ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ СТРЕЛОВОГО КРАНА Российский патент 2002 года по МПК B66C23/90 

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к ограничителям грузоподъемности стреловых кранов.

Аналоги изобретения:
- из авторского свидетельства N 1342867 известно устройство "ограничитель грузоподъемности подъемно-транспортного средства", состоящее из магнитоупругого преобразователя, интегратора, полосового фильтра, выпрямителя, двух фильтров нижних частот, блока компараторов и источника переменного напряжения. Недостатком данного устройства является наличие в канале измерения статической нагрузки крана фильтра нижних частот, которое приводит к значительному увеличению времени измерения;
- из книги Жадобина Н.Е., Крылова А.П., Малышева В.А. Элементы и функциональные устройства судовой автоматики: Учебник, 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Элмор, 1998. 440 с. стр. 256 известна "автоматическая система ограничения грузоподъемности судовых кранов", состоящая из магнитоанизатропного преобразователя, фильтра нижних частот, двухполупериодного выпрямителя, двух фильтров нижних частот с частотами среза 0,1 Гц и 10 Гц, шести компараторов, шести реле и защитного устройства, состоящего из компаратора и бесконтактного ключа. Недостатком данной системы является наличие в канале выделения напряжения, пропорционального среднему значению усилия в магнитопроводе магнитоанизотропного преобразователя фильтра нижних частот с низкой частотой среза, что приводит к значительному увеличению времени измерения.

Описание прототипа
Ближайшим прототипом к данному изобретению является устройство, известное из авторского свидетельства N 1477667, содержащее магнитоупругий датчик нагрузки, подключенный через блок фильтров, выпрямитель и блок фильтров к одному входу блока перемножения сигналов, индуктивный трансформаторный датчик длины стрелы, выход которого подключен через блок фильтров к статорной обмотке трансформаторного датчика угла наклона стрелы, роторная обмотка которого через выпрямитель и блок фильтров нижних частот подключена к другому входу блока перемножения сигналов, выход которого подключен к одному входу компаратора, другой вход которого соединен с задатчиком грузового момента, а выход включен в цепь управления краном.

При высокой надежности данное устройство обладает серьезным недостатком. Из-за наличия блока фильтров нижних частот в канале измерения нагрузки, процесс определения веса поднимаемого груза при наличии колебательного процесса, возникающего в грузоподъемном кране при подъеме груза, недопустимо затягивается во времени. Также у прототипа отсутствует канал измерения мгновенного значения нагрузки, что не позволяет отслеживать сильные кратковременные перегрузки.

Цель изобретения - уменьшение времени срабатывания ограничителя грузоподъемности и устранение возможности сильной кратковременной перегрузки стрелового крана.

Для достижения указанной цели в известное устройство вводится вместо блока фильтров нижних частот фильтр с конечной импульсной характеристикой и дополнительно вводится канал измерения мгновенного значения нагрузки.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Ограничитель грузоподъемности содержит магнитоупругий датчик 1, обмотка которого 2 подключена к источнику 3 переменного напряжения, а обмотка 4 через блок 5 фильтров, выпрямитель 6 и фильтр с конечной импульсной характеристикой 7 подключена к одному входу блока 8 перемножения сигналов. Обмотка 4 также подключена через блок 5 и выпрямитель 6 к одному входу блока 9 перемножения сигналов. Магнитопровод 10 датчика 1 подвергается силовому воздействию нагружаемого элемента конструкции крана. Индукционный трансформаторный датчик 11 длины стрелы обмотками 12 подключен к источнику переменного напряжения 3. Обмотки 13 датчика 11 через блок фильтров 14 связаны со статорной обмоткой трансформаторного датчика 15 угла наклона стрелы. Роторная обмотка поворотного трансформатора датчика 15 через выпрямитель 16 и блок 17 фильтров нижних частот подключена ко второму входу блока 8 и ко второму входу блока 9. Выход блока 8 подключен к одному входу компаратора 18, другой вход которого соединен с задатчиком грузового момента (не показан), а выход - со входом порогового элемента 19, выход которого включен в цепь управления краном. Выход блока 9 соединен с одним из входов компаратора 20, другой вход которого подключен к задатчику предельно допустимого мгновенного значения грузового момента, а выход со входом порогового элемента 21, выход которого включен в схему управления краном.

