CN2091853U - 汽车轮胎式起重机稳定性控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车轮胎式起重机稳定性 控制装置，通过测定相邻两支腿支撑反力之和确定起 重机稳定性极限，包括液压型和电子型两种具体控制 方案，前者采用控制油缸，一端为控制腔，与电接点式 下限位压力表连接，另一端为两个等截面传感腔，分 别与支腿油缸连接，后者采用应变片支腿油缸载荷检 测器，两相邻支腿检测器的压力信号经加法器和比较 器处理输入驱动电路，本装置既能保证起重机的稳定 性，又能充分发挥其起重能力。

Description

本实用新型涉及一种汽车轮胎式起重机稳定性控制装置，属于起重机安全装置技术领域。

在汽车轮胎式起重机使用中存在两个安全极限，一是起重臂的强度极限，一是整机的稳定性极限。现有的这类起重机多采用电子力矩限制器来控制起重载荷，从而保证使用安全性，但统计资料表明只有23％的倾覆事故因超载所致，而约50％的倾覆事故都发生在并不超载的情况下。实际上因支撑不平，地基下沉，斜吊，惯性力，离心力和风力等因素均会导致起重机在不超载情况下倾覆，所以单用力矩限制器不能确保起重机使用安全。CN85106494中公开的汽车式起重机安全装置增加了一个整机稳定性控制装置，它在每个支撑底履内设置一压力弹簧开关，以任意两个相邻支撑底履的支撑反力值均低于规定值为稳定性控制的依据，这一技术方案有两个主要缺点，其一是稳定性控制的设计原理未考虑相邻两个底履支撑反力之和数值变化对稳定性的影响，仅对每个底履规定一个支撑反力的极限值，实用中这一设计方案会使起重机损失一部分起重能力；其二是所用的弹簧开关压力传感器使用精度和可靠性较差。

本实用新型的目的为汽车式起重机的整机稳定性控制提供一种使用可靠而又能充分发挥起重能力的安全装置。

为实现上述发明目的，本实用新型的基本构思是以相邻两支腿支撑反力之和与限定值比较作为稳定性依据，并采用以下两个技术方案来实现上述发明构思：一是液压型控制装置，二是电子型控制装置。

液压型控制装置设有与支腿油缸数量相同的控制油缸，所述的控制油缸柱塞的一端为控制腔，一个电接点式压力表与该腔连通，另一端设有两个互不连通的传感腔，两个传感腔的柱塞面积相同，每相邻两个支腿油缸经液压管路分别与一个控制油缸的两传感腔连接。四个支腿油缸需设置四个控制油缸，各控制油缸电接点式压力表内的下限位常开触点开关并接后串接于安全信号控制或报警驱动电路。

按支腿油缸设计规程，为避免液压控制油路泄露所导致的支腿油缸回缩“软腿”现象，在支腿油缸与控制油缸传感腔的连接油管路中串接一个安全柱塞，该柱塞与支腿油缸间为钢管连接或直接连接，与控制油缸间可采用软管连接。

使用时，相邻两支腿油缸的油路压力分别加到控制油缸的传感腔柱塞上，由于传感腔柱塞面积相同，所以控制油缸的控制腔的压力值为两传感腔压力值的平均值，当该平均值低于规定值时，电接点式压力表的下限位开关闭合，总控制电路连接，发出电信号，使起重机停止载荷提升，伸臂、幅度增大和回转动作，或报警，从而保证起重机的稳定性，由于不同方位作业时起重机稳定性不同压力表的下限位值根据对应相邻两支腿的方位计算确定并可调节。

电子型稳定性控制装置由支腿油缸载荷检测器和电子控制器组成，所述载荷检测是在支腿油缸活塞杆头部设置的应变片，所述电子控制器由加法器、比较器、驱动器组成，两个相邻的支腿油缸的载荷检测器与电子控制器中的一个相应的加法器构成反相输入的两路加法器，该加法器输出讯号加在对应比较器的反相端，给定电压加在该比较器的同相端，构成一个任意电平比较器，各比较器输出端经二极管隔离后与驱动器输入端呈并接输入状态，当任一加法器所输出的反映一组相邻两支腿油缸支撑力之和的电压值低于给定电压值时，比较器输出电压为正的最大值，通过驱动器控制电磁溢流阀等装置，停止起重机的危险动作，比较器的给定电压值可根据稳定力矩计算确定并调整。

本实用新型总体发明构思的原理如下：

设M₀和M分别为起重机的稳定力矩和允许倾覆力矩，K为稳定性系数，则

K＝M₀／M

若令H为倾覆线与处于非倾覆线上的两支腿之间距离，N1和N2分别为两支腿的支承力，则

M₀＝M＋（N1＋N2）·H

或N1＋N2＝（M₀－M）／H＝M₀（1－1／K）／H

所以只要使实际上N1＋N2之值不小于上述限定值，就能确保稳定性，而且这种控制方案可直接包括惯性载荷，风载荷等影响，仅需将K定为1.15。如果通过对单支腿支撑力下限值的测定来控制稳定性，从以上分析可知，其下限值N同样必须定为：

