекращают выключением из рабочего состояния всех пультов управления (9а, 9b), кроме одного, который оставляют в рабочем состоянии и посредством которого осуществляют вхождение в режим группового управления всеми грузоподъемными устройствами и само управление этими грузоподъемными устройствами, а для перехода в режим управления отдельно каждым из грузоподъемных устройств режим группового управления прекращают посредством упомянутого оставшегося в рабочем состоянии пульта управления (9а, 9b), им же выбирают режим управления отдельно каждым из грузоподъемных устройств, и затем включают в рабочее состояние другой из пультов управления (9а, 9b) или другие пульты управления и вводят его/их в режим управления отдельно каждым из грузоподъемных устройств. Достигается создание безопасного управления совместной работой не менее двух грузоподъемных устройств, в частности подъемных кранов. 2 н. и 11 з.п ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области кранов и предназначено для управления положением груза при погрузочно-разгрузочных работах. Для определения начального положения груза манипулятора на основе тензометрических данных измеряют положение груза в начальном положении. Снимают нагрузку с любых двух диагональных опор путем увеличения соответствующих длин гибких связей. Путем изменения длин двух других гибких связей добиваемся одинаковой нагрузки на них. Функцию позиционно-чувствительной системы выполняют датчики измерения силы реакции опоры, расположенные на четырех опорах, через которые проходят тросы. Ориентируют груз таким образом, чтобы он был расположен в центре рабочего пространства. Достигается вывод груза в начальное положение при отсутствии сложных технических средств на основе тензометрических данных. 8 ил.
Наверх