Устройство ступенчатого торможения грузоподъемных машин
В заявке предлагается устройство, содержащее две одинаковые тормозные ступени, включаемые последовательно во времени. Оно снабжено датчиком усилия, установленным на канате, частотомером, опрашиваемым реле времени. Блоком деления сигналов, подключенным к выходу частотомера, таймером, выход которого и выход деления связаны с компаратором, причем выход компаратора через нуль-орган и триггер соединен со второй ступенью торможения, а первая ступень своей шиной включения соединена с датчиком усилия и таймером. При вводе в блок деления сигналов делимого, равного К+1/2, где К - целое число периодов продольных колебаний каната при включении первой ступени тормоза, устройство обеспечивает гашение указанных колебаний.
Предлагаемая полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к устройствам для осуществления ступенчатого торможения грузоподъемных машин типа кранов, клетьевых подъемников, лебедок и т.п.
Устройства, аналогичные предлагаемому известны. К ним относится, в частности, приведенное в описании к авторскому свидетельству СССР №931637, кл. В66В 1/32, 1982 г. Оно содержит датчики скорости и замедления механизма подъема, рабочий тормоз и регулятор давления, управляющий тормозом. Сигналы от датчиков через задатчик интенсивности поступают на регулятор давления, а тот, в свою очередь, ступенчато управляет моментом торможения механизма подъема. В результате существенно уменьшается инерционный выбег машины, снижаются динамические нагрузки в канате и вероятность его обрыва.
Еще больше снижает динамические нагрузки устройство ступенчатого торможения подъемно-транспортных (грузоподъемных) машин, защищенное авторским свидетельством СССР №1733371, кл. В66D 5/26, 1992 г., принятое нами за прототип. Это устройство содержит тормоза первой и второй ступеней, насколько можно судить по его описанию, равных по величине тормозного момента. В нем имеются также датчик усилия и реле времени, подключенные к кинематической и электрической цепи управления тормозом первой ступени. При необходимости затормаживания машины срабатывает тормоз первой ступени, и реле времени начинает отсчитывать время, отведенное на первую ступень торможения. Одновременно с этим датчик усилия измеряет величину тормозного момента первой ступени торможения. Когда усилие достигает определенной, наперед заданной величины, сигналом от датчика через реле напряжения включается тормоз второй ступени. Примерно в это же время срабатывает реле времени, дополнительно гарантируя срабатывание тормоза второй ступени.
Устройство-прототип повышает эффективность ступенчатого торможения и исключает большие динамические нагрузки в элементах машины, в том числе, в грузовом канате. Однако полностью динамические нагрузки в грузовом канате оно полностью не ликвидирует. Это вызвано тем, что при включении тормоза первой ступени в канате возникают продольные колебания, а включение тормоза второй ступени с ними никак не связано и их уменьшению может способствовать, а может и не способствовать.
Задачей предлагаемой полезной модели является гарантированная ликвидация продольных колебаний каната, возникающих при включении тормоза первой ступени.
Достигается решение задачи тем, что устройство содержит тормоза первой и второй ступеней, равных по величине тормозного момента, датчик усилия и реле времени, подключенные к цепи управления тормозом первой ступени, а кроме того снабжено частотомером, блоком деления сигналов, таймером, компаратором, нуль-органом и запоминающим триггером, датчик усилия установлен на грузовом канате, вход частотомера связан с выходом датчика усилия, выход реле времени связан с шиной ввода команды опроса частотомера, выход частотомера соединен с шиной ввода делителя блока деления сигналов, вход таймера подключен к цепи управления тормозом первой ступени, выход таймера и выход блока деления сигналов связаны со входами компаратора, выход компаратора соединен со входом нуль-органа, вход триггера связан с выходом нуль-органа, а выход соединен с цепью управления тормозом второй ступени.
