SU793371A3 - Кран - Google Patents

Description

(54) КРАН

1

Изобретение относитс  к подъемнотранспортному машиностроению и касаетс  конструировани  кранов.

Известен кран, в котором применены телескопическа  стрела с тензометрическими датчиками усилий и силовые Цилиндры l;| .

Недостаток указан 1ого крана заключаетс  в конструктивной сложности;

Наиболее близким известным техническим решением  вл етс  кран, содержащий телескопическую стрелу с неподвижным и выдвижными элементами, установленную на оси с возможностью поворота на платформе, силовой цилиндр с поршнем и штоком, поворотно установленный на платформе н св занный со стрелой, и предохранительное 20 устройство 2j .

Недостаток указанного крана заключаетс  в возможности его опрокидывани  и поломки из-за получени  неточных данных параметров нагрузки 25 и угла наклона стрелы.

Цель изобретени  - предотвращение опрокидывани  стрелы и поломки крана путем визуального наблюдени  за действительно возникающими на кране более точными величинами усилий и угла наклона стрелы под нагрузкой,

Claims (5)

1. Дл  этого пpeдлaгae fc й кран снабжен корпусом с тензометрическими дат чиками, вмонтированными в верхней части штока поршн , и неподвижными контактами, закрепленными на оси стрелы крана, а предохранительное устройство содержит усилитель, потенциометры , сумматор электрических сигналов, селектор, указатели угла подъема стрелы и положени  выдвинутых элементов стрелы и источник тока , при этом потенциометры установлены на платформе крана и взаимодействуют с соответствующими неподвижными контактами оси стрелы, причем потенциометры св заны с селектором, один из потенциометров св зан с указателем угла поворота стрелы,а тенэометрические датчики электрически соединены между собой по мостовой схеме и через сопротивление и усилитель соединены с суммавором электрических сигналов и источником тока , при этом сумматор электрических сигналов выполнен со шкалой с опасной и безопасной зонами. Кроме того, силовой цилиндр может быть выполнен с основанием, на котором установлены тензометрические датчики. Корпус с тензометрическими датчиками может быть встроен в цилиндре, который св зан с верхним концом шток Корпус с тензометрическими датчиками может быть встроен в стакане, который св зан с верхним концом штока . Кроме того, тензометрические датчики могут быть установлены  русно на верхнем конце штока силового цилиндра . На фиг. 1 изображен описываемый кран; на фиг. 2 - силовой цилиндр, разрез;на фиг. 3 - нижний элемент стрелы с осью и потенциометрами; на фиг. 4 - электрическа  схема соединени  предохранительного устройства на фиг. 5 .-предохранительное устрой ство с указател ми и кнопками управлени  j на фиг. 6 - второй вариант креплени  корпуса с тензометрическими -датчиками на штоке силового цилиндра; на фиг. 7 - третий вариант креплени  корпуса с тензометрическими датчиками на штоке силового цилиндра; на фиг. 8 - второй вариант силового цилиндра с основанием; на фиг. 9 - характеристические кривые, выражающие зависимость радиуса действи  крана и нагрузки в пределах бе зопасности работы стрелы; на фиг.10характеристические кривые, выражающие зависимость между углом подъема стрелы и нагрузкой в пределах безопасности работы стрелы; на фиг. 11характеристические кривые, выражающие зависимость между углом подъема стрелы и выходным сигналом средств указани  усили ; на фиг. 12 - чет вертый вариант креплени  тензометрических датчиков на штоке силового цилиндра. Описываемый кран содержит платфор му 1, на которой на оси 2 с возможностью поворота установлена телескопическа  стрела с неподвижным 3 и выдвижными 4 и 5 элементами. К элементу 5 на канате 6 подвешен груз W На платформе 1 также поворотно на оси 7 закреплен силовой цилиндр 8 подъема стрелы с поршнем 9 и штоком 10) на свободном конце которого вмон тирован корпус 11, который посредстBCiM штыр  12 св зан с неподвижным элементом 13 стрелы. КрАн снабжен предохранительным устройством, содержащим потенциомет ры 14-17, установленные на платформе i и взаимодействую1У1е с соответству ющими контактами 18-21,неподвижно з репленными на оси 2 и перемещающими Синхронно вместе с поворотом стрелы при этом расположение контактов 1821 , потенциометров соответствует оп ределенным углам поворота стрелы. Каждый из потенциометров 14-17 установлен так, что при взаимодействии с соответствующим контактом выдает электрический сигнал, соответствующий уменьшенной или преобразованной величине момента стрелы в пределах безопасности при каждом угле подъема стрелы с выдвинутыми элементами 4 и 5 стрел л. Потенциометры 14-17 электрически св заны с источником 22 тока. Корпус 11 выполнен с шейкой 23 и установлен на свободном конце штока 10, в котором установлены тензометрические датчики 24-27, собранные по мостовой схеме и электрически св занные с источником 28 тока и через сопротив ление 29 с нулевым проводом 30 с усилителем 31. Усилитель 31 св зан с сумматором 32 электрических сигналов. Потенциометры 14-16 электрически подключены к селектору 33, который в свою очередь электрически св зан с сумматором 32. Сумматор 32 снабжен стрелкой 34 и шкалой с безопасной 35 и опасной 36 зонами работы стрелы. Потенциометр 17 св зан с указателем 37 угла положени  стрелы, а селектор 33 - с указателем 38 расположени  выдвижных элементов 4 и 5 стрелы. Сумматор также св зан с сигнализатором 39 критического положени  стрелы. Во втором конструктивном варианте корпус 11 с тензометрическими