ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ДЛЯ КРАНОВ С ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ СТРЕЛОЙ Российский патент 1994 года по МПК B66C15/00 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к предохранительным устройствам - ограничителям грузоподъемности для кранов, в том числе имеющих телескопические стрелы.

Известен электромеханический ограничитель грузоподъемности для стреловых кранов с аналоговым преобразователем, содержащий потенциометрические датчики усилия и угла, релейный блок с входящей в него схемой сравнения, панель сигнализации. Принцип действия ограничителя основан на сравнении при помощи мостовой схемы усилия, возникающего при подъеме груза, с расчетным предельно допустимым усилием: если первое превышает второе, то ограничитель срабатывает и реле нагрузок отключает исполнительные механизмы подъема груза.

Недостатком известного ограничителя является отсутствие механизма, реагирующего на изменение длины телескопической стрелы и возможность его работы только на кранах со стрелами постоянной длины.

Известен также ограничитель грузоподъемности для стреловых самоходных кранов, который содержит соединенные в электромостовую схему потенциометрические датчики усилия, угла и датчик телескопирования, включенное в диагональ моста реле нагрузок, релейный блок и панель сигнализации. При изменении длины стрелы изменяется напряжение на участке электромостовой схемы, и в зависимости от заданной грузовой характеристики в цепь управления крана поступает запрещающий или разрешающий сигнал.

В известном ограничителе грузоподъемности датчик телескопирования выполнен приводным от кабельного барабана. Чтобы использовать такой датчик на стрелах с несколькими выдвижными секциями, потребуется кабель большей длины, что приведет к увеличению габаритов барабана и применению механизма укладки кабеля на барабан. Увеличение рядности намотки нарушит пропорциональность перемещения ползуна датчика телескопирования длине телескопированного участка. Эти недостатки являются причиной того, что известный ограничитель невозможно использовать на кранах с телескопическими стрелами, имеющими более одной выдвижной секции, и, кроме того, невозможно при этом автоматизировать работу ограничителя.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ограничителя грузоподъемности путем его использования на кранах со стрелами, имеющими более одной выдвижной секции, и автоматизация работы ограничителя при телескопировании стрелы крана.

Это достигается тем, что ограничитель грузоподъемности для кранов с телескопической стрелой, содержащий соединенные в электромостовую схему потенциометрические датчики усилия, угла поворота стрелы и телескопирования, включенное в диагональ электромостовой схемы контрольное реле нагрузки, связанное с релейным блоком и панелью сигнализации, снабжен n-2 переключателями и дополнительными n-1 датчиками телескопирования, где n - число секций стрелы, причем переключатели установлены между подвижными секциями и каждый из них имеет закрепленное на одной из секций основание, на котором установлены симметрично продольной оси, параллельной продольной оси секции, две розетки, обращенные рабочими поверхностями в сторону секции, и две взаимодействующие с соответствующими розетками вилки со штоками, параллельными продольной оси секции и связанными между собой коромыслом, причем одна из вилок подпружинена, а на другой секции - упор, взаимодействующий со штоком первой вилки, при этом каждый датчик телескопирования имеет закрепленные на одной из секций кронштейны, на которых закреплен вал, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси секции, с резьбовой нарезкой, перемещающейся по ней гайкой и жестко закрепленным на валу зубчатым колесом, и закрепленную на другой, смежной с первой, секции зубчатую рейку, продольная ось которой параллельна продольной оси секции, взаимодействующую с указанным зубчатым колесом, а потенциометр каждого датчика установлен между соответствующими кронштейнами с расположением его продольной оси перпендикулярно продольным осям кронштейнов, при этом ползунок потенциометра связан с гайкой, причем потенциометры n-1 датчиков телескопирования подключены в электромостовую схему параллельно потенциометру первого датчика через контакт соответствующего переключателя. Потенциометры датчиков телескопирования выполнены с переменным шаговым сопротивлением.

Предлагаемый ограничитель грузоподъемности применим и на кранах с телескопическими стрелами, имеющими только одну выдвижную секцию. В этом случае конструкция ограничителя упрощается, так как отпадает необходимость в применении переключателей.

На фиг. 1 показано расположение на телескопической стреле датчика телескопирования и переключателя; на фиг. 2 - электрическая схема ограничителя грузоподъемности.

