PT2226287E - Método e montagem destinados a influenciar o volume de enchimento da garra em equipamentos de elevação - Google Patents

Description

ΡΕ2226287 1 DESCRIÇÃO "MÉTODO E MONTAGEM DESTINADOS A INFLUENCIAR O VOLUME DE ENCHIMENTO DA GARRA EM EQUIPAMENTOS DE ELEVAÇÃO" A invenção diz respeito a um método destinado a influenciar o volume de enchimento da garra em equipamentos de elevação com guinchos de garra de dois motores (mecanismo de fecho e mecanismo de retenção), a um correspondente sistema de tratamento de dados para execução do método, assim como a um correspondente programa de computador ou meios de armazenamento onde um tal programa esteja guardado.

Em equipamentos de elevação para materiais a granel, procura-se conseguir, para um funcionamento economicamente optimizado, que a capacidade de enchimento da garra corresponda sempre o mais possível ao máximo peso de enchimento, isto é, que sejam evitadas tanto as subcargas como as sobrecargas. A título de exemplo, as variáveis que influenciam o grau de enchimento são a densidade do material a granel, assim como os factores dependentes do atrito (aderência, coesão, rugosidade do material a granel). A densidade do material a granel, mesmo para material a granel do mesmo tipo é, por exemplo, principalmente influenciada pela granulação ou pelo teor de água. As variações de densidade do material a granel, que conduzem a 2 ΡΕ2226287 um desajustamento da garra, dão origem à redução da capacidade de manuseamento, por se ultrapassar o binário de carga admissível, e consequentemente interrompem o associado processo de transferência. A redução ou o completo impedimento dessas descontinuidades tem não só influência sobre a capacidade de manuseamento, como também sobre a vida útil da grua. Para adaptar a garra ao respectivo material a granel foram tomadas, no passado, diferentes medidas. A medida mais simples consiste no ajustamento da garra ao respectivo material a granel através da substituição das conchas de garra, sendo por exemplo proposta uma garra especial no documento DE 79 10 944 UI. No entanto, a substituição requer um grande esforço de horas de trabalho adicionais, eventualmente uma força de trabalho adicional, bem como o aprovisionamento de múltiplas garras. Se for previsível somente uma variação momentânea da densidade do material a granel, poder-se-á dispensar uma completa substituição e aceitar, portanto, a resultante subutilização de operação da garra. As limitadas restrições económicas, face ao elevado investimento envolvido no número de variantes da garra, levam a que a garra adaptada à densidade do material a granel somente até um certo ponto seja conveniente para atender às variações que na prática ocorrem no material a granel. Em termos práticos, e até à data, tem sido por isso sempre necessário estabelecer um compromisso entre o volume da garra e a densidade do material a granel. 3 ΡΕ2226287

Para resolver este problema, são também já conhecidas medidas que visam trabalhar com uma única garra, cujo volume de recepção seja variável. Nesse sentido, foram propostas placas laterais ajustáveis na garra para aumentar o volume em caso de necessidade.

Inversamente, também é possível uma menor recepção do material a granel, através da limitação do ângulo de abertura da garra. A largura de abertura é limitada por intermédio de batentes mecânicos ajustáveis ("spread limiters"), o que apresenta como desvantagem, entre outras, o facto de também limitar a abertura da garra aquando do esvaziamento. Todas as soluções mecânicas são adicionalmente ainda adversamente afectadas, não contando já com os custos da mão-de-obra associados a um ajustamento, pela ocorrência de desgaste rápido dos necessários meios de limitação.

