Система управления стреловым краном

Система управления стреловым краном

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <11 52оз1в

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено12.09.74 (21) 2060852/11 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (51) М. К .

В 66 С 13/18

B 66 С 23/58

Государственный комитет

Совета MHHMGTpOB СССР по делам изаоретений и открытий (43) Опублнковано05.07.76.Бюллетень №25 (53) УДК 621.873 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 08.08.76 (72) Авторы Н. Н. Копейкина, Л. В. Зайцев, А. А. Ловягин, А. Г. Писарев, изобРЕтЕ"+ JI. H. Журдин, И. П. Улитенко и A. A. Вуланов

Всесоюзный научно-исследовательский институт строит и дорожного машиностроения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТРЕЛОВЫМ

КРАНОМ

Изобретение относится к системам управления, например, грузоподъемными устройствами, и предназначено для машин, работаю— ших в "стесненных"условиях, на значитель ном расстоянии от оператора, при плохой ви- димости монтируемых объектов, например под водой, а также для точных работ.

Для обеспечения необходимой траектории движения груза машинисту приходится управлять одновременно одним, двумя или тремя )p механизмами, что может быть реализовано только при хорошей видимости монтируемо— го объекта и окружающих предметов. Кроме того, точность осуществления всех операций зависит и от субъективных свойств машини- 1к ста: его квалификации, быстроты реакции, степЕйи утомляемости и пр. факторов.

В целом, при работе машиниста требуется столь сложная координация управляющих воздействий, что при нормальных условиях, а тем более в случае различного рода ограничений (дальности расстояния, плохой видимости объекта) обеспечить высокое качество работ невозможно. . 26

Известна система дистанционного управления кранами, выполненная по известным схемам, включающая в себя два органа уп— равления (рукоятки), с помощью которых машинист может осуществлять операции, тре— буемые в процессе работы.

Система содержит датчики и задатчики скорости, сигналы которых поступают на сравнивающие устройства, вырабатывающие сигналы управляющего воздействия, по которым исполнительные механизмы приводят в движение соответствующие рабочие органы крана.

Все операции машинист производит с помощью двух органов управления. Система построена таким образом, что существует логическая связь между движениями органа управления и движениями управляемого им механизма.

Однако известная система управления не может обеспечить высокого качества работ в том случае, если машина находится на значительном расстоянии от машиниста, напри— мер свыше 200 м, в "стесненных" условиях, например в цехе или штреке, при плохой ви520318 димости объекта и окружающих предметов, например под водой или в дыму. В этих случаях необходимую траекторию и точность установки груза обеспечить очень трудно.

Бель изобретения — созда ни е так ой си от мы управления кранами, которая обеспечивает высокое качество работ в сложных условиях эксплуатации грузоподъемной машины, Указанная цель достигается тем, что известная система управления стреловьми кранами снабжена датчиками пути с задатчика—

)О ми и механизмами обратной связи, соединенными с органами управления, оборудованны— ми панелями с координатными сетками, одна из которых расположена в горизонтальной плоскости, а другая — в вертикальной.

)5

Первый орган управления выполнен в виде стержня с зубчатой рейкой и рукоятью на конце, расположенного с возможностью перемещения внутри горизонтального участка Тобразной трубы, в которой установлена контактирующая с зубчатой рейкой шестерня.

При этом рукоять связана с задатчиками скорости, выходной вал шестерни — с задатчиком пути и механизмом обратной связи поворота крана, а вертикальное основание Т- 25 образной трубы — с задатчиком угла и механизмом обратной связи стреловой лебедки, Второй орган управления выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма с двумя направляющими прорезями. При этом рукоять ЗО управления установлена непосредственно на кулисе и связана с помощью промежуточного элемента, например цепи и звездочки, с м— ханизмом обратной связи и задатчиком длины грузового каната, а кривошип, имитирую- Зэ щий длину стрелы, связан с датчиком угла подъема стрелы и механизмом обратной связи стреловой лебедки.

На фиг. 1 изображен пульт управления в стационарном исполнении„общий вид; на фиг, 2 — переносной пульт управления, общий вид; на фиг, 3 — часть системы управления, обеспечивающая перемещение рабочего органа машины в горизонтальной плоскости; на фиг. 4часть системы управления, обеспечивающая 45 перемещение рабочего органа машины в вертикальной плоскости; на фиг. 5 — орган управления для горизонтального перемещения; на фиг, 6 — то же, вид сверху; на фиг, 7 орган управления для вертикального переме- И щения; на фиг. 8 — рукоять органа управления для вертикального перемещения; на фиг, 9 — звездочка того же органа управления; на фиг. 10 — разрез по А-А на фиг. 7.