Ограничитель грузоподъемности для крана с телескопической стрелой состоит из одной основной неподвижной секции и двух выдвижных секций. Ограничитель содержит, кроме датчиков усилия и угла, датчик телескопирования, расположенный на неподвижной секции 1 стрелы и выдвижной секции 2. На неподвижной секции 1 расположен потенциометр 3 датчика телескопирования, над ним расположены кронштейны 4, в подшипниках которых установлен с возможностью вращения вал 5, имеющий винтовую нарезку под гайку 6 с закрепленным на ней ползуном 7, взаимодействующим с потенциомером 3. На валу 5 жестко закреплено зубчатое колесо 8, взаимодействующее с жестко закрепленной на выдвижной секции 2 зубчатой рейкой 9. Кронштейны 4, вал 5 с винтовой нарезкой, гайка 6, зубчатое колесо 8 образуют систему связей, соединяющую расположенный на неподвижной секции 1 потенциометр 3 и ползун 7 с расположенной на выдвижной секции 2 зубчатой рейкой 9. Ограничитель также содержит расположенный на двух выдвижных секциях 2 и 10 переключатель, состоящий из расположенных на выдвижной секции 2 основания 11 розеток 12 и 13 с тремя асимметрично расположенными контактными губками каждая, вилки 14, на которую насажена пружина 15 для отключения контактов вилки 14, вилки 16, коромысла 17, кожуха 18 и расположенного на выдвижной секции 10 упора 19 для коромысла 17.

Второй датчик телескопирования расположен аналогично на паре секций 2 и 10, причем его потенциометр 20 с ползуном 21 расположен на секции 2, а зубчатая рейка 22 - на секции 10. Если телескопическая стрела будет иметь более трех секций (на чертеже не показано), то на паре секций, состоящей из секции 10 и четвертой секции (на чертеже не показана), будет расположен аналогично второй переключатель, на третьей (10) и четвертой (на чертеже не показана) секциях будет расположен третий датчик телескопирования и так далее. Потенциометр 3 первого датчика телескопирования соединен электрическими проводами с контактами розетки 12 первого переключателя, а потенциометр 20 второго датчика телескопирования соединен электрическими проводами с контактами розетки 13 первого переключателя. Для того, чтобы максимально приблизить грузовую характеристику ограничителя грузоподъемности к паспортной, потенциометры 3, 20 датчиков телескопирования выполнены с переменным шаговым сопротивлением, для чего потенциометр разбит на участки.

На каждом из этих участков обмотка выполнена проволокой различного диаметра. Диаметр проволоки подбирается расчетным путем так, чтобы характеристика изменения сопротивления потенциометра соответствовала грузовой характеристике ограничителя грузоподъемности. Электрическая схема ограничителя имеет потенциометрический датчик усилий 23, потенциометры 3, 20 датчиков телескопирования, потенциометрический датчик угла 24, розетки 12, 13 переключателя, соединенные между собой в электромостовую схему. В диагональ моста подсоединено реле нагрузок 25. Во вторую диагональ моста подсоединен источник питания 26. Электрическая схема имеет также миллиамперметр с дополнительным сопротивлением 27, два реле задержки времени 28, конденсатор 29, промежуточное реле 30 и панель сигнализации 31. Все перечисленные элементы смонтированы в релейный блок.

Ограничитель грузоподъемности работает следующим образом.

