专利名称：400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及双梁桥式起重机，特别是一种400吨天车大车自由轮纠偏信 号采集装置。
技术背景双梁桥式起重机俗称天车，用于大型设备的安装、分解或物料的装卸等 起吊作业。广泛应用于机械、电力、冶金、铸造等行业。天车多数安装于室内，也可以安装于 室外。双梁桥式起重机的大车，也称为行走机构或平移机构。 双梁桥式起重机在移动过程中，由于大车两侧端梁移动的距离不相同，而当时制 造厂无法利用机械结构设计和电气控制技术，采集大车两侧端梁移动差异的信号，来消除 大车两侧端梁移动距离的差异，满足发电机组的检修需求。 天车上安装的电气元件为国内60年代产品，属淘汰产品，厂家已不生产，备件无 处采购，只能依靠局部修补损伤部件来维持天车的使用。电气保护功能差、灵敏度低、保护 项目少。每部天车的大车有四个行走台车组，分别位于天车的前、后、左、右，各行走台车组 的结构相同，都是四个车轮，这四个车轮中有一个是行走驱动轮(也称主动轮)，其它三个 都是被动轮。受当时国内外起重机电气控制技术水平的限制，电气调速系统很落后，大车的 四个行走驱动轮分别由四台电动机单独驱动，即一个电动机对应驱动四轮台车组中的一个 主动轮。而桥式起重机主梁两端的每个行走台车组，由于电动机、减速器、轴承及传动机构 等组成的行走机构存在固有转速差异以及小车移动时产生的不平衡负载，再加上主梁两端 的每个台车组各零部件的安装、水平调整和轴线调整等产生不均恒力矩的原因，使得大车 两个端梁在左、右侧不同的轨道上移动了不同距离而造成起重机车架偏斜。
原有设计没有能力消除事实上存在的偏斜现象，只能依靠起重机行走轮两侧的凸 缘，将起重机强行限制在钢质轨道上，以完成正常的水平移动。这样，由此便产生了行走轮 "啃轨"现象和起重机梁的不平衡受力扭曲状况。 桥式起重机大车端梁移动差异纠偏理念，在天车原始的机械设计和电气控制技术 中是没有考虑的。天车的原始机电设计理念认为因大车端梁两侧使用相同的机械结构、相 同的电动机、相同的变速器和相同的车轮，故大车工作时端梁两侧移动的距离应该相同。
但在实际使用中，常常出现因端梁两侧移动距离不相同而产生"啃轨"缺陷。究 其原因就是由于原始的转子电阻调速控制技术的调速精度低、速度调节曲线不是连贯的直 线，以及电动机转差率不同和机械制造的精度误差及误差积累，造成天车工作时，两侧端梁 的驱动电动机一侧电动机转速高、一侧电动机转速低，使得大车两侧端梁一侧移动的距离 长、另一侧移动的距离短，更谈不上对大车两侧端梁事实上出现的移动差异信号进行采集、 传输和控制。 鉴于当时国内起重机设计、制造水平的限制，特别是电气控制技术设计、制造水平 的限制，天车在40多年使用中出现很多技术缺陷和故障。天车的速度控制精度低，机械特 性软，低速时平滑过渡性能差，起动电流大，停车位置不准。机组分解、安装时大车小幅移动 的操作难度大，微幅平移根本实现不了。上述存在的固有技术缺陷和安全隐患，严重的影响 了发电机组和机电设备的检修、安装工作的正常进行，并对吊装设备的安全存在碰撞破坏 的威胁。为了消除天车存在的安全隐患和技术缺陷，厂部决策进行起重机电气系统升级改造。 根据国内外起重机电气调速技术的发展成熟，以及变频器、可编程控制器、弱电主 令控制器等主要电气元件可靠性、实用性的不断提高。我们利用全变频交流调速、可编程控 制器即PLC控制技术改造、完善400T起重机的技术性能，提升起重机的装备水平。
针对起重机大车行走轮"啃轨"现象和起重机车架的不平衡受力扭曲状况，发明 人在电气控制设计上采取了电气纠偏措施；针对四个驱动电动机速度的不同，大车两个端 梁移动距离的不同，设计采用了本发明-400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，用来消 除大车两个端梁移动过程中的打滑现象，精确采集和传输两个端梁不同移动距离的电气信 号，以实现大车两侧端梁移动差异的纠偏。经甘肃省国家一级科技查新咨询单位甘肃省科 学技术情报研究所完成的国际、国内科技查新证实国内外都没有相关报道。
