Плавучий кран

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЦНИРЕСПУБЛИК ЗОБРЕТЕН ИСА ВТОРСКОМ ВИДЕТЕПЬСТВ(56) 1. Автор И. 719085, кл,(прототип), ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ Бюл. И 23нов, В,К, Самсыгин,и М,В. Ковальчук(54)(57) 1, ПЛАВУЧИЙ КРАН, содержащий понтон с противокреновой систе"мой, включающей в себя связанныемежду собой уравнительные цистерны,насосы и реле правого и левого бор"тов, связанные с датчиком угла крена, компараторами включения этих реле и задатчиком допустимого углакрена, приводы поворота, изменениявылета стрелы и подъема груза, соединенные через блоки управления, имеющие аварийные входы, с командоаппаратами этих приводов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше"ния надежности и безопасности эксплуатации крена, он снабжен компара".тором предельного угла крена, вторымдатчиком угла крена, блоком контроля.исправности датчиков угла крена, соединенным с входами этих датчиков уг"ла крена, тремя блоками ограничениясигналов управления приводами пово"рота, изменения вылета стрелы и подь"ема груза, двумя блоками выделениянаибольшего сигнала датчиков углакрена,. блоком выделения модуля сигнала датчиков угла крена, блоком выделения сигнала разности допустимого и влекущего знац ний углов кренаи блоком определения нагрузки на га". 1 В 63 в 43/06//В 66 С ке стрелы, причем входы блоков выделения наибольшего сигнала датчиков угла крена соединены с выходами датчиков угла крена, а выходы - с входами блока выделения модуля сигнала датчиков угла крена и с входами соответствующих компараторов включения реле насосов левого и правого бортов, входы блока выделения сигнала разности допустимого и текущего значений углов крена соединены с входом блока выделения модуля сигнала датчиков угла крена и выходом задатчика до" пустимого угла крена, а выходы блока выделения сигнала - с первыми входами блоков ограничения сигналов управО ления приводами поворота, изменения вылета стрелы и подъема груза, вто" рой вход которых соединен с выходами командоаппаратов приводов поворота, изменения вылета стрелы и подъема груза, а выход блоков ограничения " с блоками управления этих приводов, аварийные входы которых соединены с выходом компаратора предельного угла крена.2. Кран по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, .что каждый блок контроля исправности датчиков угла крена выполнен с дифференциальным усилителем, блоком выделения модуля сигнала, компаратором и индикатором неисправности датчиков угла крена, причем входы дифференциального усилите" ля соединены с выходами датчиков уг" ла крена, а выходы этого усилителя через блок выделения модуля сигнала " с входом компаратора, выход которого подключен к индикатору неисправности датчиков угпа каема.10213. Кран по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый блок ограничения сигнала управления прИводами поворота, изменения вылета стрелы и подъема груза выполнен с двумя дифференциальными усилителями, причем инвертирующий вход первого соединен с выходом одного из командоаппаратов, а выход с блока управления соответствующего привода и инвертирующим входом второго усилителя, выход .которого соединен с инвер" тирующим входом первого усилителя через диод, а неинвертирующий вход второго усилителя подключен к входу блока выделения разности допустимого и текущего значений углов крена.Кран по и. 1, о т .л и ч,а ю-. щ и й с я тем, что компаратор включения насосов снабжен реле,замыкающий контакт которого включен параллель,но резистору установки компартора5. Кран по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок выде 360ления модуля сигнала выполнен с двумя дифференциальными усилителями сдиодами в обратной связи, причемвыходы этих усилителей соединены между собой,б. Кран по и. 1, о т л и ч а, ю"щ и й с я тем, что задатчик допус"тимого угла крена выполненоперационным усилителем с диодом в обрат"ной связи, резистором установки трч" .ки перегиба, сумматором и резисторомустановки уровня начального участ" .ка, причем первый вход операционногоусилителя подключен к выходу блокаопределения нагрузки .на гаке стрелы,а второй - к резистору установки пе"региба, выход операционного усилите"ля соединен с первым входом суммато"ра, второй вход которого подключен крезистору установки уровня начально"го участка, а выход - к второму входу блока выделения сигнала разйостидопустимого и текущего углов крена..,тем.