Гидросистема грузоподъемного крана

(19) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ ПРИ ГКНТ СССР ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРМ 1689673, кл, Р 15 В 11/04, 1990.(54) ГИДРОСИСТЕМА ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА(57) Сущность изобретения: станции управления гидромеханизмами стрелы и лебедки Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гидроприводам грузовых гидравлических кранов и является дополнением к изобретению по заявке ЬЬ 4678047/29 (051977), положительное решение от 28 июня 1990 г.Цель- повышение надежности и расширение функциональных возможностей гидропривода грузоподъемного крана,На фиг.1 представлен общий вид крана; на фиг.2 - принципиальная схема гидросистемы крана.Грузовой гидравлический кран содержит самоходное шасси 1 (см. фиг,1), грузовую лебедку 2 и стрелу 3, пульт управления 4, установленный внутри кабины 5 самоходного шасси 1, гидроцилиндр 6 подъема стрелы, систему управления (на фиг, не , обозначена). Грузовая лебедка включает гидромотор 7, редуктор 8, барабан 9 с тро) 5 Е 15 В 11/04, В 66 С 23/53 связаныс вторым логическим блоком управ-ления через первые логические элементы ИЛИ. В линиях управления гидромеханизмом стрелы установлены первые логические элементы И, входы к-рых связаны с вторым входом второго логического блока управления и станцией управления гидромеханиз-мом стрелы. В линиях управления гидромеханизма лебедки установлены вторые логические элементы ИЛИ, вторые входы к-рых связаны с вторыми логическими элементами И, связанными с первым выходом второго логического блока управления и станцией управления гидромеханизмом стрелы, 2 ил. сом 10. Трос при помощи системы блоков 11 связан с грузом 12.Гидропривод крана включает гидробак 13 (см. фиг.2), насосы 14 и 15 с напорными а гидролиниями 16 и 17, в которых установлены обратные клапаны 18 и 19, а также пре- О дохранительный клапан 20, автомат разгрузки 21, гидравлические механизмы подъема стрелы и груза (на чертеже не обозначены). Гидравлический механизм подь- Ь ема стрелы кроме гидроцилиндра 6 ЬЭ включает датчик давления 22, выполненный в виде реле давления, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 23 с р органами управления 24 и 25, гидрозамок 26, дроссели с обратными клапанами 27 и 28. Гидравлический механизм подъема груза, кроме гидромотора 7 привода грузовой лебедки 2, включает трехпозиционный че-. тырехлинейный гидрораспределитель 29 сорганами управления 30 и 31, дроссель собратным клапаном 32.Пульт управления 4 имеет кнопочнуюстанцию 33 управления грузовой лебедкойс кнопками 34 (Подъем груза), 35 Стоп, 36 5опускание груза, а также кнопочную станцию 37 управления механизмом подъемастрелы с кнопками 38 (подъем стрелы, 39стоп, 40 опускание стрелы. Пульт управления 4 также снабжен элементами памяти, не 10показанными на фиг.2. Кнопочные станции33 и 37 линиями управления 41,42 и 43,44связаны соответственно с органами управления 30,31 и 24,25 трехпозиционных гидрораспределителей 29,23 15Система управления краном включаетлогические блоки 45 и 46 которые содержатлогические элементы И 4749, ИЛИ 50, 51,ЗАПРЕТ 5254, элементы выдержки времени 55,56. Логические элементы ЗАПРЕТ 205254 состоят из логкическйх элементов И57,.,59, и НЕ 6062,Кроме того, система управления краномвключает логические элементы ИЛИ63,;66,кИ 67;.,70,25Датчик давления 22 связайхсок входамилогических блоков 45 и 46, Выход логического блока 46 связанс входами логическогоэлемента И 47, и элемента выдержки времени 55, а датчик давления 22 свя"зай со вторым входом логического элемента И 47логического блока 45, Выходы этого логического элемента и элемента выдержки времени 55 связаны со входами логическогоэлемента ЗАПРЕТ 52, а выход последнего 35связан с органом управления автомата разгрузки 21 и насоса 1 5.