В кабине машиниста устанавливается 55 пульт управления (см, фиг, 1 ), на котором размещаются орган управления 1 с рукоятью

2 и горизонтальной панелью 3, где нанесена радиальная и градусная сетка, а также орган управления 4 с рукоятью 5 и вертикальной панелью 6 с вертикальной,горизон— тальной и градусной сеткой.

Машинисту по сетке на панели или в соответствии с планом рабочей обстановки, который может быть закреплен под верхней прозрачной крышкой панели 3, выбирает траекторию движения рабочего органа в горизон-,àïüíoé плоскости.

Вертикальная панель 6 дает возможность машинисту выбрать траекторию движения рабочего органа в вертикальной плоскости, по сетке или профильному сечению обстановки в одной из вертикальных плоскостей.

Обе панели 3 и 6 и размеры органов управления имеют один масштаб и имитируют зону, обслуживаему|с краном в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Вышеописанный пульт управления выполнен стационарным и может быть установлен непосредственно в кабине машины или в специально оборудованной кабине, расположен— ной на расстоянии от машины.

Однако пульт управления может быть выполнен и переносным (см. фиг. 2).

Машина может быть снабжена. одним из указанных пультов управления. Далее для простоты изложения описывается стационарный пульт управления, Система управления грузоподъемными машинами условно может быть разделена на две части, одна из которых осуществляет управление рабочими машинами в горизонтальной плоскости органом управления 1, а другая — в вертикальной плоскости органом управления 4.

Орган управления 1 (cv.. фиг, 3 ) с горизонтальной панелью 3 соединен с задатчи— ком пути 7, задатчиками скорости 8 и 9 и задатчиком угла подъема 10 стрелы. Выходные сигналы этих задатчиков поступают в устройства 11-14, где они сравниваются с сигналами, поступающими от соответствующих датчиков пути 15, скорости 16 и 17 и угла подъема стрелы 18. Скорость поворо— та крана регулируется исполнительным механизмом поворота 19, от которого срабатыьа т датчик пути 15 и датчик скорости 16.

Механизм обратной связи 20 приводится в действие сравнивающим устройством 11.

Скорость работы стреловой лебедки регулируется исполнительным механизмом 21 стреловой лебедки, от которого срабатывают соответствующий датчик скорости 17 и датчик 18, а механизм обратной связи 22 приводится в действие сравнивающим устройством 1 4.

При включении в работу исполнительного механизма 21 чачинает функционировать система горизонтального перемещения груза 23, Сигнал рассогласования от сравнивающего устройства 14 поступает на механизм обрат0318

52 ной связи 24 (см. фиг. 4), взаимодействующий с органом управления 4, осушествляю— шим перемещение рабочего органа в верти— калькой плоскости.

Орган управления 4 с вертикальной панелью 6 соединен с задатчиком пути 25, задатчиком 26 скорости работы грузовой лебедки, задатчиком угла 27 и задатчиком око. рости работы 28 лебедки. Выходные сигналы задатчиков 25 и 26 поступают в сравниваюшие устройства 29 и 30, а от задатчиков 27 и 28 — в сравнивающие устройства 13 и 14 цепи управления исполнительным механизмом 21 стреловой лебедки.

Регулирование скорости работы грузовой лебедки осуществляется исполнительным механизмом 31 по сигналу сравнивающего устройства 30, при этом исполнительный механизм 31 включает в работу. датчик пути

32 и датчик скорости 33 и получает корректируюший сигнал от системы горизонтального перемещения груза 23. В то же время с датчика 32 выходной сигнал поступает на вход системы горизонтального перемещения груза 23. Сравниваюшее устройство 29 управляет работой механизма обратной связи

34, перемещающего орган управления 4.

Таким образом, регулирование скорости стреловой лебедки осушествляется включе— нием исполнительного механизма 21, который приводит в движение стрелу, которая, в свою очередь, приводит в движение датчик угла поворота, подающий сигнал сравниваюшему устройству 14. Сравнивающее устройство

14 приводит в действие механизм обратной связи 24 на органе управления 4 и одновременно механизм обратной связи 22 на органе управления 1.