Работа устройства.

Сигнал с датчика 1 нагрузки поступает в блок фильтров 5, который настроен на частоту источника переменного напряжения 3, и затем, после выпрямления, на один вход блока 9 перемножения сигналов в канале измерения мгновенного значения нагрузки и на вход фильтра 7 с конечной импульсной характеристикой, который осуществляет быстрое усреднение сигнала. С выхода фильтра 7 сигнал поступает на один вход блока 8 перемножения сигналов. Амплитуда выходного сигнала датчика 11 длины стрелы зависит от длины последней. Через блок фильтров 14 сигнал, освобожденный от высших гармоник, поступает на статорную обмотку трансформаторного датчика 15 угла наклона стрелы, с выхода которого, после выпрямления и фильтрации нижних частот сигнал поступает на другие входы блоков 8 и 9. С выхода блока 8 сигнал, пропорциональный грузовому моменту, поступает в компаратор 18, где он сравнивается с допустимым сигналом и по результату сравнения пороговый элемент 19 подает сигнал в схему управления краном. С выхода блока 9 сигнал, пропорциональный мгновенному значению грузового момента, поступает в компаратор 20, где он сравнивается с допустимым сигналом и по результату сравнения пороговый элемент 21 подает сигнал в схему управления краном.

Данное устройство позволяет определить вес поднимаемого груза с погрешностью не более одного процента за один период колебаний в системе "груз-подъемный механизм", что значительно уменьшает время срабатывания ограничителя грузоподъемности с одновременным увеличением его точности, а также защищает грузоподъемный кран от перегрузки по мгновенному значению грузового момента.

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию. Устройство содержит источник переменного напряжения, магнитоупругий преобразователь трансформаторного типа, трансформаторный датчик длины стрелы, трансформаторный датчик угла наклона стрелы, выпрямители, блоки фильтров нижних частот, блоки перемножения сигналов, компараторы и пороговые элементы. Примененный в устройстве фильтр с конечной импульсной характеристикой усредняет выходной сигнал преобразователя за время, не превышающее 0,5-1 периода низкочастотных колебаний на его входе. Устройство позволяет определить вес поднимаемого груза с погрешностью не более 1% за один период колебаний в системе "груз-подъемный" механизм, что значительно уменьшает время срабатывания ограничителя грузоподъемности с одновременным увеличением его точности. Благодаря наличию канала измерения мгновенного значения нагрузки обеспечивается защита крана от сильных кратковременных перегрузок. 1 ил.

Ограничитель грузоподъемности стрелового крана, содержащий магнитоупругий преобразователь трансформаторного типа с обмоткой возбуждения, подключенной к источнику переменного напряжения, и измерительной обмоткой, подключенной через первый блок фильтров нижних частот ко входу первого выпрямителя, трансформаторный датчик длины стрелы с одними обмотками, подключенными к источнику переменного напряжения, и другими обмотками, связанными со статорной обмоткой поворотного трансформаторного датчика угла наклона стрелы, роторная обмотка которого через второй выпрямитель и второй блок фильтров нижних частот подключена к одному из входов первого блока перемножения сигналов, первый компаратор, один из входов которого соединен с выходом первого блока перемножения сигналов, другой вход - с выходом задатчика грузового момента, а выход - со входом первого порогового элемента, отличающийся тем, что в него введены фильтр с конечной импульсной характеристикой, второй блок перемножения сигналов, второй компаратор и второй пороговый элемент, при этом вход фильтра с конечной импульсной характеристикой соединен с выходом первого выпрямителя, а выход - с другим входом первого блока перемножения сигналов, входы второго блока перемножения сигналов подключены к выходам первого выпрямителя и второго блока фильтров нижних частот, один из входов второго компаратора соединен с выходом второго блока перемножения сигналов, другой вход - с выходом задатчика предельно допустимого значения грузового момента, а выход - со входом второго порогового элемента.