Известен плавучий кран, содержащийпонтон с противокреновой системой,включающей связанные между собойуравнительные цистерны, насосы и реле правого и левого бортов, связан"ные с датчиком угла крена компараторами включения этих реле и задатчи"ком допустимого угла крена, приводыповорота, изменения вылета стрелы иподъема груза, соединенные через блоки управления, имеющие аварийные входы, с командоаппаратами этих приводов ,Однако известный плавучий краннедостаточно надежен и безопасен в,эксплуатации, так как в его противокреновой системе не учитывается призадании допустимого угла крена загрузка крана, отсутствует контрольза датчиками крена и сложна реализация схемы по выбору минимального сигнала на ее входах. 1Цель изобретения - повышение надежности и безопасности эксплуата". чий кран снабжен компаратором предельного угла крена, вторым датчикомугла крена, блоком контроля исправ"ности датчиков угла крена, соединен"ным с входами этих датчиков угла кре 10 на, тремя блоками .ограничения сигналов управления приводами поворота,изменения вылета стрелы и подъемагруза, двумя блоками выделение наибольшего сигнала датчиков угла кре"15 на, блоком выделения модуля сигнала. датчиков угла крена, блоком выделения сигнала разности допустимого итекущего значений углов крена и бло"ком определения нагрузки на гаке20 стрелы, причем входы блоков выделе,ния наибольшего сигнала датчиков угла крена соединены с выходами датчиков угла крена, а выходы - с входами блока выделения модуля сигнала дат чиков угла крена и с входами соответ"ствующих компараторов включения реле3 102 Й 3насосов левого и правого бортов, входы блока выделения сигнала разнос"ти допустимого и текущего значенийуглов крена соединены с входом блокавыделения модуля сигнала датчиков уг- %ла крена и выходом задатчика допусти"мого угла крена, а выходы блока выделения сигнала " с первыми входамиблоков ограничения сигналов управле"ния приводами поворота, изменениявылета стрелы и подъема груза, второй вход которых соединен с выходамикомандоаппарвтов приводов поворота,изменения вылета стрелы и подъемагруза, а выход блоков ограничения - Ис блоками . управления этих приводов,аварийные входы которых соединеныс выходом компаратора предельного уг- .ла крена.Кроме того, каждый блок контроля 26исправности датчиков угла крена вы"полнен с дифференциальным усилителем,блоком выделения модуля сигнала, компаратором и индикатором неисправности датчиков угла крена, причем входыдифференциального усилителя соединены с выходами датчиков угла крена,а выходы этого усилителя через блоквыделения модуля сигнала " с входомкомпаратора, выход которого подклю" 30чен к ийдикатору неисправности дат"чиков угла крена.Каждый блок ограничения сигналауправления приводами поворота, изме"нения вылета стрелы и подъема груза ззвыполнен с двумя дифференциальнымиусилителями, причем инвертирующийвход первого соединен с выходом од-ного из командоаппаратов, а выходс блоком управления соответствующе 46го привода и инвертируоцим входомвторого усилителя, выход которогосоединен с инвертирующим входом пер"вого усилителя через диод, а неинвертирующий вход второго усилителя 4 зподключен к входу блока выделенияразности допустимого и текущего эна"чений углов крена.Компаратор включения насосов снабжен реле, замыкающий контакт которо- Юго включен параллельно резисторуустановки компаратора. ,блок выделения модуля сигнала вы"полнен с двумя дифференциальными яусилителями с диодами в обратной свя",зи, причем выходы этих усилителейсоединены между собой,60 фЗадатчик допустимого угла крена выполнен с операционным усилителем с диодом в обратной связи, резистором установки точки перегиба, сумматором и резистором установки уровня начального участка, причем первый вход опе" рационного усилителя подключен к выходу блока определения нагрузки на гаке стрелы, а второй - к резистору установки точки перегиба, выход опе" рационного усилителя соединен с пер" вым входом сумматора, второй вход которого подключен к, резистору уста" .новки уровня начального участка, а выход " к второму входу блока выде" ления сигнала разности допустимого и текущего углов крена.