專利名稱：用于工程起重機載荷力矩的全方位保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于工程起重機載荷力矩保護器的改進。
目前，國內外在工程起重機上的力矩保護主要表現為起吊重物超載力矩保護和變幅超載力矩保護兩個方面。也就是說，主要集中表現在起重機吊臂與重物構成的平面內的超載力矩保護。如日本株式會社多田野的AWL-U型力矩限制器和北京機電研究院與北京機械研究所共同研制的WLX-QY20型微機力矩限制器，均屬于平面內的超載力矩保護。但是，起重機在運行時，除了起吊和變幅超載引起傾翻外，還有一個極為重要的因素。這就是起重機在由地面下陷或其它情況下造成的從高處向低處回轉時引起的傾翻。這種回轉超載比起吊超載和變幅超載更難把握和控制。所以回轉超載的事故發生率高，往往機毀人亡。
本實用新型的目的就是為防止起重機起吊、變幅和回轉超載傾翻，保障起重機安全運行而設計與制造的載荷力矩全方位保護器。
本實用新型的構成和機理可借助下例各圖加以說明，其中
圖1為起重機后傾時工作狀態示意圖(θ為負角)；圖2為起重機在水平面時工作狀態示意圖(θ為零度)；圖3為起重機前傾時工作狀態示意圖(θ為正角)；圖4為平臺傾度檢測器原理圖5為現有起重機的起重特性曲線；圖6為本實用新型的起重特性曲線；圖7為本實用新型系統構成示意圖；圖8為本實用新型系統工作原理圖；圖9為回轉方向檢測原理圖。
圖中各種符號的意義是R為起重工作半徑，通常叫做幅度；a為起重機中心至起重機配重重心的距離；b為起重機中心至吊臂根端的距離；W1為起重機配重；W2為起重機被吊重物；a′為起重機回轉中心至起重機配重重心在水平線上的投影長度；b′為起重機回轉中心至起重機吊臂根端在水平線上的投影長度；θ為吊臂傾角。
在圖1、圖2、圖3中各數字代號的意義是起重機回轉中心〔1〕起重機回轉平臺〔2〕、配重W1〔3〕、吊臂〔4〕、被吊重物W2〔5〕、重錘〔6〕。圖5、圖6中的Te為起重機額定起重量。
圖7展示了本實用新型的系統構成，它有壓力傳感器〔9〕、平臺傾度檢測器〔10〕。吊臂角度檢測器〔11〕、回轉方向檢測器〔12〕、回轉超載防慣性沖擊控制器〔13〕、回轉超載控制器〔14〕、提升變幅超載控制器〔15〕、預警/報警音響燈光控制器〔16〕、工況狀態控制器〔17〕、毛重/凈重控制開關〔18〕毛重/凈重數據顯示窗口〔19〕、額定起重量/提升高度/吊臂傾角/幅度顯示控制開關〔20〕，〔21〕、各種參數顯示窗口〔22〕、最大/最小傾角報警顯示燈〔23〕、力矩預報警顯示燈〔24〕、回轉控制顯示燈〔25〕、力矩超載顯示燈〔26〕、降載控制顯示百分比控制開關〔27〕、自檢控制開關〔28〕、系統復位控制開關〔29〕、顯示窗口狀態表〔30〕共22個部分。圖4是平臺傾度檢測器〔10〕的具體構成，它有變速齒輪〔7〕、線性電位器〔8〕和重錘〔6〕，共3個部分。圖9是回轉方向檢測器〔12〕的具體構成，它有底座〔31〕、左向識別刷〔32〕、腳踏板〔33〕、碳刷支架〔34〕、右向識別刷〔35〕和非回轉識別刷〔36〕，共6個部分。
本實用新型的工作原理是由壓力傳感器〔9〕、吊臂角度檢測器〔11〕和平臺傾度檢測器〔10〕分別將力、角度和傾度變成電信號，經相應處理后同時送至A/D模數轉換器，通過計算機對變幅、起吊、回轉等狀態力矩變化情況進行實時處理。當檢測力矩與起重機起吊平衡力矩不相符時(即起重機做任一運行超載時)，計算機便立即發出指令，自動禁止起重機力矩向危險方向變化，確保了起重機在起吊、變幅和回轉時的力矩平衡而安全運行，達到了全方位保護的目的。