N＝（M₀－M）／H

因为处于非倾覆线上的任意一个支腿支撑力下限值的确定必须考虑到另一支腿支撑力等于零这种情况，由此，两支腿支撑力之和的限定值为2N，导致起重机损失一部分起重能力。

根据上述两种技术所设计的汽车轮胎式起重量机稳定性安全控制装置能综合控制起升载荷之外的各种因素对稳定性的影响，包括支撑不平，地基下沉，风载荷，惯性载荷，离心力和斜吊等，在确保起重机安全性的同时又能充分发挥设备的起重能力，所用设备精度高，寿命长，可靠性好，效果优于所述的支腿分离式检测方案。

下面结合附图和实施例作具体说明。

图1是液压型稳定性控制装置连接关系图。

图2是控制油缸结构示意图。

图3是安全柱塞结构示意图。

图4是图1所示装置的电路连接图。

图5是电子型稳定性控制装置支腿油缸载荷检测器结构示意图。

图6是电子控制器电路原理图。

图1中相邻两支腿油缸1、2经钢管或直接与安全柱塞3、4连接，主塞3、4的另一端分别与控制油缸5的传感腔6、7连接，电接点式压表8与控制油缸的控制腔9连接，柱塞10传感腔6、7一侧的两面积相同，当控制油缸5处于平衡状态时，控制腔9的压力为两传感腔6、7压力的平均值。选用压力表8的下限位开关为操纵开关，当相邻两支腿油缸1、2的压力之和低于规定值时，压力表开关闭合，安全柱塞3、4将支腿油缸1、2的工作油路与控制油路分离，而又保证油压传递，当控制油路发生泄露事故时，支腿不会发生“软腿”现象。

图2中控制油缸5中柱塞10上部为控制腔9，压力表8接在缸盖上，开关11为压力表8下限位开关，加油孔12用于控制腔9注油，注油后用油堵密封。柱塞10下部分成两个等截面传感腔6和7，其对应的管路接口13、14分别经安全柱塞与相邻两支腿油缸连接。传感腔6、7上还分别设有放气孔15、16，注油时放气，注满油后用油堵密封。

图3中安全柱塞3一端与支腿油缸连接，另一端设有加油孔17和接口18，接口18与对应传感腔管路连接，加油孔17在注油完毕后用油堵密封。安全柱塞3的直径一般仅为支腿油缸直径的1／10，所以两者的行程比为100：1，当控制油路泄压时仅对支腿油缸产生极小影响，而且当安全柱塞3推至端头后控制油路对支腿工作油路不再产生影响。

图4是驱动电路示意图。四个控制油缸上的压力表下限位开关K1－K4呈并联状态接于继电器J的控制电路，通过继电器J的触点开关操纵起重机各运动设备。当任意一个控制油缸中控制腔的压力小于规定值时，驱动电路通导，继电器J吸合，停止起重机危险动作。

图5和图6中应变片YR贴在支腿油缸21的活塞工作头22上，应变片YR的连接线经工作头22上的防水插销23接出，应变片YR阻值的变化反映支腿油缸21的支撑反力。一个支腿油缸可采用两片应变片YR1和YR2，与电阻R1、R2呈对位桥式连接，可提高检测灵敏度。上述装置构成一个支腿压力传感器24。相邻的两支腿传感器24信号输出端经电阻R3、R4输入运算放大元件A1的反相端，其同相端经电阻R5接地，反馈电阻RF连接运放元件A1的输出端和反相输入端，构成反相输入两路加法器25，加法器25输出信号经电阻R6加到运算放大元件A2的反相输入端，给定电压Vr经电阻R7加到该元件A2的同相输入端，构成比较器26，各比较器26输出端经二极管D隔离后并接加到晶体管T的驱动放大电路27输入端，控制继电器J。当任意一个加法器25加在元件A2反相输入端的电压小于给定电压Vr加在元件A2同相输入端的电压值时，元件A2输出一个正的电压信号，使驱动电路27的晶体管T饱和导通，继电器J吸合，控制起重机运动装置停止危险动作。由于不同方位作业时起重机稳定性不同，比较器26的给定电压Vr根据对应的相邻支腿选取，并可用电阻R7调节。

Claims (5)

1、一种汽车轮胎式起重机稳定性控制装置，起重机由支腿油缸支撑，其特征是所述控制装置为液压型装置，一种控制油缸，其柱塞的一端为控制腔，与电接点式压力表连接，以压力表的下限位开关为控制开关，另一端为两个相隔离的等截面传感腔，分别经安全柱塞与相邻的两支腿油缸连接，各控制油缸压力表的下限位开关并联后串接于安全控制驱动电路。

2、根据权利要求1所述的起重机稳定性控制装置，其特征是所述控制油缸的控制腔设有注油孔，其传感腔有放气孔。

3、根据权利要求1或2所述的起重机稳定性控制装置，其特征是所述安全柱塞与控制油缸连通的一端设有注油孔。

4、一种汽车轮胎式起重机稳定性控制装置，起重机由支腿油缸支撑，其特征是所述控制装置为电子型，检测支腿载荷的压力传感器为设置在支腿油缸活塞杆头部的应变片，一个电子控制器，包括加法器、比较器和驱动电路，加法器为反相输入两路加法器，加法器输入端与两个相邻的支腿应变片压力传感器连接，比较器为任意电平比较器，其反相输入端接对应的一个加法器输出端，同相输入端接给定电压，各比较器输出端经二极管隔离并接输入驱动电路输入端。

5、按权利要求4所述的起重机稳定性控制装置，其特征是所述应变片压力传感器为两应变片对位桥式连接。