圓筒吊及附著吊副鉤提速方法
【專利摘要】一種圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，首先根據(jù)吊機實際配置及參數(shù)情況，確定提高吊裝速度的方向和目標值，然后根據(jù)所確定的起升速度方向和目標值對變頻器參數(shù)進行設置，同時利用傳感器獲取起吊的負載信號，并通過通訊線將起吊的負載信號傳輸至變頻器，變頻器識別負載信號后，自動調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)負載變化自動識別，并通過增加頻率來實現(xiàn)帶載提速，實現(xiàn)起升速度提升的變頻控制。
【專利說明】圓筒吊及附著吊副鉤提速方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種塔式起重機起升機構及其起升方式的改進，尤其是指一種動臂式起重機的圓筒吊及附著吊副鉤起升提速方法，屬建筑設備【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
動臂式塔機(即俯仰臂架塔機)是一種塔身豎立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機械。從工業(yè)建筑到民用建筑，從造船廠到港口碼頭，從鋼結構建筑到電站建設，動臂式塔機都發(fā)揮了巨大的作用，在工業(yè)與民用建筑施工中是完成預制構件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設備。
[0003]附臂吊及圓筒吊也屬于動臂式塔機的一個系列，現(xiàn)有仍普遍在火電安裝施工項目擔任機組主力吊裝機械，但是由于附臂吊及圓筒吊系列的動臂式吊機，所采用的是小車變幅/動臂變幅的混合體結構，變幅速度及起升速度較低，在一定程度的影響了施工效率，增加了大型機械施工成本。隨著國內(nèi)電力建設行業(yè)的競爭越來越激烈，不斷提高施工效率是贏得市場，獲得利潤的重要條件之一，因此很有必要對此加以改進。
[0004]通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術的專利文獻報道，與本發(fā)明相關的主要有以下幾個:
1、專利號為CN201020544001.X，名稱為“吊臂可以拆臂拆除的動臂式塔機”的發(fā)明專利，該專利公開了一種吊臂可以拆臂拆除的動臂式塔機，它包括:基礎底座(I)、固定在基礎底座(I)上的塔身(2)，在塔身(2)上部連接有回轉(zhuǎn)機構(3)，在回轉(zhuǎn)機構(3)上分別安裝有A形塔(4)、吊臂(5)、司機室(6)、平衡重(7)、起升卷揚機(8)、變幅卷揚機(9)，其中吊臂(5)根部鉸接在回轉(zhuǎn)機構(3)的兩側(cè)，吊臂(5)頭部通過拉索和籠頭(10)與A形塔(4)頂部的滑輪組(11)通過鋼絲繩連接。。
[0005]2、專利號為CN201020544014.7，名稱為“內(nèi)爬式和外爬式的動臂式塔機”的發(fā)明專利，該專利公開了一種內(nèi)爬式和外爬式的動臂式塔機，它包括:基礎預埋件(I)、塔身
(2)，塔身(2)下端安裝的內(nèi)爬升頂升結構(3)，塔身(2)上端安裝的外爬升頂升結構(4)，在塔身(2)上端連接有回轉(zhuǎn)機構(5)，在回轉(zhuǎn)機構(5)上固定連接有平衡臂(6)、A形塔(7)、吊臂(8)、司機室(9)，在平衡臂(6)上安裝有動力裝置(10)，起升卷揚機(11)、變幅卷揚機
(12)，吊臂⑶根部鉸接在回轉(zhuǎn)機構(5)的兩側(cè)，吊臂⑶頭部通過拉索和籠頭(13)與A形塔(7)頂部的滑輪組(14)通過鋼絲繩連接。
[0006]3、專利號為CN201110372124.9，名稱為“動臂式塔機I和2倍率吊鉤半自動轉(zhuǎn)換裝置”的發(fā)明專利，該專利公開了一種動臂式塔機I和2倍率吊鉤半自動轉(zhuǎn)換裝置。包括夾板(I)、滑輪(2)、軸(3)、平衡重塊(4)、吊鉤(5)，滑輪(2)通過軸(3)裝配在兩塊夾板之間，兩塊夾板通過螺栓將平衡重塊(4)固定在兩夾板之間，平衡塊不與滑輪相接觸，吊鉤
(5)掛在滑輪(2)之下。一倍率換二倍率時，將吊鉤升到臂端，然后卸下平衡塊，將繩子一端固定到起重臂端的防扭裝置上，吊鉤轉(zhuǎn)為二倍率狀態(tài)。二倍率換一倍率時，將吊鉤降至地面，安裝平衡塊，從防扭裝置上取下鋼絲繩，固定在吊鉤上。