На фиг. 1 схематично изображен кран, общий вид; на фиг. 2 - функциональная схема противокреновой системы плавучего крана; на фиг. 3 - схема блока ограничения сигнала управле" ния приводами поворота, изменения вылета стрелы и подъема груза; на фиг,- схема компаратора включения насосов; на фиг. 5 - схема блока выделения модуля сигнала; на фиг, 6 график зависимости допустимого угла крена от величины груза на гаке стре" лы крана; на фиг, 7 " схема задатчика допустимого угла крена,Плавучий кран содержит понтон 1.с протиаокреновой системой, включающий в себя уравнительные цистерны 2и насосы 3 первого и левого бортов,два датчика 1 и 5 угла крена, состоящих из кренометров 6 и дифференциальных усилителей 7, выходы которыхсоединены с входами " блока 8 контроля исправности датчиков угла крена иблоков 9 и 10 выделения наибольшегосигнала датчиков угла крена. Выходыблоков 9 и 10 соединены через компараторы 11 и 12 с реле. 13 и 11 вклю"чения насосов 3 правого и левого бортов и с входами блока 15 выделейиямодуля сигнала датчиков угла крена,. выход которого соединен с первым вхо"дом блока 16 выделения сигнала разности допустимого,-и текущего значенийуглов. крена крана, а второй вход бло"ка 16 соединен через .задатчик 17допустимого угла крена с выходом блока 18 .определения нагрузки на гакестрелы,Иа. пульте 19 управления краномрасположены командоаппарат 20 привода 21 поворота стрелы, командоаппа25 подьема груза, выходы которых сое"динены с первыми входами соответствующих блоков 26 ограничения уровня сигналов управления этими приводами, вторые входы этих блоков соединены с выходом блока 16 выделения разнос" ти допустимого и текущего значений углов крена,. Выход блока 16 соединен также с входом компаратора 27предельного угла крена, выход которо" го .соединен с индикатором 28 лредель"наго угла крена и с входами аварий"ной остановки блоков 29 управленияприводами крана, выходы которых соединены с приводами 21, 23 и 25 поворота, изменения вылета стрелы и подь".ема груза, а входы - с выходами со" ответствующих блоков 26 ограничения уровня сигналов управления приводами.Блок 8 контроля исправности дат" чиков угла крена содержит дифференциальный усилитель 30, входы которо-. 5 го соединены с выходами датчиков 4 и 5 угла крена, а выход подключен к входам блока 31 выделения модуля. Первый вход компаратора 32 соединенс выходом блока 31, а на второй входподано напряжение уровня срабатывания, выход компаратора подключен к индикатору 33 неисправности датчиков4 и 5 угла крена.Блок 26 ограничителя уровня сигна 35ла управления содержит дифференциаль"ный усилитель 34, инвертирующий входкоторого через резистор 35 соединен с выходом соответствующего командоаппарата, а выход - с входом блока управления приводом и инвертирующим входом. дифференциального усилителя 36, выход которого через диод 37 подключен к неинвертирующему входу усилителя 34. Неинвертирующий вход усилителя 36 подключен к выходу блока16 выделения разности допустимого и текущего значений углов крена. Резистор 38 является резистором обрат" ной связи, конденсатор 39 служит для50 подавления возможных колебании.Компаратор 11(12) включения реле насосов левого или правого бортов выполнен на базе дифференциального усилителя 40, первый вход которого соединен с выходом соответствующего блока выделения наибольшего сигнала угла крена, второй вход - с движком потенциометра 41 установки уровнй пи коллектора которого включена об" мотка реле 43, контакт 44 реле 43 включен параллельно движку потенциометра 41, а контакт 45 соединен с корпусом и реле включения насоса.Блок 15(31) выделения модуля сигнала датчиков угла крена содержит два дифференциальных усилителя 46 и 47 с диодами и резисторами в обратной связи, выходы усилителей соединены между собой через диоды 48 и под" ключены к инвертирующему входу дифференциального усилителя 46 и к неиноертирующему входу усилителя 47.Задатчик 17 допустимого угла крена .содержит операционный усилитель48 в обратной связи которого включен диод 49, вход усилителя соединенс блоком. 18 определения нагрузки ирезисторы 50 установки точки перегиба, выход усилителя 48 через диод 49 связан с первым входом сумматора 51, второй вход которого соединен с резистором 52 установки уровня начального участка,.а выход подключен к второму входу блока 1 б выделения сигнала разности допустимого и текущего. значений углов крена, Величинырезисторов 53-58 определяют масштаб обрабатываемых сигналов.