Ограничитель грузоподъемности стрелового крана

 

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()992406 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.12.80 (21) 3222947/29-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.з

В 66 С 23/90

Гаеударетееллмй кемлтет

СССР (53) УДК 621-873 (088.8) Опубликовано 30.01.83. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 05.02 .83

IN делам лзебретекий и еткрмткй

Б. А. Егоров, А. А. Игнатов, В. П. Кореневский,:-В А. Косейте)а„, И. Д. Гончаренко и В. Н. Яковенко

Ф.т g

,/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТРЕЛОВОГО

КРАНА

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к устройствам для ограничения и индикации опрокидывающего момента кранов, и может быть использовано как ограничитель грузоподъемности стреловых кранов, преимущес?венно плавучих.

Известен ограничитель грузоподъемности стрелового. крана, содержащий датчик усилия, выход которого соединен с входом блока индикации и с одним входом схемы сравнения, выход которой подключен к исполнительному блоку, датчик вылета стрелы, выход которого соединен с входом формирователя допустимой грузоподъемности, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с выходом преобразователя угла поворота верхнего строения крана, а выход дифференциального усилителя соединен с другим входом схемы сравнения и входом блока индикации (1).

Недостатком известного ограничителя грузоподъемности крана является необоснованное снижение производительности крана.

Цель изобретения — повышение производительности крана.

Указанная цель достигается тем, что ограничитель снабжен блоком выделения разности допустимых значений грузоподъемностей при текущем вылете стрелы вдоль продольной и поперечной оси крана, выход которого соединен с выходом датчика вылета стрелы, а выход упомянутого блока связан со входом преобразователя угла поворота верхнего строения крана.

Кроме того, выход формирователя допустимой грузоподъемности соединен с входом блока индикации, состоящим из блока преобразования допустимой грузоподъемности в замкнутую кривую на экране блока индикации и блока преобразования угла поворота верхнего строения крана и текущей нагрузки в радиус-вектор на экране блока индикации, расположенный .в упомянутой замкнутой кривой.

На фиг. I изображена функциональная схема ограничителя грузоподъемности; на фиг. 2 — характеристики грузоподъемности

«Q-L крана (где Q — вес груза, L — вылет стрелы); на фиг. 3 — экран блока индика992406 .

25

3 ции; на фиг. 4 и 5 — варианты выполнения блока индикации.

Ограничитель грузоподъемности стрелового крана содержит датчик 1 усилия, связанный через усилитель 2 с одним входом схемы 3 сравнения, датчик 4 вылета стрелы, соединенный с формирователем 5 характеристики грузоподъемности, исполнительный блок

6, подключенный к выходу схемы 3 сравнения. Выход датчика 4 вылета стрелы подключен к входу блока 7 выделения разностидопустимых значений грузоподъемностей при текущем вылете стрелы вдоль продольной и поперечной оси крана, выход которого соединен с входом двухтактного инвертора 8.

Входы преобразователя 9 угла поворота верхнего строения крана связаны с выходами двухтактного инвертора 8. Выходы преобразователя 9 угла поворота верхнего строения через преобразователь 10 полярности напряжения и формирователя 5 характеристики грузоподъемности непосредственно подключены к входам дифференциального усилите я 11, выход которого соединен с другим входом схемы 3 сравнения.

Входы блока 12 индикации связаны с выходами усилителя 2 сигнала датчика 1 усилия, формирователя 5 характеристики грузоподъемности и дифференциального усилителя 11. лок 12 индикации состоит из блока преобразования допустимой грузоподъемности в замкнутую кривую 13 на экране 14 блока

12 индикации и блока преобразования угла поворота верхнего строения крана и текущей нагрузки в радиус-вектор 15 на экране

14 блока 12 индикации, расположенный в упомянутой замкнутой кривой 13.

Блок 12 индикации выполнен в виде электроннолучевой трубки 16 (фиг. 4) с усилителями горизонтального 17 и вертикального 18 отклонения луча, генератора 19 управляющих импульсов, коммутатора 20, генератора 21 гармонических колебаний, выход которого подключен к входам фазорасщепителя 22 и выпрямителя 23. Первый вход первого усилителя 24 соединен с первым выходом фазорасщепителя 22, второй вход первого усилителя 24 — с выходом дифференциального усилителя 11. Первый вход второго усилителя 25 связан с вторым выходом фазорасщепителя 22, второй вход второго усилителя 25 — с выходом формирователя 5 характеристики грузоподъемности. Первый вход инвертора 26 подключен к выходу выпрямителя 23, второй вход инвертора 26— к выходу усилителя 2 сигнала датчика усилия. Выходы инвертора 26 соединены с входами амплитудно-фазового преобразователя 27. Выходы генератора 19 управляющих импульсов подключен к коммутатору 20, а выходы усилителей 24 и 25 и амплитуднофазового преобразователя 27 связаны через коммутатор 20 с входами усилителей горизонтального 17 и вертикального 18 отклонения луча.