[0007]4、專利號為CN200720026287.0，名稱為“動臂式塔式起重機平衡重自適應調(diào)節(jié)裝置”的發(fā)明專利，該專利公開了一種動臂式塔式起重機平衡重自適應調(diào)節(jié)裝置。它是在起重臂上鉸接一連桿，連桿的另一端與搖桿鉸接，搖桿中部與平衡臂鉸接，另一端聯(lián)結平衡重框架，由起重臂、連桿、搖桿和平衡臂組成一鉸鏈四桿機構，起重臂即為主動連架桿，搖桿為從動連架桿，平衡臂為機架，當起重臂做俯仰動作時，搖桿繞其與平衡臂聯(lián)結的鉸鏈搖動，平衡重的位置隨搖桿的搖動而改變，從而實現(xiàn)對平衡重的自適應調(diào)節(jié)。
[0008]5、專利號為CN200810114263.X，名稱為“動臂式組塔專用塔式起重機”的發(fā)明專利，該專利公開了一種動臂式組塔專用塔式起重機，其中，固定支腳1、標準節(jié)2、頂升用內(nèi)塔節(jié)6相連成塔身，頂升用內(nèi)塔節(jié)上設起升用內(nèi)塔節(jié)9，其上設回轉(zhuǎn)總成17鉸接該起重臂10并設變幅機構16，其中卷揚機19與起重臂間連接變幅拉繩12，使起重臂可在豎直平面內(nèi)15°?89°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；在起升用內(nèi)塔節(jié)上設起升機構8，其中卷揚機與起重臂上的吊鉤滑輪組11間連接鋼絲繩。當起重機以內(nèi)附著形式工作過程中需要拆除時，通過變幅機構將起重臂上揚89°角，使起重臂從塔最上端的窗口通過，而從鐵塔中間自行落下；起升機構8位于塔身上，可使起重工作行程縮短以提高施工效率，塔身上還可設拆塔用吊架，其可方便拆卸起重機。
[0009]上述這些專利雖說都涉及到了一些動臂式塔機的改進，但都沒有涉及到如何提高起重機的起升速度，因此如何提高附臂吊及圓筒吊的起升速度仍是一個困擾附臂吊及圓筒吊的重要問題，有待進一步加以改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的就是根據(jù)目前附臂吊及圓筒吊的起升速度慢，影響工作效率的不足，提供一種附臂吊及圓筒吊的起升速度改變的方法及裝置。
[0011]根據(jù)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提出的技術方案是:一種圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，首先根據(jù)吊機實際配置及參數(shù)情況，確定提高吊裝速度的方向和目標值，然后根據(jù)所確定的起升速度方向和目標值對變頻器參數(shù)進行設置，同時利用傳感器獲取起吊的負載信號，并通過通訊線將起吊的負載信號傳輸至變頻器，變頻器識別負載信號后，自動調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)負載變化自動識別，并通過增加頻率來實現(xiàn)帶載提速，實現(xiàn)起升速度提升的變頻控制。
[0012]進一步地，所述的電動機額定電壓為380V，變頻范圍為I?10Hz ;變頻調(diào)速控制方式為I?50Hz為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50?10Hz為恒功率調(diào)速。
[0013]進一步地，所述的起升速度方向和目標值為副起升機構起升速度達到:額定載荷下I?20m/min,輕載10?40m/min。輕載部分需利用變頻電動機的特性,在50?10Hz為恒功率調(diào)速，提高變頻頻率，進而提高起升速度，但轉(zhuǎn)矩有所下降，負荷有所減少。
[0014]進一步地，所述的負載信號經(jīng)PLC程序處理后傳至變頻器，當PLC檢測到重載或輕載信號后，會輸出相應的指令到變頻器，變頻器根據(jù)指令做出相對應的頻率輸出，實現(xiàn)變頻控制。
[0015]進一步地，所述的變頻控制的變頻器根據(jù)異步電動機的額定電流來選擇，或者根據(jù)異步電動機實際運行中的電流值(最大值)來選擇，通常令變頻器的額定電流3(1.05?1.10)電動機的額定電流或電動機實際運行中的最大電流。
[0016]進一步地，所述的變頻器選用PG卡矢量控制模式，實現(xiàn)電機與變頻器的閉環(huán)控制；即采用PG卡加旋轉(zhuǎn)編碼器對電機與變頻器的閉環(huán)控制，變頻器輸出的頻率，電流所有信息傳遞至電機，加在電機端的旋轉(zhuǎn)編碼器上，隨時檢測電機的運行狀態(tài)，并發(fā)送高速脈沖信號至變頻器，變頻器會隨時檢測自身輸出的信號是否與電機反饋的信號一致，更好地保護變頻器自身，防止出現(xiàn)電機超速溜鉤，過力矩現(xiàn)象。