Станции 33 и 37 связаны органами управления 30,31 и 24,25 механизмом подьемагруза истрелы. В линию управления 41 40грузовой лебедки 2 установлен логическийэлемент ИЛИ 50 блока управления 46, а влинии управления подьемом стрелы установлены последовательно логические элементы ЗАПРЕТ 53 и ИЛИ 51. 45Станция 37 через логический элемент И48, элемент выдержки времени 56 и логический элемент ЗАПРЕТ 54 связана со вторымвходом логического элемента ИЛИ 50.Датчик давления 22 связан со входами 50логических элементов И 48; 49 и ЗАПРЕТ 53.Выход элемента выдержки времени 56 связан со вторым входом логического элементаИ 49, а его выход - с вторым входом логического. элемента ИЛИ 51 логического блока 5546."Станции 37 й 33 управления гидромеханизмами стрелы и лебедки. через логическиеэлементы ИЛИ 63,64 связаны с логическимблоком управления 4 б. В линиях 43,44 управления гидромеханизмом стрелы установлены логические элементы И 67,68, Их входы связаны со вторым выходом логического блока управления 46 и станцией 37 управления гидромеханизмом стрелы.В линиях 41 и 42 управления гидромеханизма лебедки установлены логические элементы ИЛИ 65 и 66. Их вторые входы связаны с логическими элементами И 69,70. Входы логических элементов И связаны с первым выходом логического блока управлейия 46 и станциями 33,37 управления гидромеханизмами грозовой лебедки и стрелы.На выходе пульта управления в линиях 41,44 и датчика давления 22 вырабатываются сигналы Х 1,Х 5, на выходе логических элементов ИЛИ 64, И 67, 68, 47, 48, НЕ 61, И 49, ИЛИ 65, 66, И 69, 70 - сигналы У 1 У 12, на выходе логических элементов ИЛИ 50, И 57, 59, элемента выдержки времени 56, логического элемента И 58, ИЛИ 51, сигналы 2126, на выходе элемента выдержки времени 55 и логического элемента НЕ 62 - сигналы Ч 1,Ч 2, на выходе логического элемента НЕ 60 - сигналы О. Сигналы Х 1Х 6, У 1,У 12, 21,26, Ч 1,Ч 2, 0 могут принимать два дискретных значения 0 и 1. Таблицы состояний логических элементов ИЛИ 64, 63, 50,51, 65,66, И 67,68, 4749, 57,5969,70, НЕ 6062, ЗАПРЕТ 52 54 представлены соответственно в таблицах 14.Привод лебедки снабжен самотормозящейся механической передачей (червячным редуктором).Гидромотор 7 механизма подъема груза может быть выполнен нерегулируемым и регулируемым, например, регулируемым по давлению. На выходе датчика давления 22 вырабатывается сигнал Х 6 = 1 при наличии груза 12, вес которого больше или равен заданному настройкой датчика давления и Х = О, если вес груза меньше заданного, На выходе элементов выдержки времени 55 и 56 появляются сигналы Ч 1 = 24 = 1 лишь через время т 1 и т 2 выдержки времени после подачи на их вход соответственно сигналовЕ 1 = У 6=1, причем время т 2 больше временит 1. В гидравлически грузоподъемном кране может быть использовано устройство для защиты от перегрузки по авт, св. М 1299954., МКИ В 66 С 23/58, Б,И. М 12, 1987.Органы управления 24,25,30,31 трехпозиционными гидрораспределителями 23,29,а также, автомата разгрузки 21 могут представлять собой электромагниты. Автомат разгрузки может быть выполнен в виде предохранительного клапана непрямого действия с разгрузочным гидрораспределителем (смнапример, Свешников В.КУсов А.