用于调整动臂变幅塔式起重机载荷的方法和装置

摘要

对载荷的调整是通过与对起重机的平衡臂系杆所受的力的测量相结合的预定载荷图来实现的。根据与起重臂的位置相关的起重机的幅度(P)，轮流使用至少两条单独的载荷曲线，以在最小幅度(Pm)和中间幅度(PO)之间使用第一载荷曲线(B)，在中间幅度和最大幅度(PM)之间使用与较大的载荷力矩相对应的至少一条另外的载荷曲线(C)。

说明书

技术领域

本发明一般涉及动臂变幅塔式起重机(luffing jib tower crane)。更特别地，本发明涉及一种用于调整动臂变幅塔式起重机载荷的方法，还涉及一种用于实现这种方法的装置。

背景技术

附图中的图1用图解法示出了一种动臂变幅塔式起重机。这种起重机在由其竖直轴z代表的桅杆(mast)的顶部包括一个围绕该z轴旋转的装置，该装置包括摆动的起重臂(luffing jib)2、承载平衡锤4的平衡臂(counter jib)3、撑杆5以及平衡臂系杆(tie bar)6。平衡臂3的固定长度由d表示，同时取决于起重臂2倾角α的起重机的幅度(radius)由P表示。

为了发挥作用，这种动臂变幅起重机需要与一个载荷图一起使用，即，使最大起重载荷与起重臂2的各个倾角α或者与各个相应的幅度P相关联，特别是考虑到起重机的系统耐受力和稳定性。

这种载荷图是根据起重机的稳定性、桅杆的耐受力以及旋转装置的转盘(slewing ring)的耐受力条件而创建的。这些条件要求不能超过因提起的载荷及起重臂2的重量所引致的扭矩(该扭矩相对于桅杆的纵轴z为定值)。

为了检查与定值扭矩相关的条件，最简单的方法包括使用测力计7或用于测力的等效装置测量平衡臂系杆6的受力。因此利用测力计7检查平衡臂系杆6上的张力不超过设定值是必要的。

测力计7中取决于载荷力矩M的力F的变化可以由以下公式表达：

F＝M/d

如果载荷力矩是载荷与幅度P的乘积，则上述公式将变为：

F＝P×载荷/d

或者，如果载荷由幅度来表示，则有：

载荷＝(F×d)/P

图4中的曲线A示出了相应于后一公式的理论载荷图，这条理论曲线A示出了由幅度P决定的待被提起的载荷。

尽管如此，为了使施加在平衡臂系杆6上的力实际上如上面所考虑的那样与起载荷力矩成比例，无论起重臂2在什么位置，都有必要使起重臂2、平衡臂3和撑杆5汇集于一点。由于结构的原因，技术上难于将这三种组件铰接在位于桅杆的z轴上的同一点处，因而起重机的结构将受到这样的限制，即，起重臂2、平衡臂3及撑杆5的枢轴点如图2中的P1和P2所表示的那样是分开的。

在相应于实际情况的这些条件下，对于给定的幅度和载荷，在平衡臂系杆6中测得的力与上述理论示例有所不同。

在这种情况下，测力计中取决于载荷力矩M的力F的变化可表达为：

F＝[M×(L2/L1)]/d

或者，如果载荷由幅度P来表示，则有：

载荷＝[F×d×(L1/L2)]/P

或者有：

载荷＝(L1/L2)[(F×d)/P]

在这种情况下，对于给定幅度P而言，可允许的载荷将是上述理论示例中的载荷乘以长度L1和L2之间的比率L1/L2，这两个长度是分别距铰接点P1和P2测得的。这种关系由图4载荷图中的曲线B说明。

在这种情况下，载荷取决于比率L1/L2，由于长度L1和L2依照幅度P而变化，因而该比率自身为可变的比率。特别对于小幅度而言，也就是对于提升得较高的起重臂2来说，如图2所示的那样有L2＜L1。

相反，对于大幅度而言，即对于提升较低的起重臂2来说，如图3所示的那样有L2＞L1。

结果，对于给定的载荷力矩M而言，相对于幅度P处于最小(起重臂升高)时的情况，当幅度P处于最大(起重臂降低)时测力计测得的力是较大的。换言之，最大幅度时的允许载荷将小于起重机能够完全安全地提升的载荷。

换句话说，当考虑到图4的载荷图时，可观察到曲线B总是低于理论曲线A，因而对于给定的幅度P而言，曲线B的载荷较小。所以起重机不能完全发挥其全部的潜力，尤其是在最大幅度下的载荷小于它能够承担的载荷。