Блок 29 управления приводами крана имеет вход 59 аварийной остановки, соединенный с выходом компарато" ра 27. Блок 26 имеет входы 60 и 61 и выход 62.Плавучий кран работает следующим образом.8 исходном состоянии понтон 1 крана находится на ровном киле, уравнительные цистерны 2 заполнены примерно наполовину, .а сигнал с датчиков 4 и 5 угла крена отсутствует. С задатчика 17 поступает сигнал, пропорциональный максимально допустимому углу крена Поскольку этот сигнал по абсолютной величине больше величины максимальных сигналов управления от командоаппаратов 20, 22 и 24, то сигналы от них проходят на блоки 29 управления без ограничения,При подъеме груза в положении стрелы, например, на правый борт пон"тон 1 крана начинает крениться, навыходе датчиков 4 и 5 угла крена по"является сигнал ( при крене на правыйборт сигнал положительной полярности,при крене на левый борт - отрица24360 7 10 тельной), Так как сигналы с датчиков 4 и 5 не могут. быть абсолютно одинаковыми по величине, то для обеспечения большей безопасности блок 9 вы" деления наибольшего. сигнала пропускает сигнал, больший по величине, на вход компаратора 11 включения реле " 13 насоса 3 левого борта. При достижении сигналом от датчика уровня, установленного резистором 41, компаратор 11 срабатывает и включает контактом 45 реле левого насоса. Насос начинает перекачивать балласт в цистерну левого борта, Поскольку контакт 44 шунтирует установку напряжения на резисторе 41, насос будет перекачивать балласт до тех пор, пока крен не станет равен нулю, и только тогда компаратор 11 подаст сигнал на остановку насоса.При возникновении крена понтона разность между допустимым и текущим значениями угла крена для данной мас" сы груза уменьшается.Напряжение с выхода блока 16 выделения разности становится меньше максимальных сигналов командоаппаратов и ограничивает их абсолютную величину своим уровнем, при этом авто" матически уменьшаются скорости любого из трех работающих приводов, в данном случае привода 25 подъема груза. Если насос не успевает компенсировать крен и разность допустимого и. текущего значений углов крена продолжает уменьшаться, автоматически уменьшается и. скорость работающего привода, Когда крен достигает пре" дельного значения и разность будет равна нулю, сработает компаратор 27 предельного крена и подаст сигнал на запрещение работы всех трех приводов и на индикатор 28 "Предельный крен".При крене на левый борт работает блок 1 О выделенияуаибольшего сигнала (отрицательного) крена от датчиков и компаратор 12 реле 14 включения насосов правого борта. При этом ограничение сигналов управления командоаппаратов приводов поворота изменения вылета стрелы и подъема груза происходит аналогично.Сигнал на выходе задатчика 17 допустимого угла уменьшается в соот"ветствии с увеличением усилия на га"ке,Работа блока 15 выделения модулясигнала и эадатчика 17 допустимого1 О угла крена поясняется приведеннымисхемами,Блок 26 ограничения сигнала управ-ления работает следующим образом.15 Сигнал от командоаппарата поступает на вход 60. Так как коэффициентпередачи усилителя 34 выбираетсяобычно равным единице, то сигнална выход 62 проходит беэ изменения20 и поступает на вход блока 29 управ"ления соответствующего привода, Навход 61 блока 26 подается напряжениеразности допустимого и текущего уг"лов крена с выхода блока 16,25 Если напряжение управления от командоаппарата превышает уровень напряжения разности допустимого и теку"щего углов крена, то на выходе усилителя 36 изменяется полярность, диодЗО 37 начинает проводить ток, и образовавшаяся обратная связь стабилизируетвыходное напряжение на уровне напряжения разностиБлок 8 контроля датчиков кренасрабатывает в том случае, если раэ 35ность сигналов датчиков 4 и 5 углакрена достигает величины, больше до-.пустимой, При этом срабатывает компаратор 32, и зажигается индикатор 334 О "Неисправность датчиков",Блок 31 выделения модуля сигналавыделяет модуль из раэнополярногонапряжения на выходе усилителя 30.Изобретение позволяет увеличить45 грузоподъемность плавучего крана безувеличения понтона, повысить безопасность при работе крана с предель- ными грузами и улучшить условия работы крановщика102 Й 360 ЯР Ойс Фи оставитель А. Строковехред С.Ииг нова Корректор Л, Бока ктор Н. Лазаренко Тираж 0 И Государственного комитета С делам изобретений и открытий 5 Москва ЖРаушская наб