А,Станочные гидроприводы, МашиностроениеМ., 1988, с, 129, рис. 5.7). Логические элементы И, ИЛИ, НЕ, ЗАПРЕТ могут быть выполнены, например, электрическими по известным схемам (Энциклопедию современной техники "Автоматизация произродства и промышленная электроника", М Сов. энциклопедия, т.2, 1963, слово "Логический элемент ", с, 205,208, рис. 4,13),Элементы вдержки времени 55,56 могут представлять собой реле времени, элементы задержки сигнала и пр. (см. Энциклопедию современной техники. "Автоматизация производства и промышленная электроника", т.З, М., Сов. энциклопедия, 1964, "Реле времени", с. 248, 249, рис. 1,4).Гидросистема грузоподъемного крана работает следующим образом.Устанавливают под требуемым углом стрелу 3 (фиг.1), Для этого включают насосы 14 и 15 (см. фиг,2) и для подъема стрелы нажимают кнопку 38. Подъем стрелы кнопочной станции 37 пульта управления 4, Сигнал Хз = 1 по линии управления 43 поступает ко входам логических элементов И 67, ИЛИ 63, Сигнал У 2 = 1(см, табл,1) поступает ко входам логических элементов И 48 и 58 логического блока управления 46, Так как нагрузка на крюке отсутствует, контакты датчика давления 22 разомкнуты и сигнал Х 5 = О. Благодаря этому сигналы на выходах логических элементов И 48 У 6 = 0 (см. таблицу 2), НЕ 61 У 7 = 1 (см. табл.З), И 58 25 = 1 (см. табл,2), ИЛИ 51 26 = 1 (см, табл.1). Так как Хз = 1, то Уз = 1 (см. табл.2). Орган управления 24 переключает гидрораспределитель 23 в правую по схеме фиг.2 позицию. Шток гидроцилиндра 6 выдвигается, осуществляя подъем стрелы, При нажатии на кнопку 39 Стоп сигналы в линиях управления 43 и 44 Хз = Х 4 = О, благодаря чему подъем стрелы прекращается.Если требуется осуществить опускание стрелы, нажимают кнопку 40 Опускание стрелы пульта управления 4. Сигнал Х 4 = 1 по линии управления 44 поступает ко входам логических элементов ИЛИ 63 и И 68. Так как нагрузка на крюке отсутствует, контакты датчика давления 22 разомкнуты и Х 5 = О, У 2 = 1 (см, табл.1). По аналогии с предыдущим У 7 = 1 (см. таблицу 3), 25= 1 (см. табл.2) 26 = 1 (см, табл.1), У 4 = 1, Гидрораспределитель 23 переключается в левую по схеме фиг,2 позицию, Рабочая жидкость от насосов 14 и 15 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 6, который осуществляет опускание стрелы 3) см. фиг,1),После этого опускают ключ, Оператор нажимает кнопку 36 "Опускание груза" на пульте управления 4 (см. фиг,2), сигнал Х 2 =5 10 15 . на выходе логических элементов И 47 и 57 20 25 30 35 40 45 50 55 1 по линии управления 42 поступает к логическому элементу ИЛ И 65. Сигнал У 9 = 1 (см, табл.1) поступает к органу управления 31.Гидрораспределитель 29 переключает в левую по схеме фиг.2 позицию, благодаря чему гидромотор 7 через редуктор 8 вращает барабан 9 грузовой лебедки и осуществляется опускание крюка (см. фиг,1).Все указанные движения осуществляются при скоростях, определяемых суммарной подачей насосов 14 и 15 (см, фиг,2). Действительно, так как груз на крюке отсутствует, то сигнал Х 5 = 0 (контакты датчика давления 22 разомкнуты). Поэтому сигналы Ч 5 = Е 2 = 0 (см. таблицу 2) и автомат разгрузки 21 не осуществляет разгрузку насоса 15,Далее закрепляют на крюке груз и нажимают кнопку 34 Подъем груза на пульте управления 4 (см. фиг.2).