发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种400吨天车大车自由轮纠偏信 号采集装置。应用该装置消除大车两个端梁移动过程中的打滑现象，实现大车两侧端梁移 动差异的纠偏，使大车两侧端梁的移动距离一致，停车位置准确。 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下一种400吨天车大车自由轮纠 偏信号采集装置，包括两个大车端梁，大车轨道；其特征在于大车两个端梁下面分别固定 连接有一付固定支撑板，固定支撑板经销轴连接有拖轮组件，拖轮组件安装有绝对值编码 器。 拖轮组件包括轴承支撑架、自由轮、轮轴、变径轴法兰、轴承座和滚动轴承；轴承支 撑架一端经销轴连接在固定支撑板下部，另一端通过滚动轴承和轴承座安装轮轴，自由轮 套装在轮轴上，自由轮与大车轨道相接触；轮轴一端装有联轴器，绝对值编码器与联轴器连 接。 拖轮组件无动力驱动，因无动力驱动的拖轮组件经轴销连接于固定支撑板，固定 支撑板固定在大车的两个端梁下面，保证自由轮及其拖轮组件的其它部件可以随着大车轨 道的起伏自由的上下摆动，使自由轮始终保持与大车轨道严密接触而不产生打滑现象。
为了保持自由轮始终与大车轨道严密接触，防止产生打滑现象，自由轮上方装有 配重箱。 自由轮将天车左、右端梁的水平移动量转变为旋转量，然后由与自由轮同轴的绝 对值编码器将旋转量记录、转换为电信号发送到主梁内的PLC即可编程控制器。当大车的 端梁移动时，自由轮将天车的水平移动量转变为旋转量，再由绝对值编码器将旋转量记录、 转换为精确的电脉冲数字量信号，通过PROFIBUS-DP通讯方式将数字信号传输到大车的 PLC总站，对大车两个端梁的移动差异进行比较和纠偏调整，使大车两侧端梁的移动距离一 致。
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1的左视图。 图中1-固定支撑板，2-轴承支撑架，3-联轴器外壳，4-轴承座，5-绝对值编码 器，6-联轴器，7-轮轴，8-变径轴法兰，9_自由轮，10-销轴。11-配重箱，12-大车端梁， 13-滚动轴承，14-配重箱支架，15-大车轨道，具体实施方式
如图1与图2所示一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置， 包括两个大车端梁12，大车轨道15 ;其特征在于大车两个端梁12下面分别固定连接有一
4付固定支撑板1，固定支撑板1经销轴10连接有拖轮组件，拖轮组件安装有绝对值编码器 5。 拖轮组件包括轴承支撑架2 、自由轮9 、轮轴7 、变径轴法兰8 、轴承座4和滚动轴承 13 ;轴承支撑架2 —端经销轴10连接在固定支撑板1下部，另一端通过滚动轴承13和轴承 座4安装轮轴7，自由轮9套装在轮轴7上，自由轮9与大车轨道15相接触；轮轴7 —端装 有联轴器6，绝对值编码器5与联轴器6连接；联轴器6位于联轴器外壳3内，绝对值编码 器5位于绝对值编码器外壳内。 绝对值编码器外壳固定安装于联轴器外壳3，联轴器外壳3固定安装于轴承座4， 轴承座4固定安装于轴承支撑架2。 作为本发明的完善，在自由轮9的正上方配置了一个能承载300Kg压载钢铁的配 重箱11。它承载配重铁块一起对自由轮9施加一个向下的重力，以增加自由轮9与大车轨 道15之间的摩擦力，更有效地防止自由轮9打滑。具体做法是联轴器外壳3上固定安装配 重箱支架14，装配重箱支架14经销轴10连接在固定支撑板1下部，配重箱支架14上面设 置配重箱ll。 