Блок 12 индикации может быть выполнен также в виде телевизионной трубки 28 (фиг. 5) с синхрогенератором 29 и блоками

30 строчной и 31 кадровой разверток.

Первый выход синхрогенератора 29 подключен к входу блока 30 строчной развертки и к первым входам триггера 32 и схемы

33 временной задержки, второй вход которой соединен с первым выходом источника

34 напряжений смещения, а выход — с вторым входом триггера 32 и через генератор 35 пилообразного напряжения и интегратор 36 — с первыми входами усилителя 37 и сумматора 38, второй выход синхрогенератора 29 подключен к входу блока 31 кадровой развертки и к первым входам триггера

39 и схемы 40 временной задержки, второй вход которой соединен с вторым выходом источника 34 напряжений смещения, а выход с вторым входом триггера 39 и через генератор 41 пилообразного напряжения и интегратор 42 — с первым входом усилителя 43 и вторым входом сумматора 38. Второй вход усилителя 37 связан с выходом дифференциального усилителя 11, второй вход усилителя 43 — с выходом формирователя 5 характеристикии грузоподъемности.

Выходы усилителей 37 и 43 подключены к входам сумматора 44, выход которого соединен с входом пороговой схемы 45. Входы пороговой схемы 46 подключены к выходам сумматора 38 и усилителя 2. Выходы генераторов 35 и 41 пилообразного напряжения соединены с входами двухтактных инверторов

47 и 48 соответственно, выходы которых связаны с входами амплитудно-фазового преобразователя 49. Входы сумматора 50 и детекторов 51 и 52 «нуля» подключены к выходам ам плитудно-фазового преобразователя 49. Выход детектора 51 «нуля» соединен с входом триггера 53, выход детектора 52

«нуля» — с входом триггера 54. Выходы триггеров 53 и 54 подключены к коммутатору 55.

Выход пороговой схемы 46 непосредственно, выходы пороговой схемы 45 и сумматора 50 через дифференцирующие цепочки соответственно 56 и 57, а выходы схем 33 и

40 временной задержки, а также триггеров

32 и 39 через коммутатор 55 и схему И 58 связаны с входами смесителя 59, выход которого соединен с входом видеоусилителя 60, управляющего трубкой 28.

Ограничитель грузоподъемности стрелового крана работает следующим образом.

Сигнал датчика 1, пропорциональный массе поднимаемого груза, после усиления усилителем 2 поступает на первый вход схемы 3 сравнения. Сигнал датчика 4, пропорциональный вылету стрелы, поступает на входы формирователя 5 и блока 7. Формирователь 5 преобразует сигнал датчика 4 в допустимое значение нагрузки по программе

«нос» («корма») 61 (фиг. 2).

Блок 7 обеспечивает на выходе напряжение, пропорциональное разности допустимых значений нагрузки по программам «нос» («корма») 61 и «борт» 62. Это напряжение

992406

5 равно О, пока сигнал датчика 4 не превысит некоторого значения, соответствующего концу горизонтального участка программы

«борт» 62, и достигает максимума при сигнале датчика 4, соответствующем концу горизонтального участка программы «нос» 61.

Этот сигнал подается на вход двухтактного инвертора 8. Противофазные напряжения с вы1одов инвертора 8 питают преобразователь 9. Дифференциальный усилитель 11 начинает осуществлять вычитание выходного напряжения преобразователя 9 из выходного напряжения формирователя 5.

При равенстве напряжений на выходах усилителя 2 и дифференциального усилителя 11 схема 3 сравнения срабатывает и включает исполнительный блок б. Блок 12 индикации отражает допустимую и текущую нагрузку, а также угол поворота верхнего строения крана.

Ограничитель грузоподъем ности обеспечивает работу крана в соответствии с горизонтальной плоскостью обслуживания, ограниченной плавной кривой, изменяющейся, например, по закону: х = а — выпас, где а — допустимая грузоподъемность в диаметральной плоскости для данного вылета стрелы; — разность между допустимыми грузоподъемностями в диаметральной и перпендикулярной к ней плоскостях для данного вылета стрелы;

x — текущая допустимая грузоподъемность для данного вылета стрелы; — угол поворота верхнего строения в горизонтальной плоскости от диаметральной плоскости понтона.

