Устройство для управления приводами подъма груза и стрелы крана-трубоукладчика Советский патент 1993 года по МПК B66C13/22 

U

ляци испо щих лонн

подд

зобретение относится к области изо- нно-укладочных работ и может быть ьзовано на трубоукладчиках, работаю- составе изоляционно-укладочной ко- i машин.

звестно устройство, позволяющее рживать трубопровод в заданном положении путем стабилизации усилия на кркш: трубоукладчика и содержащее датчис нагрузки.и позиционный регулятор, связа1ный с исполнительным механизмом грузоиой лебедки. Недостатком такого уст- ройстза является низкая его эффективность из-за отсутствия информации о допустимой нагру же, а также сложность переналадки.

Н зиболее близким техническим решением является устройство для автоматического регулирования нагрузки кранагтрубоукладчмка, содержащее датчики поперечного угла наклона трубоукладчика, угла наклона стрелы, угла наклона грузового полиспаста и нагрузки, я также блоки вычисления допустимой нагрузки и сравнения, позиционный регулятор, соединенный с исполнительным механизмом грузовой лебедки, и задатчик нагрузки.

При работе в составе изоляционно-укладочной колонны вышеуказанные устройства имеют общий существенный недостаток - они контролируют и регулируют только величину нагрузки на крюке тру: боукладчика. Между тем, положение трубопровода в пространстве определяется как величиной нагрузки на крюке трубоукладчика, так и направлением приложения этой нагрузки, зависящим от положения грузового полиспаста. При стабилизированном усилии на крюке изменение угла наклона грузовбго каната приводит к изменению положения трубопровода.

Цель изобретения - повышение точности управления положением трубопровода за счет ослабления влияния крена трубоукладчика и в определенных пределах изменесо

с

VJ о

со

Ьь

ел

ния расстояния от трубоукладчика до траншеи, что позволит снизить утомляемость машинистов, исключить аварийные ситуации и, тем самым, повысить производительность труда,.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчики поперечного угла наклона трубоукладчика, угла наклона стрелы и угла отклонения грузового полиспаста от оси стрелы, подключенные к входу блока определения допустимой нагрузки, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком нагрузки, а выход связан с управляющим входом привода подъема груза через управляющий вход регулятора нагрузки, информационный вход которого соединен с датчиком нагрузки, дополнительно снабжено блоками сравнения, входы одного из которых подключены к упо- мянутым датчикам, регулятором отклонения грузового полиспаста от вертикали, один вход которого соединен с выходом первого дополнительного блока сравнения, задатчиком отклонения грузового полиспа- ста, подключенным ко второму входуупомя- нутого регулятора, причем выход блока определения допустимой нагрузки соединен с одним входом второго дополнительного блока сравнения,другой вход которого подключен к задатчику нагрузки, релейным элементом, вход которого подсоединен к выходу второго дополнительного блока сравнения, и блоком И, входы которого связаны с выходом релейного элемента и выхо- дом упомянутого регулятора, а выход подключен к управляющему входу привода подъема стрелы трубоукладчика.

На фиг. 1 представлена схема трубоукладчика с показанными на ней регулируё- мыми силовыми и геометрическими параметрами; на фиг. 2 - структурная схема устройства.-. , В процессе движения изоляционно-укладочной колонны на приподнятую часть трубопровода действует целый ряд возмущающих факторов, приводящих к изменению его положения в пространстве, среди которых можно выделить такие как измене- . ние поперечного крена трубоукладчика и смещение его относительно траншеи. Ослабить влияние этих факторов можно путем стабилизации вектора усилия в грузовом канате трубоукладчика, определяемого его составляющими:

Рь-P-COsAft Pr P-sinA0(1)

Из выражения (1) видно, что значения

Рь и Рг определяются величиной усилия Р

в полиспасте и углом Д6 отклонения грузового полиспаста от вертикали, который в общем случае определяется через угол в отклонения грузового полиспаста от оси стрелы, угол а поперечного наклона трубоукладчика и угол /3 наклона стрелы в соответствии со следующей зависимостью:

&6 е-а-/3

(2)

Таким образом, поддерживая постоянными значениями усилия в грузовом полиспасте и угла А0, можно ослабить влияние поперечного крена трубоукладчика в определенных пределах смещения его относительно траншеи.

В качестве устройства стабилизации усилия на крюке используется устройство по а. с. СССР № 1533990. Из рассмотрения выражения (2) видно, что стабилизацию угла Д$ можно осуществить путем регулирования угла ft наклона стрелы. .