На фигуре показана блок-схема предлагаемой полезной модели. На ней 1 - датчик усилия, установленный на грузовом канате 2, 3 - частотомер, вход которого связан с выходом датчика, 4 - реле времени, выход которого соединен с шиной ввода команды опроса частотомера, 5 - блок деления сигналов, шина ввода делителя(сигнала, на который производится деление) которого связана с выходом частотомера 3; 6 - таймер, выход которого, так же как и выход блока деления сигналов 5, соединен со входами компаратора 7,
8 - нуль-орган, вход которого связан с выходом компаратора, а выход - со входом запоминающего триггера (RS-триггера) 9. Кроме того, на фигуре 10 - тормоз первой ступени, 11 - тормоз второй ступени, соединенный с выходом триггера 9, А - обнуляющая шина триггера 9, В - цепь управления тормозом 10, к которой подключены датчик 1, реле времени 4 и таймер 6, а (К+1/2) - шина ввода числа (К+1/2), являющего делимым сигналом, в блок деления сигналов 5.
Перед использованием устройства на шину А подают сигнал обнуления триггера 9. Тормоза 10 и 11 выключены. Когда подъем груза завершается, подачей сигнала В включается тормоз первой ступени 10. Подъем груза тормозится (замедляется), но в канате начинаются продольные колебания с периодом Т. Одновременно с включением тормоза 10 включится датчик 1, таймер 6 и реле времени 4. Таймер начнет выдавать сигнал времени, сигнал от датчика усилия 1 поступает на частотомер 3, и последний начинает измерять частоту периодических колебаний этого сигнала. Реле времени начинает работать, отсчитывая задержку своего выходного сигнала за время t, достаточное для надежного измерения частоты продольных колебаний каната f=1/Т (реле предварительно настроено на t>MTmax, где Tmax - наибольшее возможное Т или близкое к нему, а М - некоторое целое число, гарантирующее надежное измерение f). По истечении времени t реле времени 4 выдает импульс опроса на частотомер 3, а тот, в свою очередь, выдает на шину ввода делителя блока деления 5 сигнал, равный f. В блоке 5 число К+1/2 делится на f, а поскольку f=1/Т, то на его выходе появляется сигнал (К+1/2)Т, где К - целое число, большее М, введенное в блок 5 при настройке устройства. Таким образом, на выходе блока 5 будет сигнал, отображающий время, равное К+1/2 периодов продольных колебаний усилия в канате. В то время, как все это происходит, таймер 6 непрерывно отсчитывает время и выдает соответствующий сигнал с момента включения тормоза 10. Поскольку этот сигнал и сигнал с выхода блока 5 подаются на компаратор, сравнивающий их(вычитающий), то как только с момента включения
тормоза первой ступени 10 пройдет К+1/2 периодов колебаний усилия в канате, на входе нуль-органа 8 будет сигнал, равный нулю, на выходе нуль-органа появится сигнал «1», он переключит триггер 9, запомнится им, а триггер включит тормоз второй ступени. Поскольку время срабатывания современных средств микроэлектроники-микросекунды, то вторая ступень включится по отношению к первой с задержкой практически точно равной К+1/2 периода колебаний усилия в канате. Т.е., со сдвигом по фазе на полпериода. Она тоже создаст продольные колебания усилия в канате, но в противофазе по отношению к колебаниям, созданным тормозом первой ступени. В результате колебания взаимоуничтожаются и остановка груза после включения тормоза второй ступени произойдет с полной ликвидацией колебаний.
Результатом применения устройства является значительное уменьшение вероятности обрыва каната (сведение ее практически до нуля по причине продольных колебаний каната) и существенное повышение долговечности механизмов крана из-за устранения нагрузок в них, вызванных колебаниями каната.
Устройство ступенчатого торможения грузоподъемных машин, содержащее тормоза первой и второй ступеней, равных по величине тормозного момента, датчик усилия и реле времени, подключенные к цепи управления тормозом первой ступени, отличающееся тем, что оно снабжено частотомером, блоком деления сигналов, таймером, компаратором, нуль-органом и запоминающим триггером, датчик усилия установлен на грузовом канате, вход частотомера связан с выходом датчика усилия, выход реле времени связан с шиной ввода команды опроса частотомера, выход частотомера соединен с шиной ввода делителя блока деления сигналов, вход таймера подключен к цепи управления тормозом первой ступени, выход таймера и выход блока деления сигналов связаны со входами компаратора, выход компаратора соединен со входом нуль-органа, вход триггера связан с выходом нуль-органа, а выход соединен с цепью управления тормозом второй ступени.