Управление всеми механизмами системы осушествляется с помощью органов управления 1 и 4, которые для обеспечения всех требуемых функций выполнены комбинированными.

Орган управления 1 (см. фиг, 5) состоит из стержня 35, который перемешается внутри горизонтального участка Т-образной трубь . 36 с вертикальным основанием, установленной на опорах 37, 38. На стержне 35 размешена рукоять 2, связанная с задатчиками скорости 8,9. Задатчик 8 обеспечивает пропорциональное регулирование скорости механизма поворота крана в зависимости от угла поворота рукояти 2. Задатчик 9 обес— печивает пропорциональное регулирование угловой скорости механизма изменения вылета стрелы. Рукоять 2 обеспечивает включение поворота крана движением поперек рукояти

Р механизма изменения вылета — движением вдоль рукоятки и совмешение двух этих движений — движением рукояти 2 под углом а(d !

ld

ЗЬ

6

Стержень 35 связан с механизмом об— ратной связи 20 и задатчиком пути 7 перемещения груза по радиусу с помощью, на— пример, зубчатой рейки 39, закрепленной на стержне 35, шестерни 40, установленной в Т-образной трубе 36, муфты 41, редуктора 42, а с механизмом обратной связи 22 и задатчиком угла подъема 10 механизма поворота — с помощью муфты 43 и редуктс ра 44.

Комбинированный орган управления 4 (см. фиг. 7) состоит из кривошипа 45, имеюшего масштаб шкал панелей 3 и 6, соответствуюшего длине стрелы, кулисы 46, в прорези которой установлен ползун 47 кривошипа 45 и ползун 48, на котором крепится рукоять 5 и к которому прикреплена, например, цепь 49 (фиг. 8), приводимая во вращение звездочкой 50 (фиг. 9) через муфту 51 и редуктор 52 от механизма обратной связи 34 грузовой лебедки.

Концевые точки кулисы 46 закреплены на ползунах 53, 54, установленных в верхней 55 и нижней 56 направляющих. Ход ползуна 48 в масштабе соответствует сумме максимальной высоты подъема и глубины опускания крюка. Кривошип 45 (ф г. 10) осью 57 связан с механизмом обратной связи 22,который приводит его в движение с помошью муфты 58 и редуктора 59.

Система управления работает следуюшим образом.

Орган управления 1 обеспечивает пере— мешение крюка (груза) в горизонтальной плоскости по окружности, радиусу и любой заданной траектории.

11ля поворота машины, например, влево машинист наклоняет рукоять 2 (силовым движением) в левую сторону, приводит в действие задатчик скорости 8 механизма поворота, который выдает сравнивающему устройству 12 сигнал, пропорциональный углу поворота рукояти. Сравнивающее устройство 12 включает исполнительный механизм 19, который приводит в действие да чик пути 15. На сравниваюшем устройстве

1 1 появляется рассогласование. Механизм обратной связи 20 включается и произво— дит перемещение органа управления 1 по радиусу в левую сторону на угол, соответствующий углу поворота машины. Для увеличения скорости поворота увеличивают угол наклона рукоятки 2, при этом для удержания последней необходимо большее усилие. Поворот машины в правую сторону производится аналогично.

Для перемещения рабочего органа (крк ка) по радиусу вперед рукоять наклоняют вперед (см. пунктирное изображение на фиг.

5). При этом приводится в действие задатчик скорости 9, а на сравнивающее устрой520318 ство 13 поступает сигнал, пропорциональный углу наклона рукояти. И оно включает исполнительный механизм 21. Стрела приводит в действие датчик скорости 17, датчик угла подъема стрелы 18 и систему горизонтального перемещения груза 23, ко— торая в соответствии с величиной подъема (или опускания) головки стрелы производит включение подъема или опускания груза.

Датчик угла подъема стрелы подает соответствующий углу перемещения стрелы сигнал сравнивающему устройству 14, которое включает механизм обратной связи 24, обеспечивающий соответствующее перемещение органа управления 1. Так как управление стрелой возможно и органом управления 4, то устройство 14 осуществляет включение механизма обратной связи 24 на органе управления 4, в результате чего перемешается кулиса 46.

Исполнительный механизм 31 грузовой л бедки, включенный с помощью системы горизонтального перемещения груза 23, через датчик пути 32, сравнивающее устройство 29 и механизм обратной связи 34, производит соответствующее перемещение ползуна 48 с рукоятью 5 по кулисе 46. Таким образом отслеживается положение рабочего оборудования машины на органах управления1 и4.

