Ограничитель нагрузки гидравлического грузоподъемного крана

Полезная модель относится к области подъемно-транспортной техники и может быть использована в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов с гидравлическим приводом его механизмов. Ограничитель нагрузки гидравлического грузоподъемного крана содержит датчики параметров крана, включающие, по крайней мере, один датчик усилия, подключенный к управляющему устройству, при этом, по крайней мере, один датчик усилия установлен в одном из шарнирных узлов кранового оборудования. Датчик усилия может быть выполнен в виде вставки в ось шарнирного узла кранового оборудования, например, в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа, или в виде вставки в ось крепления одной из проушин гидроцилиндра подъема стрелы. В последнем случае к управляющему устройству дополнительно подключен датчик угла наклона стрелы. Технический результат - обеспечение ремонтопригодности ограничителя при высокой точности измерения нагрузки грузоподъемного крана. 3 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к области подъемно-транспортной техники и может быть использована в системах управления и защиты от перегрузок грузоподъемных кранов с гидравлическим приводом его механизмов.

Известны ограничители нагрузки гидравлических грузоподъемных кранов, содержащие датчики параметров крана, включающие, в общем случае, датчик усилия, подключенный к управляющему устройству (см., например, Система автоматического ограничителя грузоподъемности АС-АОГ-01м⁺, исполнение Г КС-6478. Руководство по эксплуатации АС-0002.02.000.00м ⁺ РЭ. Научно-производственный комплекс «Автоматизированные системы», г.Ростов на Дону, 2007, с.5, 13). В данном ограничителе датчик усилия выполнен в виде тензометрического преобразователя, вмонтированного в головку штока гидроцилиндра подъема стрелы. Такое техническое решение обеспечивает высокую точность измерения усилия в механизме подъема стрелы, однако затрудняет монтаж датчика усилия на кране при его изготовлении и, особенно, при необходимости замены датчика при эксплуатации крана.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание ограничителя нагрузки гидравлического грузоподъемного крана, обеспечивающего высокую точность измерения нагрузки при снижении трудоемкости установки и замены датчика усилия, как при производстве крана, так и при его эксплуатации.

Поставленная техническая задача решается тем, что в ограничителе нагрузки гидравлического грузоподъемного крана, содержащем датчики параметров крана, включающие, по крайней мере, один датчик усилия, подключенный к управляющему устройству, согласно полезной модели, по крайней мере, один датчик усилия установлен в одном из шарнирных узлов кранового оборудования.

Датчик усилия может быть выполнен в виде вставки в ось шарнирного узла кранового оборудования.

Предпочтительно датчик усилия выполнен в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа.

Датчик усилия также может быть выполнен в виде вставки в ось крепления одной из проушин гидроцилиндра подъема стрелы, а к управляющему устройству дополнительно подключен датчик угла наклона стрелы.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что установка, по крайней мере, одного датчика усилия в одном из шарнирных узлов кранового оборудования обеспечивает удобство монтажа и демонтажа датчика усилия на грузоподъемном кране, так как в этом случае нет необходимости в разборке узлов крана для замены датчика и при этом обеспечивается легкий доступ к самому датчику.

Выполнение датчика усилия в виде вставки в ось шарнирного узла кранового оборудования обеспечивает возможность проверить состояние датчика и при необходимости заменить его без демонтажа кранового оборудования.

Выполнение датчика усилия в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа обеспечивает повышенную точность измерения нагрузки на грузозахватном органе.

Выполнение датчика усилия в виде вставки в ось крепления одной из проушин гидроцилиндра подъема стрелы и подключение при этом к управляющему устройству датчика угла наклона стрелы, позволяет применять проводной интерфейс для связи датчика с управляющим устройством без необходимости использования автономного источника питания.

Таким образом, достигаемый технический результат выражается в обеспечении ремонтопригодности ограничителя нагрузки гидравлического грузоподъемного крана при высокой точности измерения нагрузки.

На фиг.1 показана кинематическая схема гидравлического грузоподъемного крана с указанием на ней предпочтительных мест A, B, C, D, E расположения датчиков усилия в соответствии с предлагаемой полезной моделью; на фиг.2 - размещение датчика усилия в шарнирном узле.