датчиками 24-27 встроен в цилиндре 40, который св зан с верхним концом штока 10. В третьем конструктивном варианте корпус 11 с тензометрическими датчиками 24-27 встроен в стакане 41, который св зан с верхним концом штока 10, Во втором конструктивном варианте силовой цилиндр 8 выполнен с основанием 42, на котором смонтированы тензометрические датчики 24-27, усилитель 31, селектор 33, сумматор 32, указатели 37 и 38 и сигнализатор 39, Предохранительное устройство скомпановано в  щике 43 с панелью 44, на которой вынесены шкала с безопасной 35 и опасной 36 зонами работы стрелы, указатели 37 и 38 и кнопки 45 и 46 включени  сумматора 32 и источника тока. Обозначение основных параметров примен емых в кране, следующие: вылет стрелы; угол подъема стрелы; вес груза; коэффициент статического трени  между поршнем и силовым цилиндром; электрический сигнал предела безопасности при вт нутых элементах 4 и 5 в элемент 3 стрелы; электрический сигнал, выход щий из селектора 33; Vt; - выходной электрический сигнал тензометрических датчиков; LjjLnli L-.- кривые, выражающие соответствующие нагрузки в пределах безопасности пр вт нутых элементах 4 и 5 R - рабочий радиус действи  стрелы; M. кривые, выражающие момен ты при подключении конта тов 18,19 и 20 потенциометров соответственно к потенциометрам 14,15 и 16 Описываемый кран работает следующим образом. Выдвижение элементов стрелы 4 к 5 осуществл етс  обычными средствами. Подъем стрелы на требуемый угол осуществл етс  силовым цилиндром 8 со штоком 10. Вылет Е стрелы, угол подъема Q стрелы и груз W , несомый стрелой, при работе наход тс  во взаимном соотношении друг с другом, что исключает падение или разрушение крана . Предел безопасности такого крана устанавливаетс  характеристической схемой или кривой, котора  выражает соотношени  между этими трем  факторами . В этом случае дл  удобства на практике вместо угла подъема 9 используетс  радиус действи  или рабо чий радиус R. Кривые L, L2или L выражают соответствующие нагрузки , в пределах безопасности в случа х, когда стрела находитс  в полностью вт нутом состо нии или когда второй или третий элементы 4 или 5 наход тс  полностью в выт нутом состо нии соответственно. На фиг. 9 и 10 показаны соответственно соотношени  между радиусом действи  или рабочим радиусом R и таким грузом в предела безопасности или между углом подъема 6 стрелы и таким грузом W в предела безопасности. Такой груз в пределах безопасности, выраженный этими харак теристи.ческими кривыми, определ ют с точки зрени  разрушени , а также падени  крана. Работа крана безопасна когда груз W ниже груза в пределах безопасности при радиусе R действи  или угле поворота Q при данной длине вылета Е стрелы крана. Вместо определени  или измерени  каждого и названных трех факторов по отдельнос ти и сравнени  определенных или изме ренных факторов с данными характерно тическими кривыми определ етс  усилие F, которое прилагаетс  к корпусу 11 с тензометрическими датчиками измен етс  с изменени ми в моменте, прилагаемом к стреле. Это усилие ср ниваетс  с ранее полученным усилием в пределах безопасности при данном вылете С стрелы и угле подъема 9. стр лы. При подъеме стрелы, т.е. поворо оси 2, наход щиес  на нем контакты 18, 19 и 20 взаимодействуют с потенциометрами 14, 15 и 16, выдают элек-, трический сигнал Vp при каждом угле подъема & при полностью выдвинутых элементах 4 и 5 стрелы. Электрические сигналы V соответствуют- усилию в пределах безопасности в полностью вт нутых элементах 4 к 5 стрелы или в полностью выт нутых, а электрический сигнал Vg - действительному усилию в этом состо нии. Предохранительное устройство подсчитывает соотношение сигнала Vg, выход щего из устройства, дл  указани  усили  к сигналу Vq,, выход щему из одного потенциометра 14,15 или 16 через селектор 33, и.это соотношение указываетс  на сумматоре 32 в процентах . Поворот стрелки 34 в опасную зону 36 шкалы не допускаетс , так как в этом случае возможно повреждение стрелы крана или его опрокидывание . В -этом случае, поскольку сигнал Vq, выход щий от селектора 33, соответствует величине усили  в пределах безопасности при данном угле подъема 9 стрелы, предохранительное устройство показывает соотношение 100%, если Vg Vq, что выражает собой предел безопасности крана, и это устройство показывает соотношение ниже или выше 100%, если V Vq. или ,fq что указывает на услови  безопасной или опасной работы крана. Практически така  величина в пределах безопасности устанавливаетс  несколько ниже величины, при которой в действительности возможно падение или поломка крана. Если.величина сигнала Vg превышает величину Vq на немного, то кран не падает и не ломаетс  немедленно и оператор может поправить работу крана понижением соотношени  Vg к V, когда устройство показало соотношение выше 100%. Потенциометр 17 св зан с указателем 37 угла подъема, который заключен в  щик 43 и показывает угол подъема 9 . Кроме того, к селектору 33подсоединен указатель 38, который указывает на выдвинутое состо ние стрелы. Наблюдением за стрелкой 34сумматора 32 обеспечиваетс  нормальна  работа крана(безопасна ). В случае выхода параметров за пределы нормальной работы срабатывает сигнализатор 39. Другие конструктивные варианты монтировани  тензометрических датчиков не измен ют работу электрической схемы предохранительного устройства. Формула изобретени  1. Кран, содержащий телескопическую стрелу с неподвижным и вьщвижными элементами, установленную на оси

