[实用新型]用于工程起重机载荷力矩的全方位保护器

说明书

本实用新型属于工程起重机载荷力矩保护器的改进。

目前，国内外在工程起重机上的力矩保护主要表现为起吊重物超载力矩保护和变幅超载力矩保护两个方面。也就是说，主要集中表现在起重机吊臂与重物构成的平面内的超载力矩保护。如日本株式会社多田野的AWL-U型力矩限制器和北京机电研究院与北京机械研究所共同研制的WLX-QY20型微机力矩限制器，均属于平面内的超载力矩保护。但是，起重机在运行时，除了起吊和变幅超载引起倾翻外，还有一个极为重要的因素。这就是起重机在由地面下陷或其它情况下造成的从高处向低处回转时引起的倾翻。这种回转超载比起吊超载和变幅超载更难把握和控制。所以回转超载的事故发生率高，往往机毁人亡。

本实用新型的目的就是为防止起重机起吊、变幅和回转超载倾翻，保障起重机安全运行而设计与制造的载荷力矩全方位保护器。

本实用新型的构成和机理可借助下例各图加以说明，其中：

图1为起重机后倾时工作状态示意图(θ为负角)；

图2为起重机在水平面时工作状态示意图(θ为零度)；

图3为起重机前倾时工作状态示意图(θ为正角)；

图4为平台倾度检测器原理图；

图5为现有起重机的起重特性曲线；

图6为本实用新型的起重特性曲线；

图7为本实用新型系统构成示意图；

图8为本实用新型系统工作原理图；

图9为回转方向检测原理图。

图中各种符号的意义是R为起重工作半径，通常叫做幅度；a为起重机中心至起重机配重重心的距离；b为起重机中心至吊臂根端的距离；W₁为起重机配重；W₂为起重机被吊重物；a′为起重机回转中心至起重机配重重心在水平线上的投影长度；b′为起重机回转中心至起重机吊臂根端在水平线上的投影长度；θ为吊臂倾角。

在图1、图2、图3中各数字代号的意义是起重机回转中心〔1〕起重机回转平台〔2〕、配重W₁〔3〕、吊臂〔4〕、被吊重物W₂〔5〕、重锤〔6〕。图5、图6中的Te为起重机额定起重量。

图7展示了本实用新型的系统构成，它有压力传感器〔9〕、平台倾度检测器〔10〕。吊臂角度检测器〔11〕、回转方向检测器〔12〕、回转超载防惯性冲击控制器〔13〕、回转超载控制器〔14〕、提升变幅超载控制器〔15〕、预警/报警音响灯光控制器〔16〕、工况状态控制器〔17〕、毛重/净重控制开关〔18〕毛重/净重数据显示窗口〔19〕、额定起重量/提升高度/吊臂倾角/幅度显示控制开关〔20〕，〔21〕、各种参数显示窗口〔22〕、最大/最小倾角报警显示灯〔23〕、力矩预报警显示灯〔24〕、回转控制显示灯〔25〕、力矩超载显示灯〔26〕、降载控制显示百分比控制开关〔27〕、自检控制开关〔28〕、系统复位控制开关〔29〕、显示窗口状态表〔30〕共22个部分。图4是平台倾度检测器〔10〕的具体构成，它有变速齿轮〔7〕、线性电位器〔8〕和重锤〔6〕，共3个部分。图9是回转方向检测器〔12〕的具体构成，它有底座〔31〕、左向识别刷〔32〕、脚踏板〔33〕、碳刷支架〔34〕、右向识别刷〔35〕和非回转识别刷〔36〕，共6个部分。

本实用新型的工作原理是：由压力传感器〔9〕、吊臂角度检测器〔11〕和平台倾度检测器〔10〕分别将力、角度和倾度变成电信号，经相应处理后同时送至A/D模数转换器，通过计算机对变幅、起吊、回转等状态力矩变化情况进行实时处理。当检测力矩与起重机起吊平衡力矩不相符时(即起重机做任一运行超载时)，计算机便立即发出指令，自动禁止起重机力矩向危险方向变化，确保了起重机在起吊、变幅和回转时的力矩平衡而安全运行，达到了全方位保护的目的。

本实用新型的力矩平衡关系可借图2、图3说明：

从图2可知，起重机在坚硬水平地面上起吊重物W₂时，根据力矩平衡关系得到力矩平衡方程式为：

W₁a＝W₂(R+b)…………………(1)

由(1)式可知，造成力矩不平衡即起重机超载的主要因素时物重W₂和幅度R。所以只要采用吊臂角度检测器检测幅度R和采用压力传感器检测重物W₂，就能判断力矩变化的状况，从而进行力矩保护。

从图3可知，起重机处于前倾状态工作时，即起重机停在向前倾度地面或在运行过程中有一面地基下陷时，情况就大不一样了，这时的力矩平衡方程式可表示为：