[0017]進一步地，所述的電機上安裝了超速保護接點，防止副鉤快速下降時溜鉤等現(xiàn)象的發(fā)生；故對變頻器提速起到了很好的保護作用。
[0018]進一步地，所述的變頻器利用力矩裝置送出的輕載時閉合觸點來控制PLC上的輸入點是否有效，來控制變頻器的輸出，防止操作人員有時在重載情況下操作快速動作，故變頻器只在輕載運行時高速頻率有效。
[0019]進一步地，所述的變頻器最高頻率為70Hz輸出，并在變頻器內(nèi)設置增益端子，保證了無論主令頭如何動作，對應的變頻器增益端子電位始終在0-7.5V范圍內(nèi)變化或變頻器內(nèi)部對其進行調(diào)整，從而保證了在重載情況下電機始終為恒力矩區(qū)域內(nèi)工作，避免出現(xiàn)超出恒力矩控制區(qū)而進入恒功率工作區(qū)。
[0020]進一步地，所述的變頻器在高速頻率輸出時，電機也相應地超出了工頻運行，在變頻器內(nèi)部參數(shù)的載波頻率及加減速時間，直流制動時間作相應地調(diào)整設置，防止變頻提速對電機的旋轉(zhuǎn)噪音及電機的制動效果帶來地影響。變頻器的載波頻率與加減速時間是根據(jù)機構原件基本特性匹配，再根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行調(diào)試而最終設置確定的。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明利用變頻調(diào)速，根據(jù)吊機的參數(shù)設定起升速度方向和目標值，并通過變頻器根據(jù)負載信號確定起升的速度，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)頻率，可有效提高圓筒吊及附著吊副鉤的起升速度，提高副鉤效率30%以上。

【具體實施方式】
[0022]下面將結合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0023]實施例一
一種圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，首先根據(jù)吊機實際配置及參數(shù)情況，確定提高吊裝速度的方向和目標值，然后根據(jù)所確定的起升速度方向和目標值對變頻器參數(shù)進行設置，同時利用傳感器獲取起吊的負載信號，并通過通訊線將起吊的負載信號傳輸至變頻器，變頻器識別負載信號后，自動調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)負載變化自動識別，并通過增加頻率來實現(xiàn)帶載提速，實現(xiàn)起升速度提升的變頻控制。
[0024]進一步地，所述的電動機額定電壓為380V，變頻范圍為I?10Hz ;變頻調(diào)速控制方式為I?50Hz為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50?10Hz為恒功率調(diào)速。
[0025]進一步地，所述的起升速度方向和目標值為副起升機構起升速度達到:額定載荷下I?10m/min,輕載10?40m/min。輕載部分需利用變頻電動機的特性,在50?10Hz為恒功率調(diào)速，提高變頻頻率，進而提高起升速度，但轉(zhuǎn)矩有所下降，負荷有所減少。
[0026]進一步地，所述的負載信號經(jīng)PLC程序處理后傳至變頻器，當PLC檢測到重載或輕載信號后，會輸出相應的指令到變頻器，變頻器根據(jù)指令做出相對應的頻率輸出，實現(xiàn)變頻控制。
[0027]進一步地，所述的變頻控制的變頻器根據(jù)異步電動機的額定電流來選擇，或者根據(jù)異步電動機實際運行中的電流值(最大值)來選擇，通常令變頻器的額定電流>(1.05?1.10)電動機的額定電流或電動機實際運行中的最大電流。
[0028]進一步地，所述的變頻器選用PG卡矢量控制模式，實現(xiàn)電機與變頻器的閉環(huán)控制；即采用PG卡加旋轉(zhuǎn)編碼器對電機與變頻器的閉環(huán)控制，變頻器輸出的頻率，電流所有信息傳遞至電機，加在電機端的旋轉(zhuǎn)編碼器上，隨時檢測電機的運行狀態(tài)，并發(fā)送高速脈沖信號至變頻器，變頻器會隨時檢測自身輸出的信號是否與電機反饋的信號一致，更好地保護變頻器自身，防止出現(xiàn)電機超速溜鉤，過力矩現(xiàn)象。