本實用新型的力矩平衡關系可借圖2、圖3說明從圖2可知，起重機在堅硬水平地面上起吊重物W2時，根據力矩平衡關系得到力矩平衡方程式為W1a＝W2(R+b)…………………(1)由(1)式可知，造成力矩不平衡即起重機超載的主要因素時物重W2和幅度R。所以只要采用吊臂角度檢測器檢測幅度R和采用壓力傳感器檢測重物W2，就能判斷力矩變化的狀況，從而進行力矩保護。
從圖3可知，起重機處于前傾狀態工作時，即起重機停在向前傾度地面或在運行過程中有一面地基下陷時，情況就大不一樣了，這時的力矩平衡方程式可表示為W1a′＝W2(R+b′)又 a′＝aCOSθb′＝bCOSθ則 W1aCOSθ＝W2(R+bCOSθ)………(2)由(2)式可知，造成力矩不平衡的因素有3個，即物重W2、幅度R和傾度Q。與上述情況相比，這里增加了一個影響力矩不平衡的因素——傾度θ。因此，本實用新型增設了一個如圖4所示平臺傾度檢測器和圖9所示的回轉方向檢測器。這樣對于W2、R和θ三個物理量在起重機任一運行狀態下，力矩發生變化的情況，計算機均能進行及時處理，達到全方位控制的目的。
圖7和圖8相結合便能構成本實用新型的實施實例。所用器件均是通用件，無特殊要求。通過實際使用結果表明，本實用新型有如下功能(1)十進制顯示毛重、凈重、角度、幅度、允許角度、額定起重量、吊重與額定起重量的百分比。
(2)可存儲多種工況曲線，滿足各工況無級報警和力矩自動保護。
(3)能在任一(起吊、變幅、回轉)超載情況下，只允許起重機向安全方位運行，自動禁止起重機向危險方向運行，做到全方位力矩保護。
(4)具有各種補償特性曲線，對傳感器的“溫度飄移”和“零點飄移”可自動調節補償。
(5)起重機回轉一周，可自動檢測起重機的傾斜方向的度數。
(6)具有自檢能力。
(7)設有降載控制，根據實際需要，可任意降載使用起重機，且每按一次，降載5％。
本實用新型與現有技術相比的顯著特點是有回轉力矩控制系統和能多級降載控制。本實用新型還具有體積小，重量輕，易安裝，好操作等特點，是用于工程起重機載荷力矩全方向保護的理想裝置。
權利要求1.一種工程起重機載荷力矩保護器主要由壓力傳感器、平臺傾度檢測器、吊臂角度檢測器、回轉方向檢測器、回轉超載控制器、提升變幅超載控制器、工況狀態控制器、參數顯示窗口組成，其特征在于所述的平臺傾度檢測器(10)有一全變速齒輪(7)、一個線性電位器(8)和一個重錘(6)，共3個部分；所述的回轉方向檢測器(12)有一個底座(31)、1個左向識別刷(32)、1個腳踏板(33)、1個碳刷支架(34)、1個右向識別刷(35)和1個非回轉識別刷(36)，共6個部分。
專利摘要本實用新型由壓力傳感、平臺傾度、吊臂角度、回轉方向檢測與控制等22個部分構成，根據載荷力矩平衡原理，通過計算機對起吊、變幅和回轉三種不同狀態的載荷力矩進行實時處理與控制，確保了起重機任一運行超載時的力矩平衡和安全工作，達到全方向保護的目的。
文檔編號B66C23/00GK2073869SQ90208610
公開日1991年3月27日 申請日期1990年6月11日 優先權日1990年6月11日
發明者周順新 申請人:宜昌市葛洲壩智能電器廠