Сигнал Х 1 = 1 по линии управления 41 поступает к логическому элементу ИЛИ 66. С выхода этого элемента сигнал У 1 о = 1 (см, таблицу 1) поступает к органу управления 30. Гидрораспределитель 29 переключается в правую по схеме фиг.2 позицию. Рабочая жидкость от насосов 14 и 15 поступает к гидромотору 7, который начинает наматывать трос на барабан 9 грузовой лебедки 2, пока не повысится давление в поршневой полости гидроцилиндра 6 стрелы 3 (см. фиг.1). Одновременно сигнал. Х 1= 1 поступает на вход логического элемента ИЛИ 64. Сигнал У 1= 1 поступает на вход логического элемента ИЛИ 64. Сигнал У 1 =1(см. таблицу 1) поступает на вход логического элемента ИЛИ 50 логического блока 46, а сигнал Ъ = =1 (см. фиг.2) поступает на входы логического блока 45, еЕсли вес груза (см, фиг.1), закрепленного на крюке, незначителен, то на выходе датчика давления 22 (см, фиг,2) сигнал Х 5 = О, на выходах логических элементов И 47 и 57 сигналы У 5 = 22 = 0 (см. табл.2), Автомат разгрузки 21 не разгружает насос 15 от давления и подъема груза осуществляется при подводе к гидромотору 7 суммарной подачи насосов 14 и 15,Если же вес груза 12 (фиг.1), таков, что замыкаются контакты датчика давления 22 (см. фиг.2), то сигнал Х 5 = 1 поступает на второй вход логического элемента И 47, сигнал У 5 = 1 (см. таблицу 2) подводится ко входу логического элемента И 57, Так как на выходе элемента выдержки времени 55 сигнал Ч 1 = 1 появляется лишь через время 11, после подачи сигнала 21 = 1, сигналы Ч 1 = О, У = 1 (см. таблицу 3), Е 2 = 1 (см. таЪлбцу 2) и автомат разгрузки 21 соединяет напорнуюгидролинию 17 насоса 15 с гидробаком 13 в момент на а," нподъема груза 12 грузовой лебедкой 2, Осуществляется плавное трогание с места и подъем груза с начальной малой скоростью. Через время т 1 сигнал Ч = 5 1, сигналы 0 = 0 (см, табл.З), Е 2 = 0 (см.табл,2). Отключается разгрузка насоса 15, благодаря чему суммарная подача насосов 14 и 15 подводится к гидромотору 7, осуществляя дальнейшее плавное увеличение ско рости подъема груза, Если гидромотор 7 выполнен регулируемым, например, регулируемым по давлению, то он обеспечивает дополнительное регулирование скорости движения в зависимости от веса груза, а 15 следовательно, еще большую плавность движения.Остановка и опускание груза обеспечивается при нажатии кнопок 35 (Стоп и 36 Опускание груза на пульте управления 4, 20 При этом в линии управления 41 и 42 поступают соответственно сигналы Х 1 = Х 2 = 0 и Х 1=Х 2=1.При выходе логического элемента ИЛИ 65 сигнал соответственно У 9 = 0 и У 9 = 1 (см, 25 табл,1). Гидрораспределитель 29 поддействием пружины устанавливается в среднюю позицию, а при нажатии кнопки 36 (У 9 =1) - переключается в левую по схеме фиг,2 позицию. 30Если вес груза 12 незначителен, то Х 5 = =0 (контакты датчика давления 22 разомкнуты). При опускании груза сигнал Х 2 = 1. У 1 = Е 1 = 1 (см. табл.1), У 5 = Е 2 = 0 (см, табл,2) и опускание груза происходит со скоростью, 35 определяемой суммарной подачей насосов 14 и 15. вЕсли же груз значителен, то сигнал Х 5 =1, сигнал на выходеэлемента И 47 У 5=1(см.табл,2). Как и ранее элемент вь 1 держки вре мени 55 задерживает передачу сигнала Ч 1= 1 на время т . Поэтому в начальный момент Ч 1 = О, 0 = 1 (см, табл.З), 22 = 1 (см. таблицу 2) и автомат 21 разгружает насос 15. Осуществляется плавное опускание груза 12. Че рез время т 1 Ч 1= 1, О = О, и обеспечивается опускание груза с большей скоростью.Если требуется осуществить подъем илиопускание груза гидромеханизмом подьема стрелы, то нажимают кнопку "Подъем стре лы" 38 или "Опускание стрелы" 40 пульта управления 4. Если вес груза невелик, то на выходе датчика давления 22 вырабатывается сигнал Х 5 = О, и работа механизма подъема стрелы осуществляется также, как это 55 было описано выше.