[0029]進一步地，所述的電機上安裝了超速保護接點，防止副鉤快速下降時溜鉤等現(xiàn)象的發(fā)生；故對變頻器提速起到了很好的保護作用。
[0030]進一步地，所述的變頻器利用力矩裝置送出的輕載時閉合觸點來控制PLC上的輸入點是否有效，來控制變頻器的輸出，防止操作人員有時在重載情況下操作快速動作，故變頻器只在輕載運行時高速頻率有效。
[0031]進一步地，所述的變頻器最高頻率為70Hz輸出，并在變頻器內(nèi)設置增益端子，保證了無論主令頭如何動作，對應的變頻器增益端子電位始終在0-7.5V范圍內(nèi)變化或變頻器內(nèi)部對其進行調(diào)整，從而保證了在重載情況下電機始終為恒力矩區(qū)域內(nèi)工作，避免出現(xiàn)超出恒力矩控制區(qū)而進入恒功率工作區(qū)。
[0032]進一步地，所述的變頻器在高速頻率輸出時，電機也相應地超出了工頻運行，在變頻器內(nèi)部參數(shù)的載波頻率及加減速時間，直流制動時間作相應地調(diào)整設置，防止變頻提速對電機的旋轉(zhuǎn)噪音及電機的制動效果帶來地影響。變頻器的載波頻率與加減速時間是根據(jù)機構原件基本特性匹配，再根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行調(diào)試而最終設置確定的。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明利用變頻調(diào)速，根據(jù)吊機的參數(shù)設定起升速度方向和目標值，并通過變頻器根據(jù)負載信號確定起升的速度，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)頻率，可有效提高圓筒吊及附著吊副鉤的起升速度，提高副鉤效率30%以上。本發(fā)明主要有以下幾個方面的特點:
(I)大型塔式起重機起升機構電動機是起重及冶金專用變頻調(diào)速三相異步電動機，具有較大的過載能力和較高的機械強度，適合短時斷續(xù)運轉(zhuǎn)、頻繁起動和制動及正反轉(zhuǎn)。其電動機額定電壓為380V，變頻范圍為I?10Hz。變頻調(diào)速控制方式為I?50Hz為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50?10Hz為恒功率調(diào)速。
[0034](2)根據(jù)電力拖動知識及相關公式可知，要想實質(zhì)上提升副鉤起升速度，在保證輸出功率，轉(zhuǎn)矩的情況下，需提高電動機的功率，減小減速器的速比，而相應的部件也必須做相應改變。以這個原則對現(xiàn)有的副起升機構做相應的改造，使其起升速度達到:額定I?20m/min,輕載10?40m/min。輕載部分需利用變頻電動機的特性，在50?10Hz為恒功率調(diào)速，提聞變頻頻率，進而提聞起升速度，但轉(zhuǎn)矩有所下降，負荷有所減少；
(3)在原副起升機構電氣系統(tǒng)基礎上進行二次設計及電氣參數(shù)重新設置，改造以增加頻率來實現(xiàn)帶載提速。通過改變變頻器參數(shù)，根據(jù)負載情況，由重量傳感器傳回參數(shù)至變頻器，變頻器根據(jù)負載大小自動選擇合適的起升及下降速度，達到提高吊裝效率的目的；
(4)重新對FZQ-1250圓筒吊及FZQ2400附著吊變頻器參數(shù)設置，同時增加通訊線將負載信號傳輸至變頻器，變頻器識別負載信號后，自動調(diào)節(jié)頻率，提高副鉤效率；
(5)FZQ2000Z副鉤功率較低，起升速度較慢，在原有副鉤起升卷揚機不更換的前提下，通過更換大功率變頻器、電機，降低減速器速比，達到副鉤提速的目的；
(6)圓筒吊副鉤采用單鉤形式，速度不宜過快，因此我們僅在原基礎上進行了電氣參數(shù)重新設置，改造以增加頻率來實現(xiàn)帶載提速，實現(xiàn)根據(jù)負載變化自動識別，從提高了輕載狀況下的起升速度，起升較原速度提高了 30%，F(xiàn)ZQ2400同樣只對電氣參數(shù)進行了重新設置，在保證安全的前提下副鉤起升速度提高了 30%。
[0035]很顯然，本申請所列舉的實施例只是為了對本發(fā)明的原理和結構做進一步描述所列舉的幾個實例，任何依據(jù)本發(fā)明的原理構思所做的一些改進都應屬于本發(fā)明所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:首先根據(jù)吊機實際配置及參數(shù)情況，確定提高吊裝速度的方向和目標值，然后根據(jù)所確定的起升速度方向和目標值對變頻器參數(shù)進行設置，同時利用傳感器獲取起吊的負載信號，并通過通訊線將起吊的負載信號傳輸至變頻器，變頻器識別負載信號后，自動調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)負載變化自動識別，并通過增加頻率來實現(xiàn)帶載提速，實現(xiàn)起升速度提升的變頻控制。