Será de valorizar uma solução que proporcione uma limitação da capacidade de enchimento de uma garra que tenha sido concebida para carga completa, somente através de medidas de controlo técnico. A partir do documento DE 20 41 393 AI é também já conhecida uma solução em que a largura de abertura da garra irá ser influenciada pelo tempo de abertura da garra. Para o moderno tipo de construção de guinchos com dois motores, a velocidade de abertura é continuamente regulada pelo 4 ΡΕ2226287 operador da grua. Em função da variabilidade dos limites de velocidade estabelecidos, serão então obtidos diferentes ângulos de abertura. A partir do documento DD 288 138 A5 é também já conhecido um método para evitar uma sobrecarga da garra, no qual é medida a força activa respectivamente nos cabos de fecho e nos cabos de retenção, e é determinada a sua diferença. Se a diferença exceder um limite predeterminado, o processo de fecho da garra é interrompido e é iniciado o processo de elevação. Após se ter iniciado o processo de elevação, dá-se então continuidade ao processo de fecho até que a garra fique fechada. Por conseguinte, será evitada a continuação de recepção de materiais a granel quando a diferença de forças, que constitui uma medida para a carga da garra, atingir um valor máximo. Em termos práticos, já foi no entanto demonstrado que as forças dos cabos não podem ser determinadas de forma fiável durante um processo de fecho, porque o material a granel se movimenta na garra e, durante o movimento ascendente das garras, as forças de vibração irão afectar os seus valores. A solução foi portanto considerada como sendo praticamente inviável.

Para aumentar a capacidade de manuseamento, ou seja para enchimento das capacidades volumétricas projectadas, é também cada vez mais aproveitada a carga permitida às gruas, tendo em consideração a importância das curvas de carga. 5 ΡΕ2226287 0 objectivo da invenção consiste em proporcionar um método, através do qual seja reduzida ao mínimo a influência num processo de manuseamento, aquando da utilização de uma qarra projectada para carga total, somente através de medidas de controlo técnico, para garantir as capacidades volumétricas projectadas, se for caso disso também para equipamentos de elevação com curvas de carga dependentes do raio de acção da grua.

De acordo com a invenção, aquando de um processo de fecho da garra para uma operação da grua com reduzido volume de enchimento da garra, é estabelecido um limite ajustável do binário necessário para manter a posição da garra (mecanismo de retenção), o qual é mais elevado do que o binário que era necessário para apenas segurar firmemente os cabos de retenção.

Até à data, era predeterminado um binário para o mecanismo de retenção aquando de um processo de fecho da garra, o qual impedia um afrouxamento do cabo de retenção. Para uma operação de grua em que exista uma tal densidade do material a granel que se possa trabalhar com 100% de volume de enchimento, então a capacidade de enchimento não precisa de ser reduzida, continuando este binário de retenção a ser suficiente. Havendo no entanto uma maior densidade do material a granel, deverá então ser reduzido o volume de material a granel recebido, sendo predeterminado um maior binário do mecanismo de retenção. Assim sendo, irá ocorrer já durante o processo de fecho da garra uma 6 ΡΕ2226287 acentuação da curva de preensão em termos de material a granel, o que por sua vez conduz a uma redução no material a granel recebido. 0 operador de grua fornece, para cada material a granel, um valor armazenado para o binário de retenção, e adapta esse valor, se for caso disso, com uma ou duas elevações da garra. A força exercida através do peso próprio da garra sobre o material a granel e, adicionalmente, a força que permite um rebaixamento da garra resultante do contorno escavado da garra, levam a que um determinado material a granel venha a preencher o volume de enchimento da garra.

De uma forma vantajosa, poderá ser alterado o valor para o binário de retenção durante o processo de fecho da garra, por intermédio do comando de nível prioritário. Desta forma, esse valor será por um lado adaptado à altura de elevação, de forma independente em relação ao operador, podendo ele por outro lado ser automaticamente reajustado em função do real binário de carga.

