一种履带式起重机自平衡系统的制作方法

本发明属于工程机械领域，涉及一种起重机稳定性调节系统，具体涉及一种履带式起重机自平衡系统。

背景技术：

现在履带式起重机支腿只是安装和拆卸主机时才使用，安装完毕工作状态下不使用支腿，原主机拆装用支腿支撑面小，两条履带组成的支撑面较大，因此使用时靠两条履带接触地面。对于双机抬吊场合及场地环境允许的重要吊装场合，原主机的整机稳定性往往是整个吊装体系的薄弱环节；在一些极端情况如大风大雨或者地基不均匀沉降情况下，整机存在倾翻的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提高履带式起重机在起吊工作时稳定性，增加作业环境，减少倾覆的风险。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种履带式起重机自平衡系统，其特征在于：包括plc控制器、活动配重、配重调整模块和设于履带架四周外侧的至少三个扩展支腿，所述配重调整模块包括横向滑轨和纵向滑轨，所述纵向滑轨固定安装在履带式起重机的主机车体上部，横向滑轨通过纵向直线运动驱动装置安装在纵向滑轨上，所述活动配重通过横向直线运动驱动装置安装在横向滑轨上，纵向直线运动驱动装置和横向直线运动驱动装置均通过plc控制器控制，多个扩展支腿对称分布于履带架四周，所述扩展支腿包括水平部分和竖直部分，水平部分与履带架相连，竖直部分为可伸缩支撑，所述可伸缩支撑内设有监测其承压压力的压力传感器，主机车体上部还设有检测其相对于主机车体下部旋转角度的位置传感器，所述位置传感器检测到的角度信号和每个扩展支腿的压力传感器信号均接入plc控制器，plc控制器通过每个扩展支腿的承受压力和主机车体上部相对于主机车体下部旋转角度来调整活动配重位置，达到履带式起重机自平衡的目的。

作为改进，所述扩展支腿的水平部分为水平液压缸，竖直部分为竖直液压缸，所述压力传感器设于竖直液压缸的无杆腔油路内。

作为改进，所述扩展支腿的水平部分与履带架采用可拆卸相连，所述水平液压缸和竖直液压缸连接履带式起重机底部的液压系统。

作为改进，所述竖直液压缸的油路设有用于锁定液压缸伸缩的双向液压锁。

作为改进，所述纵向直线运动驱动装置和横向直线运动驱动装置均为液压缸结构，其两者液压缸的油路均与履带式起重机油路系统相连。

作为改进，所述横向滑轨和纵向滑轨均采用两个平行工字钢制成。

作为改进，所述纵向滑轨底部与主机车体上部之间设有加强筋板。

作为改进，所述扩展支腿的竖直液压缸的底部设有用于切断起重机行走操作的行程开关，所述行程开关信号接入plc控制器，通过plc控制器切断起重机行走操作的油路。

作为改进，所述扩展支腿有4个，4个扩展支腿对称分布于履带架两侧。

本发明的有益效果是：

1、本发明在原起重机结构之外再设一临时支撑系统，加强了设备整体的稳定性。对于大件和超高吊装作业，加强了吊装系统对地基不均匀沉降的抵抗能力；对于大风大雨期间停置的起重机械的防风抗倾翻能力也能得到加强。

