港口门座式起重机工作原理.doc

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港口门座式起重机动态抓斗电子秤的工作原理一、吊臂结构为了适应不同吨位的大、中、小型货轮物料的装卸作业，门座式起重机的吊臂结构设计为在长度方向上是可以伸缩的，即大型货轮的中心位离码头的距离比小型货轮的中心位要大得多，所以吊臂要在长度方向伸展，方能使吊钩或抓斗落到大轮的中心位上，相应的吊臂34与35之间的夹角∠a也随着吊臂的伸展而增大（如图1所示）吊臂33、34、35组成一个类似不等边的可调式平行四边形，调节机构就是变幅装置27、28。通过直齿条的推拉作用，使吊臂33中部的节点受推力时，经底部二个关节点的转动使吊臂33向右倾斜，并带动吊臂35也随之向右倾斜，同时使吊臂34的右端向上抬起并呈现园弧线的向右伸展，吊臂角度∠a变大，这就是吊臂向长度方向伸展的作用原理。反之，变幅机构中直齿条向左方向拉时，吊臂33、35便向左方向倾斜，吊臂34右端便下降，并呈园弧线向左方向缩短距离，如图1所示的粗实线和关节转动点。图1中，在变幅机构27、28的上方，用细实线勾画的一套机构为吊臂33、34、35在变幅（距）过程中，经主吊臂33中部的变幅节点上推拉力的带动，使其类似二个三角臂也随之右倾或左拉，通过三角臂尾部的二个长方形大质量配重块对吊臂34的吊钩或抓斗进行重力平衡。二、抓斗（吊钩）的上升与下降图1中的左下部细实线所勾画的是机房中安装的二个钢丝绳卷筒1、2，卷筒的一端为传动机，另一端即为轴承支承架的称重机构3、5、7和4、6、8及底架12，以及二套非接触式测速、计数器自控机构。当卷筒1、2逆时针方向转动时，每条钢丝绳经5个滑轮将抓斗 上升，反之，顺时针方向转动时，钢丝绳将抓斗下降。三、机械式负荷限制器图1的左中部用细实线勾画的和图4中所画的弹簧筒式的机械负荷限制器13、14、15、16、17、18，与其左方用粗实线勾画的长轴式力传动轴，焊接着三个不同角度的长短臂，其中有二个臂端安装有二个滑轮，分别通过主、副绳卷筒1、2的二根钢丝绳，另一个为细实线所画的长臂与弹簧筒体的上端部相连接。当抓斗中抓满物料上升时，主、副钢丝绳经二个滑轮传力到长轴上使其向顺时针方向旋转，经长臂向下压缩弹簧，使安装在弹簧筒体13底部的轮辐式传感器受压力产生与抓斗中负荷成一定比例的电信号，原设备在弹簧体的外表面上焊接一个撞块，在一定的弹簧压缩距上装有一个行程开关，当抓斗在最大负荷时，筒体上的撞块使行程开头动作，切断抓斗提升的电路，从而达到了限制负荷的保安全作用。该部分未在图1中画示。仅画出了增加的称重作用的轮幅式传感器、叉形头和锁轴17。四、称重机构的作用原理在主、副钢丝绳卷筒1、2的非动力传动轴的另一轴端是一个轴承支承架，其中由四个部分组成，（参阅图1、2、3）轴承座3（4）、平板式传感器5（6）、支承基座7（8）、底架12和机械防护结构37（38）。二个平板式传感器5、6与上述机械式负荷限制器弹簧筒体底部所安装的一个轮辐式传感器14组成一个三位一体的主称重结构。当门座式起重的抓斗在下降过程中落到料堆上，并操作挖料及上升抓斗时，抓斗中的物料即为负荷，主副钢丝绳卷筒1、2逆时针旋转使抓斗上升所产生的拉力作用在二个平板式传感器上，以及该拉力经两个滑轮传动至机械负荷限制器的长轴上，使长臂压缩弹簧将拉力传递到轴辐式传感器上，从而使这三个力传感器承力产生三个与拉力成一定比例关系的电信号，综合和平衡这三个电信号（摸拟量）经放大，A/D转换产生了与重量成正比的重量值，这就是门座式起重机抓斗动态电子秤的所谓三位一体化称重原理。五、非按触式磁控自动检测机构 在主副钢丝绳卷筒1、2逆时针方向旋转时使抓斗负荷由低端向上提升，在抓斗上升的过程中负荷的重力加速度以及钢丝绳经多个滑轮所产生的摩擦力等均是一个变量，这些变量与抓斗负荷的真值应予区分并予剔除，方能得出抓斗负荷的实际重量值。通过安装在主副钢丝绳卷筒1、2与轴承座3、4上的二套非接触式磁控检测机构20（21）、22（23）、24就可以自动地检测出2根钢丝绳上升的速度，并通过计数器确定出抓斗负荷所处的高度位置，从而可以计算出抓斗负荷上升时所产生的重力加速度和各条钢丝绳所产生的摩擦力，同时通过计数值可以准确确定出抓斗负荷的高端采样点位置高度H以及确定出抓斗放料后在下降过程中对抓斗和钢丝绳产生的毛重进行去皮重（置零）的低端置零点位置高度L，H、L点一旦选定，在整个抓斗作业过程中，这二套检测机构便可按主程序进行自控运行。六、变幅机构的自控检测如前所述，门机在装卸不同吨位的货轮时，要进行变幅（距）伸缩吊臂方可作业，在长度方向进行变距，也即改变了吊臂的长度和角度。在长力臂作业时，抓斗负荷以及钢丝绳所产生的摩擦力均比在短力臂作业时大得多，这就造成了抓斗负荷的严重失准。为了消除这种粗大误差，在门机变幅机构27、28上安装了一套非接触式磁控计数器29、30、32（参阅图5）。由于变幅机构中的直齿条28所伸缩的距离与吊臂伸缩的长度方向的距离存在着一定的比例关系，如1：5，即直齿条推出1m，吊臂伸展的距离为5m。因此在直齿条的辐板上按一定的间距均布磁钢块，通过磁控头在直齿条推拉过程中对磁钢块数量的检测便可计算出吊臂伸展或收缩的实际长度距离，从而可以对这变距进行自动补偿，确保抓斗负荷在不同吊臂长及角度下的真实荷重，达到一定的计量准确度。 图1 图2 图3 图4 图5