В качестве преобразователя 9 используется круговой синусно-косинусный потенциометр. Его ось связана с осью поворота верхнего строения крана соответствующей передачей (например, ременной) . Потенциометр неподвижно установлен на понтоне крана таким образом, чтобы при нахождении стрелы в диаметральной плоскости в сторону носа угол поворота его оси,отсчитываемый по имеющейся шкале, был равен 0 . Используется выход потенциометра sinai .. Амплитуда выходного напряжения поте нциометра равна половине напряжения его питания. Поскольку полярность выходного напряжения потенциометра изменяется с углом поворота оси, к выходу преобразователя 9 подключен преобразователь 10 полярности напряжения, который при изменении полярности напряжения на своем входе обеспечивает на выходе однополярное напряжение, необходимое для правильной работы дифференциального,усилителя 11.

Формирователь 5 дает на выходе напряжение, пропорциональное допустимой грузоподъемностии дл я да нного вылета стрелы только в диаметральной плоскости т. е. величину а.

Блок 7 обеспечивает на выходе напряжение, пропорциональное величине в для данного вылета стрелы. Оно служит для питания потенциометра.

На выходе дифференциального усилителя 11 образуется напряжение, пропорциональное величине х для данного вылета стрелы.

На экран 14 блока 12 индикации наложена прозрачная маска 63 с градусной сеткой и визиром 64, на который нанесены деления, например, через 10 тонн.

Электронным лучом на экране !4 высвечиваются радиус-вектор 15, вращающийся вокруг центра экрана 14 при повороте верхнего строения крана и показывающий те10 кушую нагрузку, и эллиптическая кривая 13, индицируюшая допустимую нагрузку для данного вылета стрелы.

Нр> увеличении текущей нагрузки растет длина вектора 15, а при уменьшении вылета стрелы — размер кривой 13. Промежу15 ток между кривой 13 и концом вектора 15, который можно измерить с помощью делений визира 64, дает представление о степени загрузки крана, а пересечение осевой линии визира 64 с градусной сеткой маски 63 об угле поворота верхнего строения.

В основе работы блока 12 индикации с использованием электроннолучевой трубки

16 лежит метод круговой развертки.

Напряжение с генератора 21 гармонических колебаний поступает на фазорасщепитель 22 и выпрямитель 23. Фазорасщепитель

22 и усилители 24 и 25 служат для получения эллиптической кривой 13, а выпрямитель 23, двухтактный инвертор 26 и амплитудно-фазовый преобразователь 27 — для создания вращающегося вектора 15. Фазо30 расщепитель 22 обеспечивает сдвиг фазы колебаний генератора 2! на 90 . Поступающее на усилитель 24 напряжение с дифференциального усилителя 11 регулирует амплитуду колебаний на выходе, подаваемых на вход с фазорасшепителя 22, определяя размер кривой 13 по одной оси экрана 14.

Поступающее на усилитель 25 напряжение с формирователя 5 регулирует амплитуду колебаний на выходе, подаваемых на вход с фазорасщепителя 22 и сдвинутых по фазе

4О на 90, определяя размер кривой 13 по другой оси экрана 14. Выпрямитель 23 обеспечивает на входе двухтактного инвертора 26 пульсирующее напряжение, необходимое для того, чтобы вектор 15 образовался лишь по одну сторону от центра его вращения. По45 ступающее на двухтактный инвертор 26 напряжение с усилителя 2 регулирует амплитуду противофазных пульсирующих напряжений на выходах, flHTBIQLljHx амплитуднофазовый преобразователь 27, представляющий собой сдвоенный круговой линейный потенциометр. Коммутатор 20 под воздействием импульсов генератора 19, следующих с частотой более 25 Гц, поочередно подключает к входам усилителей 17 и 18 соответственно либо выходы усилителей 24 и 25, либо выходы преобразователя 27. При этом, вследствие инерционности человеческого зрения, крановщик сможет наблюдать на экране 14 одновременно вектор 15 и эллиптическую кривую 13, не замечая их мелькания.

992406

10

Формула изобретения

В основе работы блока 12 индикации с использованием телевизионной трубки 28 лежит аналоговый метод синтеза телевизионных изображений с использованием широтно-импульсной модуляции. Формирование изображения вектора 15 целесообразно осуществлять из первичных сигналов наклонной фигуры вытеснения, фигур вытеснения по горизонтали и вертикали, проходящих через центр растра, а также изображения круга. Создание круговых фигур на телевизионном растре основано на использовании им. пульсов определенной длительности, которые смешиваются с основным сигналом и служат в качестве подсвечивающих.