2、临时扩展支腿内部设压力传感器，对压力进行监控，利用扩展支腿压力值(左右对比，前后对比)控制车体活动配重的移动方向和行程，使各扩展支腿负载接近均衡。

3、辅助的安全性的设置(如禁止行走)，保障了扩展支腿系统的安全性。

4、大大加强整机的稳定性，对于双机抬吊场合及场地环境允许的重要吊装场合，可以使用本工装，提高安全性。大风或大雨期间起重机处于停置状态，也可以应用本工装。

附图说明

图1为主机下部与扩展支腿布置图。

图2为扩展支腿结构示意图。

图3为扩展支腿控制油路示意图。

图4为主机车体上部偏转0°时扩展支腿与活动配重位置关系图。

图5为主机车体上部偏转90°时扩展支腿与活动配重位置关系图。

图6为主机车体上部偏转180°时扩展支腿与活动配重位置关系图。

图7为主机车体上部偏转270°时扩展支腿与活动配重位置关系图。

图8为主机车体上部偏转一般夹角时扩展支腿与活动配重位置关系图。

图9为配重调整模块俯视示意图。

图10为配重调整模块侧视图。

图11为配重调整模块液压回路示意图。

图12为活动配重前后左右移动控制框图。

附图标记：1-主机车体下部，2-回转支承，3-主机安拆支腿液压缸，4-主机安拆支腿支架，5-履带架，7-扩展支腿尾节，8-扩展支腿基本节，9-扩展支腿伸展节，10-竖直液压缸，11-水平液压缸，12-压力传感器，13-行程开关，14-双向液压锁，15-手动换向阀一，16-手动换向阀二，17-主机车体上部，18-纵向滑轨，19-横向滑轨，20-纵向调整液压缸，21-横向调整液压缸，22-活动配重，23-加强筋板，24-电磁换向阀一，25-电磁换向阀二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行举例说明

如图1至图11所示，一种履带式起重机自平衡系统，包括plc控制器、活动配重22、配重调整模块和设于履带架5四周外侧的4个扩展支腿，所述配重调整模块包括横向滑轨19和纵向滑轨18，所述纵向滑轨18固定安装在履带式起重机的主机车体上部17，横向滑轨19通过纵向调整液压缸20安装在纵向滑轨18上，纵向调整液压缸20驱动横向滑轨19在纵向滑轨18上前后移动；所述活动配重22通过横向调整液压缸21安装在横向滑轨19上，通过横向调整液压缸21驱动活动配重22在横向滑轨19上左右移动，从而可驱动活动配重22相对于主机车体上部17前后左右各个方向无死角移动，横向调整液压缸21和纵向调整液压缸20的油路均与履带式起重机油路系统相连，通过plc控制器控制来控制，利用履带式起重机本身的油路系统来作为动力源；

4个扩展支腿对称分布于履带架5两侧，所述扩展支腿包括水平部分和竖直部分，水平部分包括扩展支腿尾节7、扩展支腿基本节8和扩展支腿伸展节9，扩展支腿基本节8和扩展支腿伸展节9为组成水平液压缸11的两部分，扩展支腿尾节7为水平液压缸11与履带架5相连接的部分，扩展支腿尾节7与履带架5侧壁焊接相连；竖直部分为竖直液压缸10，竖直液压缸10的无杆腔油路内设有监测其承压压力的压力传感器12，水平液压缸11和竖直液压缸10的两个油路均设有用于锁定液压缸伸缩的双向液压锁14，所述水平液压缸11和竖直液压缸10均高压软管连接履带式起重机底部的液压系统的快速接头，无需另外增加液压元件，以接履带式起重机底部的液压系统作为动力源，主机车体上部17还设有检测其相对于主机车体下部1旋转角度的位置传感器，所述位置传感器检测到的角度信号和每个扩展支腿的压力传感器12信号均接入plc控制器，plc控制器通过每个扩展支腿的承受压力和主机车体上部17相对于主机车体下部1旋转角度来调整活动配重22位置，达到履带式起重机自平衡的目的。

作为一种优选，所述横向滑轨19和纵向滑轨18均采用两个平行工字钢制成，所述纵向滑轨18底部与主机车体上部17之间设有加强筋板23。

所述扩展支腿的竖直液压缸10的底部设有用于切断起重机行走操作的行程开关13，所述行程开关13信号接入plc控制器，通过plc控制器切断起重机行走操作的油路，防止在扩展支腿伸出放下后，履带式起重机行走造成巨大损害，起到安全保护作用。