При наклоне рукояти органа управления

1 в горизонтальной плоскости под углом 7 к оси стержня 35 включается механизм поворота крана и стрелоподъемный механизм, а крюк (груз) совершает движение в горизонтальной плоскости по сложной траектории.

Орган управления 4, снабженный верти— кальной панелью, обеспечивает перемещение крюка (груза) по вертикали и горизонтали по любой заданной кривой в вертикальной плоскости.

Включение механизма подъема груза на подъем осуществляет ся перемещением рукояти 5 верх, которая приводит в действие задатчик скорости 26, выдающий сигнал сравнивающему устройству.30 и т. g. no аналогии с вышеописанным способом пере— мещения органа управления 1.

В результате крюк (груз) перемещается вверх, и рукоять 5 с помощью механизма обратной связи 34, расположенного, например в верхней части кулисы, .также перемещается вверх.

Включением рукояти управления вниз обеспечивается опускание груза.

При наклоне рукояти в горизонтальной плоскости осуществляется перемещение стрелы, а с помощью сравнивающего устройст— ва 14 включается механизм обратной связи

22, который перемешает кривошип 45. Сравниваюшее устройство 14 одновременно приводит в действие механизм обратной связи на органе управления 1, который перемеща ет рукоять 2.

Для обеспечения горизонтального пере— мещения груза орган управления 4 осуществляет включение системы горизонтального перемещения груза 23.

Таким образом, предлагаемая система упlO равления обеспечивает регулирование скоростей в диапазоне 1:30 в соответствии с траб ованиями, предъявляемыми к кранам, и осуществляет движение груза по любой задан— ной траектории, что исключает возможность

15 аварийных ситуаций. Положительные качества предлагаемой системы обеспечиваются наличием механизмов обратной связи, исклю. чающих рассогласование положения рабочего органа и механизма и обеспечивающих перемещение груза в соответствии с заданными

20 координатами двумя комбинированными органами управления.

Благодаря перечисленным свойствам система позволяет увеличить производитель—

26 ность машины при нахождении машиниста (оператора) на расстоянии более 200 м и, в случаях плохой видимости машины и монтируемого объекта, а также в "стесненных" условиях.

Ф ормула изобретения

1. Система управления стреловым краном, содержащая датчики и задатчики ско— рости и угла псдъема стрелы, сравнивающие устройства, соединенные с ними исполнительные механизмы грузовой и стреловой лебедок и два органа управления, о т л и ч а ю ш а я р с я тем, что, с целью повышения точности перемещения рабочего органа крана при нахождении оператора на значительном от него расстоянии, при плохой видимости или в

/l Гl стесненных условиях, система снабжена д датчиками пути с задатчиками и механизмами обратной связи, соединенными с органами управления, оборудованными панелями с координатными сетками, одна из которых расположена в горизонтальной плоскости, а другая — в вертикальной, 7

2. С

Система управления стреловым краном поп.1,о тличаюшаяся те м, что, с целью обеспечения перемещения рабочего органа в горизонтальной плоскости, пер выи орган управления выполнен в виде стержня с зубчатой рейкой и рукоятью на конце, расположенного с возможностью перемещения внутри горизон-=.льного участка Т-образной трубы с верт: .: ..--:=;:-.7 основанием, в кото— д рои установлена контактирующая с зубчатой

520318 рейкой шестерня, причем рукоять связан задатчиками скорости, выходной вал шестерни — с задатчиком пути и механизмом обратной связи поворо - крана, а вертикаль— ное основание Т-образной трубы — с задатчиком угла и механизмом обратной связи стреловой лебедки.

3. Система управления стреловым краном попп. 1, 2, отличающаяся тем, что, с полью обеспечения перемещения ра— бочего органа в вертикальной плоскости, второй орган управления выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма с двумя направляющими прорезями, при этом рукоять управления установлена непосредственно на кулисе и связана с по ощью промежуточного элемента, например пепи и звездочки, с механизмом обратной связи и задатчиком длины грузового каната, а кривошип, имитирующий длину стрелы, связан с датчиком угла подъема стрелы и механизмом обратной связи стреловой лебедки

520318

А-А

Фиг. 10

Составитель В, Ягнятинский

Редактор Н. Вирко Техред А, Богдан Корректор И. Гоксич

Заказ 3036а)/228 Тираж 1029 Подписное

Ш- .ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4