Если же вес груза значителен, на выходе датчика давления 22 вырабатывается сигнал Х 5 = 1, который аоступает на входы логических элементов И 48, 49 и НЕ 61 логического блока управления 46. Так как сигнал Хз = 1, или Х 4= 1, сигнал У 2= 1 (см, табл.1), то сигнал Ув = 1 (см. табл.2) поступает на входы логического элемента И 59 и элемент выдержки времени 56, В начальный момент сигнал Ь=О, сигнал Ув = 0(см. табл.2), Ч 2 = =1 (см. табл.З), Ез = 1 (см, табл.2). Сигнал Е = =1 (см. табл,1) с выхода логического элемента ИЛИ 50 логического блока управления 46 поступает к логическим элементам И 69 и 70. Так как при этом нажата кнопка 38 "Подъемстрелы" или 40 "Опускание стрелы", сигналы 33 =1 или Х 4 = 1 сигналы У 12 = 1 или У 11 = 1(см, табл.2) поступает на входы логических элементов ИЛИ 66 или 65, а сигналы У 1 о = 1 или У 9 = 1 (см. табл.1) Е 1 = 1 подводятся к органам управления 30 и 31 гидро- распределителя 29 и на вход логического блока управления 45, благодаря чему осуществляется подьем или опускание груза 12 грузовой лебедкой 2 в режиме подхода к гидромотору 7 подачи сначала насоса 14, а затем суммарной подачи насосов 14 и 15, который был описан выше. Так как сигнал Х 5 = 1, сигнал У 7= 0 (см, табл.З) 25 = 0 (см. табл,2), поскольку при этом сигнал Ув = О, то сигнал Ев=О(см,табл,1) и гидрораспределитель 23 находится под действием пружин в средней по схеме фиг,2 позиции.Через время т 2 настройки элемента выдержки времени 56 сигнала 24 = 1 подается на входы логических элементов НЕ 62 и И 49, Сигналы Ч 2 = 0 (см. табл.З) Ез = 0 (см. табл,2) 21 = 0 (см. табл,1). Под действием пружин гидрораспределитель 29 переключается в среднюю по схеме фиг,2 позицию, а гидромотор 7 останавливается одновременно, так как сигналы Х 5 = 24 = 1, сигналы Ув=1(см. табл,2),26=1(см, табл,1). Поскольку при этом Хз = 1 или Х 4 = 1, то (см. табл.2) Уз = 1 или У 4 = 1 и орган управления 24 и 25 переключает гидрораспределитель 23 в правую или левую по схеме фиг.2 позицию и осуществляется дальнейший подьем и опускание груза механизмом подъема стрелы.Дроссели с обратными клапанами 27,28,32 обеспечивают заданные скорости движения при подъеме, опускании стрелы и опускании груза, Гидрозамок 26 предотвращает самопроизвольные опускания стрелы при нейтральном положении гидрораспределителя 23, Клапан 20 и автомат разгрузки 21 защищают систему от перегрузки,Формула изобретения Гидросистема грузоподъемного крана по авт. св, М 1689673, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы и расширения функциональных возможностей станции управления гидромеханизмами, стрелы и лебедки связаны с вторым10 1765542 Таблица 1 Логическая функция ИЛИ Хг Х 1 Хз У 1 У 8 Х 1 О Хг О Х 4 2 з 25 У 11 У 1 г У 1 О Уг 21 26 У 1 о Таблица 2 Логическая функция И О О 1 Х 4 Хз Х 4 Х 5 Х 5 Хз Х 5 Х 5 Уг У 6 26 21 Х 4 У 5 26 Уг 0 21 21 Уг 1 1 О 1 2 г 25 У 11 О ОУ 1 г Ув Таблица 3 Логическая функция НЕ Х 5 24 0 У 7 О Таблица 4 Логическая функция ЗАПРЕТ логическим блоком управления через первые- логические элементы ИЛИ, в линиях управления гидромеханизмом стрелы установлены первые логические элементы И, входы которых связаны с вторым входом второго логического блока управления и станцией управления гидромеханизмом стрелы, а в линиях управления гидромеханизма лебедки установлены вторые логические элементы ИЛИ, вторые входы которых связаны с вторыми логическими элемента ми И, связанными с первым выходом второго логического блока управления и станцией управления гидромеханизмом стрелы.1765542 7 Составитель И. ВасильеваРедактор Т. Иванова Техред М,Моргентал Корректор М, Тка Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород гарина, 10 Заказ 3371 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5