绝对值编码器5是P+F绝对值编码器，它是自由轮纠偏装置的核心部件，它将 两个大车端梁的水平移动量转变为旋转量，并将旋转量记录、转换为数字电信号，通过 PROFIBUS-DP通讯方式将数字信号传输到大车的PLC总站，发送到主梁内的PLC。在PLC内 与大车操作把手的位置信号量进行比较，并计算出大车端梁两侧电机的实际转速与大车操 作把手的位置信号即"给定速度量"之间的速度差，对大车两个端梁的移动差异进行纠偏调 整。指令转速高的一侧大车变频器调整输出频率，驱使平移量大的一侧端梁的电机降低运 转速度，从而实现大车左、右侧的两组行走电机的实际速度相一致。
权利要求
一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，包括两个大车端梁，大车轨道；其特征在于所述大车两个端梁(12)下面分别固定连接有一付固定支撑板(1)，所述固定支撑板(1)经销轴(10)连接有拖轮组件，所述拖轮组件安装有绝对值编码器(5)。
2. 如权利要求1所述的一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，其特征在于 所述拖轮组件包括轴承支撑架(2)、自由轮(9)、轮轴(7)、变径轴法兰(8)、轴承座(4)和滚 动轴承(13);所述轴承支撑架(2) —端经所述销轴(10)连接在所述固定支撑板(1)下部， 另一端通过所述滚动轴承(13)和所述轴承座(4)安装所述轮轴(7)，所述自由轮(9)套装 在所述轮轴(7)上，所述自由轮(9)与所述大车轨道(15)相接触；所述轮轴(7) —端装有 联轴器(6)，所述绝对值编码器(5)与所述联轴器(6)连接；所述联轴器(6)位于联轴器外 壳(3)内，所述绝对值编码器(5)位于绝对值编码器外壳内。
3. 如权利要求2所述的一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，其特征在于 所述绝对值编码器外壳固定安装于所述联轴器外壳(3)，所述联轴器外壳<(3)固定安装于 所述轴承座(4)，所述轴承座(4)固定安装于所述轴承支撑架(2)。
4. 如权利要求2或3所述的一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，其特征在 于所述自由轮(9)的正上方配置有配重箱(11)。
5. 如权利要求4所述的一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，其特征在于 所述联轴器外壳(3)上固定安装配重箱支架(14)，所述配重箱支架(14)经所述销轴(10) 连接在所述固定支撑板(1)下部，所述配重箱支架(14)上面设置所述配重箱(11)。
全文摘要
本发明涉及一种400吨天车大车自由轮纠偏信号采集装置，包括两个大车端梁，大车轨道；大车两个端梁下面分别固定连接有一付固定支撑板，固定支撑板经销轴连接有拖轮组件，拖轮组件安装有绝对值编码器。拖轮组件包括轴承支撑架、自由轮、轮轴、变径轴法兰、轴承座和滚动轴承；轴承支撑架一端经销轴连接在固定支撑板下部，另一端通过滚动轴承和轴承座安装轮轴，自由轮套装在轮轴上，自由轮与大车轨道相接触；轮轴一端装有联轴器，绝对值编码器与联轴器连接。自由轮将天车的水平移动量转变为旋转量，以绝对值编码器将旋转量记录、转换为数字量信号并传输到PLC总站，对大车两个端梁的移动差异进行比较和纠偏，使大车两侧端梁的移动距离一致。
文档编号B66D1/54GK101708813SQ200910117578
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者付廷勤, 冯守光, 刁国峰, 别必鹏, 张建伟, 朱国海, 李孝仁, 李永清, 李翔, 王恩选, 范沛, 高云涛 申请人:甘肃省电力公司刘家峡水电厂