При втянутых внутрь стрелы выдвижных секциях 2, 10 ползунок 7 потенциометра 3 находится в крайнем начальном положении. При этом ток от источника питания 26 проходит через датчики телескопирования, минуя сопротивление их потенциометров 3, 20, и на срабатывание ограничителя влияют только сигналы от датчиком угла и усилий. Когда начинает выдвигаться выдвижная секция 2, включается в работу первый датчик телескопирования 3. При этом вместе с выдвижной секцией 2 выдвигается зубчатая рейка 9, она приводит во вращение зубчатое колесо 8, вал 5, гайка 6, перемещаясь по нарезке вала, заставляет ползун 7 перемещаться по потенциометру 3 на участок сопротивления, определяемый перемещением рейки 9 и, следовательно, выдвижной секцией 2. При этом ток от источника питания 26 проходит через сопротивление потенциометра 3, контакты розетки 12 переключателя, поступает на потенциометр датчика угла 24 и сравнивается через реле нагрузок 25 с сигналом от потенциометра датчика усилий 23. При превышении максимально допустимой нагрузки мост уравновешивается, обесточивается реле нагрузок 25, а промежуточное реле 30 отключает исполнительные механизмы подъема груза. Когда выдвижная секция 2 полностью выдвинута и начинается выдвижение секции 10, упор 19, закрепленный на секции 10, отходит от вилки 14 переключателя. Усилием пружины 15 контакты вилки 14 выводятся из соединения с губками розетки 12. При этом из схемы отключается первый датчик телескопирования со своим потенциометром 3. Коромысло 17, повернувшись, включает вилку 16 в контакты розетки 13. При этом в работу электросхемы включается второй датчик телескопирования со своим потенциометром 20. Когда секция 10 движется внутрь стрелы и входит полностью в секцию 2, упор 19, сжимая пружину 15, перемещает вилку 14, которая включает контакты розетки 12, а коромысло 17, повернувшись, отключает розетку 13. При этом в электросхеме из работы отключается второй датчик телескопирования с потенциометром 20 и включается первый датчик телескопирования с потенциометром 3. Когда стрела продолжает укорачиваться за счет перемещения секции 2 в секцию 1, ползун 7 перемещается по потенциометру 3, и при полном заходе секции 2 в секцию 1 ползун 7 займет крайнее начальное положение на потенциометре 3. При этом датчик телескопирования будет отключен и электросхема будет работать с учетом положений только датчиков усилий 23 и угла 24.

Элементы датчиков телескопирования и переключателей расположены на секциях телескопической стрелы и включаются в работу электросхемы попеременно в зависимости от положения секции стрелы. Это дает возможность автоматизировать работу ограничителя грузоподъемности кранов с телескопическими стрелами. Отпадает необходимость ручного переключения машинистом крана режима работ, это избавит его от ошибок и улучшит условия техники безопасности. Предлагаемый ограничитель грузоподъемности прост в изготовлении и ремонте, надежен в эксплуатации.

Использование: для грузоподъемных кранов с телескопическими стрелами, имеющими одну и более выдвижные секции. Сущность изобретения: ограничитель содержит датчики телескопирования, расположенные на секциях стрелы 1,2 и 10, потенцометры 3 и 20 с ползунами 7 и 21, переключатель, состоящий из основания 11, розеток 12 и 13, вилки 14, пружины 15, датчик усилий, датчик угла, реле нагрузок, источник питания, миллиамперметр с дополнительным сопротивлением, реле задержки времени, конденсатор, промежуточное реле, панель сигнализации. Потенцомеры имеют пошаговое переменное сопротивление. Автоматическое переключение режимов работы осуществляется в зависимости от количества выдвинутых секций. Срабатывание ограничителя происходит в полном соответствии с грузовой характеристикой крана без применения подстроечных сопротивлений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ ДЛЯ КРАНОВ С ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЙ СТРЕЛОЙ, содержащий соединенные в электромостовую схему потенциометрические датчики усилия, угла поворота стрелы и телескопирования, включенное в диагональ электромостовой схемы контрольное реле нагрузки, связанное с релейным блоком и панелью сигнализации, отличающийся тем, что он снабжен n-2 переключателями и дополнительными n-1 датчиками телескопирования, где n - число секций стрелы, причем переключатели установлены между подвижными секциями и каждый из них имеет закрепленное на одной из секций основание, на котором установлены симметрично продольной оси, параллельной продольной оси секции, две розетки, обращенные рабочими поверхностями в сторону другой секции, и две взаимодействующие с соответствующими розетками вилки со штоками, параллельными продольной оси секции и связанными между собой коромыслом, причем одна из вилок подпружинена, а на другой секции - упор, взаимодействующий со штоком первой вилки, при этом каждый из датчиков телескопирования имеет закрепленные на одной из секций кронштейны, на которых закреплен вал, продольная ось которого перпендикулярна к продольной оси секции, с резьбовой нарезкой, перемещающейся по ней гайкой и жестко закрепленным на валу зубчатым колесом, и закрепленную на другой, смежной с первой, секции зубчатую рейку, продольная ось которой параллельна продольной оси секции, взаимодействующую с зубчатым колесом, а потенциометр каждого из датчиков установлен между соответствующими кронштейнами с расположением его продольной оси перпендикулярно к продольным осям кронштейнов, при этом ползунок потенциометра связан с упомянутой гайкой, причем потенциометры n - 1 датчиков телескопирования подключены в электромостовую схему параллельно потенциометру первого датчика через контакт соответствующего переключателя. 2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что потенциометры датчиков телескопирования выполнены с переменным шаговым сопротивлением.