Uma vez que, com a modificação de altura de elevação devida à redução ou ao aumento do comprimento do cabo, é contrariada uma força de cabo variável do mecanismo de retenção, a correspondente capacidade de enchimento da garra pode ser involuntariamente reduzida ou aumentada. Para evitar isso, a real altura de elevação é detectada por 7 ΡΕ2226287 um sistema de medição de curso disponibilizado, e é compensada por intermédio da adaptação da influência sobre o comprimento do cabo que lhe está associada. 0 mesmo se aplica à consideração de curvas de carga. 0 comando de nível prioritário adapta o valor para o binário de retenção correspondente ao real binário de carga, de modo que, para um maior raio de acção da grua e consequentemente uma menor capacidade de transporte da grua, seja definido um valor correspondentemente menor para o volume de enchimento da garra. A activação dos limites adaptados é efectuada automaticamente em cada elevação da garra, se não for atingido um ajustável limiar comparador de carga para o peso da garra, em associação com o início do processo de fecho.

Com a conclusão do processo de fecho, ou com o início de um percurso de elevação, é retirada o constrangimento do binário de retenção e é retomado o funcionamento habitual.

Um sistema de tratamento de dados e um programa de computador - ou meios de armazenamento que possam ser lidos num computador, nos quais esteja contido um programa para implementar o método - serão adaptados de maneira a executar a seguinte medida: ΡΕ2226287

Aquando de um processo de fecho da garra para uma operação de grua com reduzido volume de enchimento da garra, é predeterminado um limite superior do binário para o mecanismo de retenção, o qual é maior do que um binário anteriormente determinado que era necessário apenas para segurar firmemente os cabos de retenção.

Durante o percurso de elevação ou abaixamento, para manuseamento de equipamentos de elevação com guinchos de garra de dois motores, deverão os limites de binário ser seleccionados, de forma não diferenciada, em controladores de velocidade regulados, por causa da quase idêntica repartição de carga.

0 método tem a vantagem de nao ter de ser aplicada nenhuma acção mecânica na garra, para limitar ou expandir a capacidade de enchimento. A capacidade de enchimento será ajustada somente por intermédio de uma intervenção de controlo técnico, na altura ideal. A capacidade de enchimento será automaticamente reajustada, de forma independente em relação ao operador mas dependente da altura de elevação e do binário de carga. Além disso, a solução tem a vantagem de serem poupados os deterioráveis porões de navios ou porões de vagões, uma vez que a curva de preensão é acentuada já durante o fecho da garra, e consequentemente a garra apenas arranha o porão com o peso residual requerido. A invenção será seguidamente explicada em maior 9 ΡΕ2226287 detalhe, fazendo referência a um modelo de realização exemplificativo. 0 respectivo desenho mostra, num diagrama de blocos, o comando que influencia o mecanismo de retenção de um equipamento de elevação com guinchos de garra de dois motores.

Num equipamento de elevação com guinchos de garra de dois motores, a força de um mecanismo de retenção FH medida por uma célula de medição de carga 1 e a força de um mecanismo de fecho FS medida por uma célula de medição de carga 2 são registadas e avaliadas num medidor de carga 3. A activação da influência no binário tem lugar num sistema de tratamento de dados 5 por intermédio de um comparador de carga 5a, se não for atingido um ajustável limiar de carga que depende do peso próprio da garra quando as garras assentam sobre o material a granel.

Através da capacidade de enchimento da garra previamente seleccionada pelo operador numa unidade para pré-selecção de binário 4, através da adaptação da influência do peso do cabo e do ângulo de fecho das garras numa unidade para medição da altura de elevação 5c, e através da monitorização do binário de carga permissível para o guincho, é determinado num multiplexador 5b o valor limite de binário requerido para o mecanismo de retenção.

De acordo com a invenção, o binário de geração de torque é reduzido num adequado controlador de velocidade 6 10 ΡΕ2226287 para um motor 8 do mecanismo de retenção (motor trifásico ou motor de corrente contínua), durante o processo de fecho, num limitador de binário 6a do controlador de velocidade 6, até que a garra seja fechada por um motor 10 do mecanismo de fecho que é comandado por um controlador de velocidade 7, ou até que o processo de elevação seja iniciado. Durante o processo de descarga, a carga real da garra é comparada com a carga máxima admissível para a garra no comparador de carga 5a e, se for caso disso, no multiplexador 5b o limite de binário é adaptado à capacidade de manuseamento máxima do guincho. A medição da posição para adaptação da altura de elevação e definição da diferença (ângulo de fecho da garra) na unidade para medição da altura de elevação 5c é realizada por intermédio de sensores de curso 9 e 11 e pelo respectivo software de avaliação.