Устройство для управления приводами подъема груза и стрелы крана-трубоукладчика содержит датчик 1 поперечного угла наклона трубоукладчика, датчик 2 угла наклона стрелы, датчик 3 угла отклонения грузового полиспаста от оси стрелы, соединенные с соответствующими входами блока 4 определения допустимой нагрузки и последовательно с ним соединенные блок 5 сравнения, позиционный регулятор 6 нагрузки и привод 7 подъема груза. К установочному входу блока 5 сравнения подключен задатчик 8 нагрузки, а к информационному входу позиционного регулятора б нагрузки - датчик 9 нагрузки. Кроме того, устройство дополнительно содержит блок сравнения 10, к соответствующим входам котррого подключены датчики 1, 2 и 3, позиционный регулятор 11 отклонения грузового полиспаста от вертикали, информационный вход которого соединен с блоком 10 сравнения, установочный вход - с задатчиком 12 отклонения грузового полиспаста от вертикали. Входы другого блока сравнения 13 соединены с выходами блока 4 определения допустимой нагрузки и зэдатчика 8 нагрузки, а выход - через релейный элемент 14 с одним из входов блока И 1.5. другой вход которого соединен с выходом регулятора 11. Выход блока 15 соединен с управляющим входом привода 16 подъема стрелы трубоукладчика.

Устройство работает следующим образом. Элементы и блоки 1-9 выполняют функции по стабилизации заданного усилия Р,

элементы и блоки 10-14 стабилизируют угол Д0 отклонения грузового полиспаста от вертикали. При этом блок сравнения 10 реализует зависимость (2), и, следовательно, на его выходе получается сигнал UUQ, пропорциональный углу Д0. На трехпози- ционном регуляторе 11 происходит сравнение сигналов UU0 , приходящего с блока сравнения 10, и сигнала 1)д0Д , приходящего с задатчика 12 требуемого отклонения гру- зового полиспаста от вертикали. В зависимости от сигнала рассогласования Дид„ регулятор 11 вырабатывает сигнал, который подается через блок И 15 на прЦвод 16 подъема стрелы трубоукладчи- ка. Блрк И 15 пропускает сигнал Uper, если Up3aA UpA°n и отключает привод 16 в случае, еЈли ирзад ирдоп. Сравнение сигналов UpaaA и ирдоп выполняет блок сравнения 13, а выдача управляющего сигнала, рав- ного 1 или 0 в зависимости от величины Дир ирдоп-ирэад и необходимого для сра- батыв ния блока 15, осуществляется релейным элементом 14. Таким образом, блок 14 реализует зависимость:

U

УПР

1, если AUP Up. 0. если AUP Up .

где Д JP.- параметр срабатывания релейного элемента 14, а блок 15 реализует зависимое ъ:

UrjPMB

UPer, еСЛИ ,

О, если .

Наличие блоков и элементов 13-15 объясняется недопустимостью снижения вели- чины допустимой нагрузки РДОп на крюке ниже заданного ее значения Р33д за счет стабш изации угла Д в.

5 10 15 0 5

0

5

0

Задатчики 8 нагрузки на крюке и 12 отклонения грузового полиспаста от вертикали задают требуемые значения соответственно усилия Ри угла Д$ для конкретного трубоукладчика, определяемые его местом в колонне.

Формула изобретения Устройство для управления приводами подъема груза и стрелы крана-трубоукладчика, содержащее датчики поперечного угла наклона трубоукладчика, угла наклона стрелы и угла отклонения грузового полиспаста от оси стрелы, подключенные к входу блока определения допустимой нагрузки, выход которого подключен к одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с задатчиком нагрузки, а выход связан с управляющим входом привода подъема груза через регулятор нагрузки, информационный вход которого соединен с датчиком нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительными блоками сравнения, вхо- ды одного из которых подключены к упомянутым датчикам, регулятором отклонения грузового полиспаста от вертикали, один вход которого соединен с выходом первого дополнительного блока сравнения, задатчиком допустимого отклонения грузового полиспаста, подключенным к второму входу упомянутого регулятора, причем выход блока определения допустимой нагрузки соединен с одним входом второго блока сравнения, другой вход которого подключен к задатчику допустимой нагрузки, релейным, элементом, вход которого подсоединен к выходу второго дополнительного блока сравнения, и элементом И, входы которого связаны с выходом релейного элемента и выходом упомянутого регулятора, а выход подключен к управляющему входу привода подъема стрелы трубоукладчика.

Изобретение относится к области изоляционно-укладочных работ и Может быть использовано на трубоукладчиках, работающих в составе изоляционно-укладочной колонны машин. Сущность изобретения: устройство содержит датчик поперечного угла наклона трубоукладчика. датчик угла наклона стрелы, датчик угла отклонения грузового полиспаста от оси стрелы, блок определения допустимой нагрузки, блоки сравнения, позиционный регулятор нагрузки, привод подъема груза, задатчик нагрузки, датчик нагрузки, позиционный регулятор отклонения грузового полиспаста от вертикали, задатчик отклонения грузового полиспаста от вертикали, релейный элемент, блок И, привод подъема стрелы трубоукладчика. 2 ил.