Плавучий кран

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 78 А ЛЬС горов, А,1 У 1.Кита 88.8)ьство СССР3/06, 1983. ится к плавучирования их ель изобрет ельности и им крап ратиния -маневГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относнам и касается констрвокреновых систем.повышение производи 3 В 43/06, В 66 С 23/5 2ренности крана путем избирательного ограничения скоростей работы его механизмов. Плавучий кран содержит понтон 1, уравнительные цистерны 2, насосы 3, реле правого и левого бортов, датчик угла крена. блок выделения модуля сигнала, компаратор, раэностный усилитель, задатчик допустимого угла крена, блоки ограничения уровня сигнала управления, задатчики команд, электроприводы механизмов 23,24,25 крана, датчик положения стрелы, нуль-орган, аналоговый инвертор, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛЛ, два инвертора и три пары элементов И. 2 з,п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к плавучим кранам и касается конструирования их противокрвновых систем.Цель изобретения - повышение производительности и маневренности крана путем избирательного ограничения скоростейработы его механизмов.На фиг.1 изображен плавучий кран спротивокреновой системой; на фиг, 2 - функциональная схема и ротивокреновой системы плавучего крана,ф Плавучий кран содержит понтон 1 с противокреновой системой, включающий в себя связанные между собой уравнительнцецистерны 2, насосы 3 и реле 4 и 5 правого илевого бортов, датчик 6 угла крена, блок 7выделения модуля сигнала, подключенныйк компаратору 8 и первому входу разностного усилителя 9, с вторым входом которогосоединен задатчик 10 допустимого угла крена, и с выходом - первые входы 11 заданияпорога ограничения блоков 12 - 14 ограничения уровня сигнала управления, Входы 5блоков 12-14 связаны с задатчиками 16 - 18команд соответственно, подъема-опускания груза, изменения вылета и поворотастрелы, а выходы 19 - с электроприводами20-22 соответствующих механизмов 23-25крана, Плавучий кран снабжен датчиком 26положения стрелы, нуль-орган 27, аналоговым инвертором 28, двумя элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 29 и 30, двумяинверторами 31 и 32, тремя парами элементов И 33-38. Блоки 12-14 выполнены управляемыми и двусторонними. Датчик 6подключен к входу блока 7 и через нуль-орган 27 к первым, прямому и инверсному,входам элементов 33,34 и к первым входамэлементов 29 и ЭО, вторые входы которыхсоединены с выходами датчика 26, а выходы через инверторы Э 1 и 32 и непосредственно - с первыми входами элементов35-38, Вторце входы элементов 33-38 связаны с выходом компаратора 8, Выходы элементов 33 и 34 подключены соответственнок реле 4 и 5, выходы элементов 35 и 36 - куправляющим входам 39 и 40 блоков 12 и 13,выходы элементов 37 и 38 - к управляющимвходам 39 и 40 блока 14, а вторые входы 41задания порога ограничения блоков 12-14через аналоговый инвертор 28 соединены свыходом усилителя 9,Датчик 26 выполнен в виде двух неподвижных токопроводящих колец 42 и 43, установленнцх на понтоне 1 крана, Кольцо 42разрезано по продольной, а кольцо 43 - попойеречной оси понтона 1, Кольца 42 и 43снйбжены соответственно подвижнцмикоитактами 44 и 45, механически связанными С колонной верхнего строения крана, а 10 20 25 30 35 40 45 50 55 электрически - с выходами датчика 26. Одни половины колец 42 и 43 подключены к источнику 46 напряжения положительной полярности, а другие - к земле.Блоки 12 - 14 содержат масштабирующий операционный усилитель 47, инверсный вход которого подключен к входу 15, а выход - к выходу 19 блоков 12 - 14 и к прямым входам дополнительных Операционных усилителей 48 и 49, инверсные входы которых соединены соответственно с входами 11 и 41 задания порогов ограничения, а выходы через противоположно включенные диоды 50 и 51 - с сигнальными входами соответственно аналоговых коммутаторов 52 и 53, выходы которых связаны с инверсным входом усилителя 47, а управляющие входы - соответственно с управляющими входами 39 и 40 блоков 12 - 14.Плавучий кран работает следующим образом,Вид выполняемой грузовой операции выбирается крановщиком при помощи задатчиков команд 16 - 18, причем направление работы механизмов крана определяется полярностью, а скорость - величиной сигналов задатчиков 16 - 18.Например, командам на подьем груза, увеличение вылета и поворот стрелы против часовой стрелки соответствуют сигналы задатчиков 16 - 18 отрицательной полярности; а командам на опускание груза, уменьшение вылета и поворот стрелы по часовой стрелке - сигналы положительной полярности.