Синхроимпульсы строк и кадров подаются с синхрогенератора 29 соответственно на 5 блок 30 строчной развертки, схему 33 временной задержки, триггер 32 и блок 31 кадровой развертки, схему 40 временной задержки, триггер 39. Схемы 33 и 40 смещают изображение по соответствующим осям на половину экрана 14, поскольку эллиптичес- 20 кая кривая 13 и вектор 15 должны находиться в его центре, а также образуют фигуры вытеснения по горизонтали и вертикали слева и сверху до середины экрана 14. Триггеры 32 и 39 формируют фигуры вытеснения соответственно по горизонтали и вертикали спра- 5 ва и снизу от середины экрана 14. Г енераторы 35 и 41, интеграторы 36 и 42 являются общими узлами для создания эллиптической кривой 13 и круга. Усилители 37 и

43, сумматор 44, пороговая схема 45 и дифференцирующая цепочка 56 образуют эллиптическую кривую 13. Сумматор 38 и пороговая схема 46 формируют круг с изменяющимся радиусом. Двухтактные инверторы 47 и

48, амплитудно-фазовый преобразователь 49, сумматор 50 и дифференцирующая цепочка З5

57 служат для получения линии регулируемого наклона.

Пилообразные напряжения генераторов

35 и 41 используются для создания импульсов параболической формы с помощью интеграторов 36 и 42. Поступающее на усили- 40 тель 37 напряжение с дифференциального усилителя 11 регулирует амплитуду строчных параболических импульсов, определяя размер эллиптической кривой 13 по одной оси.

Поступающее на усилитель 43 напряжение с формирователя 5 регулирует амплитуду кадровых параболических импульсов, определяя размер эллиптической кривой 13 по другой оси. Выходные импульсы усилителей 37 и 43 складываются в сумматоре 44 и поступают на пороговую схему 45 с постоянным пороговым уровнем. Она выполняет функции широтно-импульсного модулятора, а образуемые ею импульсы следуют с частотой строк и промодулированы по длительности. Дифференцирующая цепочка 56 выделяет фронты выходных импульсов пороговой схемы 45. Параболические импульсы с выходов интеграторов 36 и 42 складывают8 ся в сумматоре 38 и подаются на пороговую схему 46.

Поступающее на пороговую схему 46 напряжение с усилителя 2, являющееся для нее пороговым уровнем, регулирует радиус круга. Пилообразные напряжения генераторов 35 и 41 поступают на двухтактные инверторы 47 и 48. Напряжение прямой и обратной фазы инверторов 47 и 48 питают амплитудно-фазовой преобразователь 49. Пилообразные импульсы с выходов преобразователя 49 соответствующей амплитуды и фазы частоты строк и кадров складываются в сумматоре 50. Дифференцирующая цепочка 57 выделяет фронты выходных импульсов сумматора 50. Детекторы 51 и 52 «нуля» генерируют импульсы в моменты равенства нуля пилообразных импульсов соответственно частоты строк и кадров на выходах преобразователя 49. Эти импульсы перебрасывают триггеры 53 и 54, управляющие работой коммутатора 55. Коммутатор 55 вместе со схемой И 58 формирует фигуру вытеснения в любом из четырех квадрантов поля экрана 14 в зависимости от фаз строчных и кадровых пилообразных импульсов на выходах преобразователя 49. Смеситель 59 образует сложное изображение в виде эллиптической криво" 13 и вектора 15. Видеоусилитель 60 усиливает полученный сложный сигнал и управляет трубкой 28.

Предлагаемый ограничитель грузоподъемности стрелового крана, преимущественно плавучего, позволяет повысить производительность крана путем повышения точности контроля допустимой грузоподъемности.

1. Ограничитель грузоподъемности стрелового крана, содержащий датчик усилия, выход которого соединен с входом блока индикации и с одним входом схемы сравнения, выход которой подключен к исполнительному блоку, датчик вылета стрелы, выход которого соединен с входом формирователя допустимой грузоподъемности, выход которого подключен к одному входу дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с выходом преобразователя угла поворота верхнего строения крана, а выход дифференциального усилителя соединен с другим входом схемы сравнения и входом блока индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности крана, ограничитель снабжен блоком выделения разности допустимых значений грузоподъемностей при текущем вылете стрелы вдоль продольной и поперечной оси крана, вход которого соединен с выходом датчика вылета стрелы, а выход упомянутого блока связан с входом преобразователя угла поворота верхнего строения крана.

10 радиус-вектор на экране блока индикации, расположенный в упомянутой замкнутой кривой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2559755/11, кл. В 66 С 23/90, 04.01.78 (прототип).

Фиг. 1

4 иг.2.

992406

2. Ограничитель по п. 1, отличающийся тем, что выход формирователя допустимой грузоподъемности соединен с входом блока индикации, состоящим из блока преобразования допустимой грузоподъемности в замкнутую кривую на экране блока индикации и блока преобразования угла поворота верхнего строения крана и текущей нагрузки в

992406

ФигХ

Составитель А. Гедеонов

Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Тираж 859 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Папп

Заказ 11213 23