需要指出的是，所述扩展支腿为4个仅仅是一种举例说明，大于三个的任何数量均可，数量越多履带式起重机平衡度监测更精确。

对扩展支腿操作的说明：如图3所示，全车一共有四个扩展支腿，图3表示的是一个扩展支腿的油路原理示意图。其中压力油源p和t接起重机底部液压系统。每个扩展支腿含竖直液压缸10一只和水平液压缸11一只，分别由手动换向阀一15和手动换向阀二16控制。每个液压缸上都设有双向液压锁14，以保证液压缸在任意位置可以可靠地停止伸缩，具有抵抗外力扰动造成液压缸伸或缩的能力；水平液压缸11的伸缩量长短，需要根据现场地形环境的状况，有时全伸出，有的时候只能伸出全行程的一部分，双向液压锁14起到保证停止位置(手动换向阀二16的手动阀芯处于中位)液压缸长度的稳定性的作用；竖直液压缸10的双向液压锁14就更为重要，操作手动换向阀一15使扩展支腿的竖直液压缸10的液压缸杆伸长，使液压缸杆头与支腿垫刚好接触地面，此时就可以停止手动换向阀一15的操作，使手动换向阀一15位于中位，后续使用过程中靠双向液压锁14封住液压缸上下两腔，靠竖直液压缸10无杆腔的被动闭锁压力来承压。在扩展支腿的竖直液压缸10无杆腔油路设有压力传感器12，用以检测被动闭锁压力的大小，此压力值输入到plc控制器，用以控制活动配重22的移动；压力过大时发出报警信号，提醒驾驶员注意。在扩展支腿的竖直液压缸10的下端设有行程开关13，用以指示竖直液压缸10是否处于伸出状态，利用行程开关13的发讯来切断起重机行走操作油路，避免竖直液压缸10触地后行走动作造成的部件损坏。

对活动配重22调整说明：如图11所示，纵向调整液压缸20和横向调整液压缸21分别由电磁换向阀一24和电磁换向阀二25控制。纵向调整液压缸20和横向调整液压缸21的油路上都设有双向液压锁14，保证可以抵抗外部扰动力的影响，可以停留在全行程的任意位置。两个电磁换向阀由plc控制器的输出控制(参见图12)，四个扩展支腿的竖直液压缸10内的压力传感器12检测到的压力信号输入到plc控制器，车身上下部相对位置传感器(转角传感器)检测到的偏转角也输入到plc控制器，plc控制器根据这五路输入进行处理，按照前后平衡、左右平衡的原则，发出信号来驱动电磁换向阀一24和电磁换向阀二25，通过上车活动配重22的移动来实现整机重心的调整(以图4的偏转角0°的工况为例，如果左边压力比右边低，则活动配重22往左移动，反之往右；如果前边压力比后边低，则活动配重22往前移动，反之往后)；这个调整又反过来影响四个扩展支腿的竖直液压缸10内的压力传感器12检测到的压力信号值；这样反复调整达到平衡。如果随着起重机的动作(起吊、变幅、回转)又会造成四个扩展支腿竖直液压缸10的无杆腔的压力传感器12检测到的压力信号引起变化，通过plc控制器又开始新一轮的调整。

由于主机车体上部17和主机车体下部1存在偏转角，所以依据安装在主机车体下部1扩展支腿竖的直液压缸内的压力传感器12检测到的左右压力差，前后压力差，不一定与正对状态时的前后液压缸左右液压缸对应，即对应关系受到偏转角的影响。

扩展支腿的水平液压缸11和竖直液压缸10由操作司机操作手动换向阀来操作，象常规汽车式起重机一样，下好扩展支腿就不再调整；调整活动配重22的纵向调整液压缸20和横向调整液压缸21则由两个电磁换向阀来调整，这个调整是plc控制器自动来实现的，以达到整个吊装系统的最佳稳定性。plc控制器的调整依据是四个扩展支腿的竖直液压缸10内的闭锁压力和主机车体上部17相对于主机车体下部1旋转角度。所以，扩展支腿本身既是扩大支撑面增加整机稳定性的直接措施，又是控制活动配重22移动方向和移动量来调整全车重心进一步提高稳定性的检测和反馈的手段。由于扩展支腿伸展较远，整机重心变化引起的各竖直液压缸10上腔压力变化较明显。

每个竖直液压缸10上腔(无杆腔)设压力继电器或压力传感器12，串联报警开关，达到设定值就自动调节车体活动配重22的位置；压力值达到上限则报警提醒驾驶员。