По первому примеру исполнения предлагаемого ограничителя он содержит датчики параметров крана, включающие тензометрический датчик 1 усилия, выполненный в виде вставки в ось 2 крепления одной из проушин 3 гидроцилиндра 4 подъема стрелы 5 (место С на фиг.1), и датчик 6 угла наклона стрелы, установленный на ее корневой секции. Датчик 1 усилия и датчик 6 угла наклона стрелы подключены к управляющему устройству (на чертеже не показано) с помощью общего проводного или беспроводного последовательного интерфейсного канала. В случае использования датчиков 1 и 6 с цифровым выходом, они могут быть подключены непосредственно к общему интерфейсному каналу. В случае использования аналоговых датчиков, они подключаются через контроллер, в котором производится преобразование сигналов датчиков в цифровой код.

Реализация датчика 1 усилия и его установка в крюковой подвеске не представляет труда для специалистов, так как различные конструкции тензометрических датчиков для измерения упругой деформации оси широко описаны в технической литературе.

В качестве датчика 6 угла наклона стрелы может быть использован, в частности, датчик вылета ДВ (с встроенным датчиком угла наклона стрелы маятниковым и датчиком длины стрелы), выпускаемый Арзамасским электромеханическим заводом, или аналогичные приборы других изготовителей.

Для реализации системы беспроводной передачи данных можно использовать радиомодули компании Digi (бывшая компания MaxStream).

Управляющее устройство может быть реализовано на основе перепрограммируемого микроконтроллера MSP430F149 фирмы "Texas Instruments" (США). В качестве управляющего устройства может быть использован, в частности, блок отображения информации и контроллер поворотной части прибора ОНК-160С, выпускаемого Арзамасским электромеханическим заводом, или аналогичные приборы других изготовителей.

Ограничитель нагрузки гидравлического грузоподъемного крана работает следующим образом.

Усилие, действующее на грузозахватный орган 7 грузоподъемного крана, воспринимается осью 2 крепления проушины 3 штока гидроцилиндра 4 подъема стрелы. Упругая деформация оси 2 вызывает деформацию силовоспринимающего элемента датчика 1 усилия. Тензорезисторы, установленные на силовоспринимающем элементе датчика усилия, регистрируют изменение его деформации, изменяя свое сопротивление, что вызывает разбаланс электрического моста и изменению его выходного сигнала.

В управляющем устройстве происходит сравнение фактического нагружения грузоподъемного крана с предельно-допустимым нагружением, и в зависимости от результатов сравнения микроконтроллер управляющего устройства выдает сигнал на исполнительный блок, формирующий разрешение или запрещение движений грузоподъемного крана. Одновременно микроконтроллер выдает сигналы на модуль визуальной индикации, формирующий диагностическое сообщение на дисплее, и модуль звуковой сигнализации.

По второму примеру исполнения предлагаемого ограничителя датчик 1 усилия выполнен в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа 7 (место D на фиг.1). В этом случае для определения нагрузки на грузозахватном органе достаточно только датчика усилия. Выполнение датчика усилия в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа обеспечивает повышенную точность измерения нагрузки на грузозахватном органе.

Возможны также и другие варианты расположения датчика усилия, например, в оси крепления проушины гидроцилиндра подъема стрелы (место А на фиг.1), в оси крепления стрелы на поворотной раме (место В на фиг.1), или в оси крепления блока (место Е на фиг.1).

Возможно также выполнение датчика усилия в виде втулки (опоры оси) шарнирного узла кранового оборудования.

Предлагаемый ограничитель нагрузки гидравлического грузоподъемного крана может быть изготовлен промышленным способом с использованием современных материалов и технологий.

1. Ограничитель нагрузки гидравлического грузоподъемного крана, содержащий датчики параметров крана, включающие, по крайней мере, один датчик усилия, установленный в одном из шарнирных узлов кранового оборудования и подключенный к управляющему устройству, отличающийся тем, что, по крайней мере, один датчик усилия выполнен в виде вставки в ось шарнирного узла кранового оборудования.

2. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик усилия выполнен в виде вставки в ось блоков грузозахватного органа.

3. Ограничитель по п.1, отличающийся тем, что датчик усилия выполнен в виде вставки в ось крепления одной из проушин гидроцилиндра подъема стрелы, а к управляющему устройству дополнительно подключен датчик угла наклона стрелы.