Lista dos números de referência 1 Célula de medição de força 2 Célula de medição de força 3 Medidor de carga 4 Unidade para pré-selecção do binário 5 Sistema de tratamento de dados 5a Comparador de carga 5b Multiplexador 5c Unidade para medição da altura de elevação 11 ΡΕ2226287 6 Controlador de velocidade 6a Limitador de binário 7 Controlador de velocidade 8 Motor 9 Sensor de curso 10 Motor 11 Sensor de curso FH Força do mecanismo de retenção FS Força do mecanismo de fecho

Lisboa, 20 de Agosto de 2012

Claims (6)

1. ΡΕ2226287 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para influenciar o volume de enchimento da garra em dispositivos de elevação com guinchos de garra de dois motores, caracterizado por aquando de um processo de fecho da garra para uma operação de grua com reduzido volume de enchimento da garra, ser estabelecido um limite ajustável do binário necessário ao mecanismo de retenção para manter a posição da garra, o qual é mais elevado do que o binário que era necessário para apenas segurar firmemente os cabos de retenção, em que, durante o processo de fecho, é gerada uma curva de preensão da garra e o volume de enchimento da garra é diminuído.
2. 2. 0 método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o valor para o binário de retenção ser adaptado à real altura de elevação, por intermédio de um comando de nível prioritário.
3. 3. 0 método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o valor para o binário de retenção ser adaptado ao real binário de carga, por intermédio de um comando de nível prioritário.
4. 4. Uma montagem para influenciar o volume de enchimento da garra em dispositivos de elevação com guinchos de garra de dois motores, compreendendo um sistema 2 ΡΕ2226287 de tratamento de dados que está configurado de maneira a que possa ser executada a seguinte medida: aquando de um processo de fecho da garra para uma operação de grua com reduzido volume de enchimento da garra, é predeterminado um limite superior do binário para o mecanismo de retenção, o qual é maior do que um binário anteriormente determinado que era necessário apenas para segurar firmemente os cabos de retenção, em que, durante o processo de fecho, é gerada uma curva de preensão da garra e o volume de enchimento da garra é diminuído.
5. 5. Um programa de computador para influenciar o volume de enchimento da garra em dispositivos de elevação com guinchos de garra de dois motores, em que, depois de ter sido carregado na memória de um computador, ele irá permitir que o computador realize a seguinte medida: aquando de um processo de fecho da garra para uma operação de grua com reduzido volume de enchimento da garra, é predeterminado um limite superior do binário para o mecanismo de retenção, o qual é maior do que um binário anteriormente determinado que era necessário apenas para segurar firmemente os cabos de retenção, em que, durante o processo de fecho, é gerada uma curva de preensão da garra e o volume de enchimento da garra é diminuído.
6. 6. Meios de armazenamento que possam ser lidos num computador, nos quais esteja guardado um programa que, 3 ΡΕ2226287 depois de ter sido carregado na memória de um computador, irá permitir que o computador realize a medida seguidamente mencionada, para influenciar o volume de enchimento da garra, em dispositivos de elevação com guinchos de garra de dois motores: aquando de um processo de fecho da garra para uma operação de grua com reduzido volume de enchimento da garra, é predeterminado um limite superior do binário para o mecanismo de retenção, o qual é maior do que um binário anteriormente determinado que era necessário apenas para segurar firmemente os cabos de retenção, em que, durante o processo de fecho, é gerada uma curva de preensão da garra e o volume de enchimento da garra é diminuído. Lisboa, 20 de Agosto de 2012