2.如權利要求1所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的電動機額定電壓為380V，變頻范圍為I?10Hz ;變頻調(diào)速控制方式為I?50Hz為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，50?10Hz為恒功率調(diào)速。
3.如權利要求1所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的起升速度方向和目標值為副起升機構起升速度達到:額定載荷下O?20m/min,輕載O?40m/min ;輕載部分需利用變頻電動機的特性，在50?10Hz為恒功率調(diào)速，提高變頻頻率，進而提高起升速度，但轉(zhuǎn)矩有所下降，負荷有所減少。
4.如權利要求2或3所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的負載信號經(jīng)PLC程序處理后傳至變頻器，當PLC檢測到重載或輕載信號后，會輸出相應的指令到變頻器，變頻器根據(jù)指令做出相對應的頻率輸出，實現(xiàn)變頻控制。
5.如權利要求2或3所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的變頻控制的變頻器根據(jù)異步電動機的額定電流來選擇，或者根據(jù)異步電動機實際運行中的電流值(最大值)來選擇，通常令變頻器的額定電流>(1.05?1.10)電動機的額定電流或電動機實際運行中的最大電流。
6.如權利要求5所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的變頻器選用PG卡矢量控制模式，實現(xiàn)電機與變頻器的閉環(huán)控制；即采用PG卡加旋轉(zhuǎn)編碼器對電機與變頻器的閉環(huán)控制，變頻器輸出的頻率，電流所有信息傳遞至電機，加在電機端的旋轉(zhuǎn)編碼器上，隨時檢測電機的運行狀態(tài)，并發(fā)送高速脈沖信號至變頻器，變頻器會隨時檢測自身輸出的信號是否與電機反饋的信號一致，更好地保護變頻器自身，防止出現(xiàn)電機超速溜鉤，過力矩現(xiàn)象。
7.如權利要求6所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的電機上安裝了超速保護接點，防止副鉤快速下降時溜鉤等現(xiàn)象的發(fā)生；故對變頻器提速起到了很好的保護作用。
8.如權利要求7所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的變頻器利用力矩裝置送出的輕載時閉合觸點來控制PLC上的輸入點是否有效，來控制變頻器的輸出，防止操作人員有時在重載情況下操作快速動作，故變頻器只在輕載運行時高速頻率有效。
9.如權利要求2或3所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的變頻器最高頻率為70Hz輸出，并在變頻器內(nèi)設置增益端子，保證了無論主令頭如何動作，對應的變頻器增益端子電位始終在0-7.5V范圍內(nèi)變化或變頻器內(nèi)部對其進行調(diào)整，從而保證了在重載情況下電機始終為恒力矩區(qū)域內(nèi)工作，避免出現(xiàn)超出恒力矩控制區(qū)而進入恒功率工作區(qū)。
10.如權利要求2或3所述的圓筒吊及附著吊副鉤提速方法，其特征在于:所述的變頻器在高速頻率輸出時，電機也相應地超出了工頻運行，在變頻器內(nèi)部參數(shù)的載波頻率及加減速時間，直流制動時間作相應地調(diào)整設置，防止變頻提速對電機的旋轉(zhuǎn)噪音及電機的制動效果帶來地影響。
【文檔編號】B66C13/22GK104261259SQ201410517620
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】楊建平, 伍友平, 呂強, 歐陽德, 周志高, 陳林 申請人:中國能源建設集團湖南省火電建設公司