一种防倾翻力矩限制器系统及移动式起重机

摘要

本发明公开了一种防倾翻力矩限制器系统，用于移动式起重机，包括检测单元、控制器单元、以及显示单元；所述检测单元包括检测起重臂长度的长度传感器、检测起重臂工作角度的角度传感器、检测吊重重量的压力传感器；所述检测单元进一步包括风速仪、回转速度传感器、水平仪、以及升降速度传感器。该力矩限制器系统能够准确反应移动式起重机的工作状态，计算工作过程中起吊重物、风力、惯性力和离心力所产生的力矩，进而能够对起重机的变幅角度、速度及加速度、回转速度、重物升降速度及加速度进行控制，防止移动式起重机动态失稳造成倾翻事故。本发明还公开了设有上述防倾翻力矩限制器系统的移动式起重机。

主权项

1.一种防倾翻力矩限制器系统，用于移动式起重机，包括：检测各作业参数的检测单元；处理由所述检测单元输入的检测信号并输出控制信号的控制器单元；显示参数信息的显示单元；所述检测单元包括检测起重臂长度的长度传感器、检测起重臂工作角度的角度传感器、检测吊重重量的压力传感器，所述检测单元进一步包括联接于所述控制器单元的检测风速的风速仪、检测转台回转速度的回转速度传感器、检测起重机水平度的水平仪、以及检测卷扬机起升或降落速度的升降速度传感器；其特征在于，其控制方法包括以下步骤：1）在起重作业开始时，计算M₂=Mq+M_F+M_P，判断初始起重力矩是否在安全范围之内，否则控制器禁止卷扬起升、伸臂继续增大力矩的工作动作，式中M₂———起重机的动态实际力矩，M_q———被吊重物的重力和起重臂重力产生的力矩，M_F———风力产生的倾翻力矩，M_p———坡度产生的力矩；2）根据计算的力矩M₂，预测起重机允许的工作角度范围，控制起重机变幅角度；3）在起重作业过程中，根据计算的M₂=Mq+M_F+M_P，与M₁比较后，在M₂<M₁的情况下，计算所允许的惯性力力矩和离心力力矩Mg+M_L，对输出信号进行限制，控制V₁、V₂、t₁、t₂和N在允许范围之内，保证M₂=Mq+M_F+M_P+Mg+M_L<M₁；其中，Mq=Fl₂cos(α-β)=W(l₂+l₃+l₄)cosα+G₂(l₂+l₄)cosα，式中M₁———起重机自重产生的稳定力矩,G₂———起重臂重力，l₂———变幅液压缸支承点到起重臂铰点的距离，l₃———起重臂重心到变幅液压缸支承点的距离，l₄———起重臂重心到起重臂头部的距离，F———变幅液压缸所受的压力，α———起重臂倾角，β———变幅液压缸的倾斜角，W———表示负载重量；M_F=P₁H₁+P₂H₂，式中P₁———作用在起重机上的工作状态最大风力P₂———作用在起吊物上的工作状态最大风力H₁、H₂———与P₁、P₂对应的高度；M_P=WH₂sinγ+GH₁sinγ，式中γ———坡角；M₁=G(0.5L₁+C)，式中G———起重机自重，L₁———支脚间距，C———回转中心与重心间的水平距离；Mg=WV₁(S-0.5L)/gt₁+(W+G₃)V₂H₂/gt₂，式中V₁———起升机构起、制动速度，V₂———变幅机构起、制动速度，t₁———起升机构起、制动时间，t₂———变幅机构起、制动时间，S———作业半径，G₃———折算到臂头的起重臂自重,L———起重臂的长度；$M_L=\frac{{\mathrm{WN}}^2{H}_2}{H_3}$式中N———回转速度，H₃———吊重物品至臂端的高度。