   возможностью поворота на платформе , силовой цилиндр с поршнем и штоком , поворотно установленный на платформе и св занный со стрелой, и предохранительное устройство, отличающий с   тем, что, с целью предотвращени  опрокидывани  стрелы и поломки крана путем визуального наблюдени  за действительно возникающими на кране более точными величинами усилий и угла наклона стрелы по нагрузкой, он снабжен корпусом с тензометрическими датчиками, вмонтированными в верхней части штока поршн  и неподвижными контактами, закрепленными на оси стрелы крана, а предохранительное устройство содержит усилитель, потенциометры, селектор, сумматор электрических сигналов, указатели угла подъема стрелы и положени  выдвинутых элементов стрелы и источник тока, при этом потенциометры установлены на платформе крана взаимодействуют с соответствующими неподвижными контактами оси стрелы, причем потенциометры св заны с селектором , один из потенциометров св зан с указателем угла поворота стрелы , а тензометрические датчики электрически соединены между собой по мостовой схеме и через сопротивление и усилитель- соединены с сумматором электрических сигналов и источНИКОМ тока, при этом сумматор электрических сигналов выполнен со шкалой с.опасной и безопасной зонами.
2. 2.Кран по п. 1, отличающийс  тем, что силовой цилиндр выполнен с основанием, на котором установлены тензометрические датчики .
3. 3.Кран по п. 1, отличающ и и с.  тем, что корпус с тензометрическими датчиками встроен в цилиндре, который св зан с верхним концом штока.
4. 4.Кран по п. 1, отличающийс  тем, что корпус с тензометрическими датчиками встроен

   в стакане, который св зан с верхним концом штока.
5. 5.Кран по п. 1, отличающийс  тем, что тензометрические датчики установлены  русно на верхнем конце штока силового цилиндра .

   Приоритет по пунктам: 13.09.71 по пп. 1,2 и 5; 06.07.71 по пп. 3 и 4.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент США № 3489294, кл. 212-31, опублик. 1968.

   2.Патент США ( 3724679,

   кл. 212-31,опублик. 1970 (прототип)

   1 /

   У///////// ////////// ////////////// W/

   R

   Фиг.1

   Фиг.2

   19 20 Z1

   /

   V

   17 1

   /

   Зв

   «J

   f

   С)

   s

   Фиг. 8

   Wn

   Фиг. 9

   / Zff

   tff

   Wfl

   иг. 10

   9гг,У2

   Фиг. rf