В исходном состоянии понтон 1 крана находится на ровном киле, уравнительные цистерны 2 заполнены примерно наполовину, а сигнал датчика 6 близок к нулю. На выходах компаратора 8 и связанных с ним элементов 33 - 38 присутствуют низкие потенциалы, под действием которых коммутаторы 52 и 53 блоков 12-14 находятся в разомкнутом состоянии, Благодаря этому сигналы задатчиков 16-18 поступают на электроприводы 20, 21, 22 без ограничения, а скорость работы механизмов 23-25 крана может быть максимальной.При работе крана с грузом и возникновении крена понтона 1 на выходе датчика 6 появляется достаточно большой сигнал, величина которого пропорциональна углу крена, а полярность указывает на направление крена. Например, при крене на левый борт сигнал датчика 6 имеет положительную полярность, а при крене на правый борт - отрицательную, Тогда в первом случае на выхОде нуль-органа 7 ПОЯвится высокий потенциал, а во втором случае - низкий, Блок 7 преобразует разнополярный сигналдатчика 6 в однополярный. При достижении этим сигналом заданной величины срабатывает компаратор 8. В случае крена понтона 1 на левый борт на выходе элемента 33 появляется высокий потенциал, под действием которого включается реле 4 и замыкастся цепь питания насоса 3 правого борта. Водный балласт перекачивается из цистерны 2 левого борта в цистерну 2 правого борта, компенсируя возникший крен. В случае крена на правый борт аналогичным образом включается реле 5, и водный балласт перекачивается в цистерну 2 левого борта.Одновременно с этим сигнал нуль-органа 27 поступает на первые входы элементов 29 и 30, а сигналы датчика 26 - на их вторые входы, При возникновении крена понтона 1 на левый борт и нахождении стрелы слева по борту к входам элемента 29 прикладываются высокие потенциалы, а при возникновении крена понтона 1 на правый борт и нахождении стрелы справа по борту - низкие, В обоих случаях на выходе элемента 29 появляется низкий потенциал, а на вьходе инвертора 31 - высокий. Через элементы 36 и 35 эти потенциалы поступают на управляющие входы 40 и 39 блоков 12 и 13, поддерживая коммутатор 53 в разомкнутом состоянии и переводя коммутатор 52 в замкнутое состояние. В результате выход усилителя 48 в каждом из блоков 12 и 13 подключается к инверсному входу усилителя 47, ограничивая напряжения положительной полярности на выходах 19 блоков 12 и 13. Эти напряжения соответствуют командам на подъем груза и увеличение вылета стрелы. Их ограничение обусловлено тем, что при заданных крене понтона 1 и расположении стрелы крана выполнение этих операций приводит к дальнейшему увеличению крена. Напряжение положительной полярности, задающее порог ограничения, поступает на входы 11 блоков 12 - 14 с выхода усилителя 9, вычисляющего разность между текущим и предельным углами крена. Чем меньше эта разность, тем сильнее ограничение скорости подъема груза и увеличения вылета стрелы, В то же время выходные напряжения отрицательной полярности блоков 12 и 13 и соответствующие им скорости опускания груза и уменьшения вылета стрелы не ограничиваются, так как эти операции способствуют уменьшению крена,При других сочетаниях крена понтона 1 и расположения стрелы крана, а именно при крене понтона 1 на левый борт и нахождении стрелы справа по борту или крене понтона 1 на правый борт и нахождении 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 с 1 релы слева по борту, на выходе элемента 29 появляется высокий потенциал, а на выхода инвертора 31 - низкий, Под действием этих потенциалов в блоках 12 и 13 коммутатор 52 размыкается, а коммутатор 53 замыкается. Ограничению подвергается напряжение отрицательной полярности, соответствующее операциям по опусканию груза и уменьшению вылета стрелы. В то же время скорости подъема груза и увеличения вылета стрелы не ограничиваются, Порог ограничения определяется напряжением отрицательной полярности, поступающим на входы 41 блоков 12 и 13 с выхода аналогового инвертара 28, Величина этого напряжения также пропорциональна разности текущего и предельного углов крена,При возникновении крена на левый борт и нахождении стрелы в кормовой части понтона 1, а также при возникновении крена на правый борт и нахождении стрелы в носовой части понтона 1 на выходе элемента 30 появляется высокий и на выходе инвертора 32 - низкий потенциалы, Через элементы 38 и 37 эти потенциалы прикладываются соответственно к управляющим входам 40 и 39 блока 14, поддерживая коммутатор 52 в разомкнутом состоянии и переводя коммутатор 53 в замкнутое состояние. В результате на выходе 19 блока 14 ограничивается напряжение отрицательной полярности, соответствующее повороту стрелы крана по часовой стрелке и вызывающее дальнейшее увеличение крена, и не ограничивается напряжение положительной полярности, соответствующее повороту стрелы крана против часовой стрелки и способствующее уменьшению крена понтона 1.