为了描述上述技术状态，此处参照美国专利5263597，该专利示出了一种可作为塔式起重机的动臂变幅起重机，但该起重机不具有平衡臂，而只具有将起重臂的端部连接至撑杆的系杆以及位于臂系杆上用于测量该系杆所受力的测力计或测力装置。通过将按照这种方式进行的测力与预定的载荷图相结合，就可以允许按照本例所述的那样实现对动臂变幅起重机的载荷的调整。

具有伸缩臂的起重机也是公知的，特别是非塔式起重机的卡车起重机，为该起重机使用的各种载荷曲线取决于伸缩臂的延伸状态-可参见例如美国专利4039084。但是，它并不与上述特别针对动臂变幅塔式起重机的特定问题相符。

发明内容

从上述描述的内容出发，本发明旨在使动臂变幅塔式起重机的载荷图最佳化，以便在无论幅度如何的情况下都能最大限度利用起重机系统。

为此，本发明实质上提供了这样一种调整动臂变幅塔式起重机的载荷的方法，该方法利用了一种与对起重机的平衡臂系杆所受的力的测量相结合的预定载荷图，其特征在于，根据与起重臂位置相关的起重机的幅度，轮流使用至少两条单独的载荷曲线，以在最小幅度和中间幅度之间使用第一载荷曲线，在中间幅度和最大幅度之间使用相应于较大载荷力矩的至少一条另外的载荷曲线。

附图说明

图1的示意图示出了一种常规的动臂变幅塔式起重机；

图2的示意图示出了起重臂处于较高位置时的动臂变幅塔式起重机；

图3的示意图示出了起重臂处于较低位置时的动臂变幅塔式起重机；

图4的载荷图示出了根据本发明一个实施例所述的待使用的各载荷曲线。

具体实施方式

在作为本发明一个主题的一个方法的优选实施例中，上述在中间幅度和最大幅度之间使用的另一条载荷曲线是通过上述在最小幅度和中间幅度之间使用的第一载荷曲线的相似变换(homothetic transformation)而获得的曲线。

因而，从原则上讲，本发明在于建立一条载荷曲线C(见图4)，其理论转矩大于上述载荷曲线B的转矩，并特别地由曲线B通过相似变换而得到，两条曲线B和C被轮流使用。更具体地讲，载荷曲线的变化由图表确定，且在曲线C与曲线A的交叉点上实现，以免将起重机置于危险之中：曲线B用于最小幅度Pm和中间幅度PO之间，曲线C用于中间幅度PO和最大幅度PM之间。

本发明的主题还在于提供一种用于实现上述方法的调整动臂变幅塔式起重机的载荷的装置。该装置使用与起重机的平衡臂系杆相关联的至少一个测力计或等效测力装置来测量该系杆所受的力；根据本发明，在数量上至少为一个的测力计或等效测力装置配备有：用于第一力的触发装置，该第一力相应于在最小幅度和中间幅度之间使用的第一载荷曲线；用于大于上述第一力的至少一个另外的力的触发装置，该至少一个另外的力相应于在中间幅度和最大幅度之间使用的至少一条另外的载荷曲线；以及设置用于检测起重臂通过相应于中间幅度的位置的装置。

在该装置的一个实施例中，测力计配有被触发用于比第一载荷曲线相应的力大的力的第一开关，和被触发用于比至少一个另外的载荷曲线相应的力大的力，即比触发第一开关的力大的力的至少一个另外的开关。特别地，测力计7可配有两个开关I1和I2，第一开关I1用于较小的幅度，第二开关I2则用于直至最大幅度(PM)的较大的幅度，这些开关在起重臂通过与上述中间幅度(PO)相对应的位置时被切换。

为了检测起重臂通过与该中间幅度相对应的位置，一种可能性包括在摆动的起重臂的绞盘(hoist)上设置用于对其鼓轮的转数进行计数的装置，以及关闭由预定数目的转数触发的“行程终止(end of travel)”型开关的装置，该预定数目的转数与起重臂通过所述中间幅度相对应。

如在下文中所定义的那样，以下情况将不会构成对于本发明范围的偏离：

-在起重机上配备两个单独的测力计，这些测力计分别被触发以用于两个载荷曲线，从而用来替代配有两个开关的一个单独的测力计；

-不将测力计置于平衡臂系杆6上而是将其置于撑杆5上，此举构成了一个等同的解决方案，因为撑杆中的力是与平衡臂系杆中的力成比例的；

-使用三个或更多的载荷曲线部分，来替代两条曲线；

-使用任何能够检测摆动的起重臂通过中间幅度(它将导致从一条载荷曲线转至另一条)的装置。