При возникновении крена на левый борт и нахождении стрелы в носовой части понтона 1, а также при возникновении крена на правый борт и нахождении стрелы в кормовой части понтона 1 ча выходе элемента 30 появляется низкий, на выходе инвертора 32 - высокий потенциал. Под действием этих потенциалов коммутатор 52 в блоке 14 переходит в замкнутое, а коммутатор 53 - в разомкнутое состояние. В результате на выходе 19 блока 14 ограничивается напряжение положительной полярности, соответствующее повороту стрелы крана против часовой стрелки и вызывающее дальнейшее увеличение крена, и не ограничивается напряжение отрицательной полярности, соответствующее повороту стрелы крана по часовой стрелке и способствующее уменьшению крена понтона 1.Формула изобретения 1, Плавучий кран, содержащий понтон с противокреновой системой, включающий всебя связанные между собой уравнительные цистерны, насосы и реле правого и левого бортов, датчик угла крена, блок выделения моду сигнала, подключенный к компаратору и первому входу разностного усилителя, с вторым входом которого соединен задатчик допустимого угла крена, с выходом - первые входы задания порога ограничения блоков ограничения уровня сигнала управления, входы которых связа ны с задатчиками команд подъема-опуска, ния груза, изменения вылета и поворота , стрелы, а выходы - с электроприводами со, Ответствующих механизмов крана, О т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ; производительности и маневренности кра"на путем избирательного ограничения ско ростей работы его механизмов, он снабжен датчиком положения стрелы, нульОрганом, аналоговым инвертором, двумя элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, двумя инверторами и тремя парами элемен ов И, а блоки ограничения уровня сигнала управления выполнены управляемыми и двусторонними, причем датчик угла крена подключен к входу блока выделения модуля сигнала и через нуль-орган - к первым, прямому и инверсному входам элементов И первой пары и к первым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами датчика положения стрелы, а выходы через инверторы и непосредствен. но - с первыми входами элементов И второй и третьей пар, вторые входы всех элементов И связаны С выходом компаратора, выходы первой пары элементов И подключены к реле включения насосов правого и лево.о бортов, выходы второй пары элементов И - к управляющим входам блоков Ограничения уровня сигнала управления электропривсдами механизмов подьема-опускания груза и изменения вылета стрелы, выходы третьей пары элементов И - к управляющим входам блока ограничения уровня сигнала управле ния электроприводом механизма поворотастрелы, а вторые входы задания порога ограничения всех блоков ограничения уровня сигнала управления через аналоговый инвертор соединены с выходом разностного 10 усилитега,2, Кран по п.1, отл ич а о щи йс я тем,что датчик положения стрелы выполнен в виде двух неподвижных токопроводящих колец, установленных на понтоне крана, од- .5 но из которых разрезано по продольной,адругое по поперечной осям понтона, и снабженных подвижными контактами, кинематически связанными с колонной верхнего строения крана, а электрически - с д выходами датчика, причем одни половиныколец подключены к источнику напряжения положительной погярности, а другие - к массе крана. 15 3, Кран по п.1, отл и ч а о щи й ся тем,что каждый блок ограничения уровня сигнала управления включает в себя масштабирующий операционный усилитель, инверсный вход которого подключен к вхо- ;3 О ду, а вь:ход - к выходу блока и к прямымвходам дополнительных операционных усилителей, инверсные входы которых соединены с входами задания порогов ограничения, а выходы через противопо ложно включенные диоды - с сигнальнымивходами аналогичных коммутаторов, выходы которых связаны с инверсным входом масатабирующего операционного усилителя, а управляющие входы - с управляющи ми входами блока.1611783 Патрушева едак Заказ 3805 Тираж 366 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открцтиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская на 6415 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Составитель Ю.ЛазарТехред М,Моргентал ко Корректор Н.Ревска