专利名称：起重机的保护装置及起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种保护装置，尤其设计一种用于起重机的断轴保护装置。本实用新型还提供了使用该保护装置的起重机。
背景技术：
起重机中的铸造起重机用于吊装高温的金属液体，对于安全性的要求非常严格。由于行星减速机具有双自由度的特性，可以保证生产过程的连续性，因此广泛应用于起重机中。在整个起重机中，行星齿轮减速机的任一输入轴如果出现断轴故障，将直接导致起吊的物体自由下落，极易引发严重的安全事故
实用新型内容
输入轴出现的断轴故障做出判断。本实用新型的另一个目的是提供使用该起重机的保护装置的起重机。本实用新型提供了一种起重机的保护装置，包括一个第一测速器、一个第二测速器、一个第一控制器和一个第二控制器。其中，第一测速器信号连接于起重机的起重电机，并输出相关于起重电机转速的第一转速信号。第二测速器信号连接于起重机的卷筒，并输出相关于卷筒转速的第二转速信号。第一控制器接收第一转速信号和第二转速信号，并根据第一转速信号与由第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，第一控制器向起重电机和/或卷筒输出控制信号。第二控制器接收第一转速信号和第二转速信号，并根据第一转速信号与由第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，第二控制器向起重电机和/或卷筒输出控制信号。起重机的保护装置，通过第一控制器和第二控制器对于行星齿轮减速机的输入轴是否出现断轴进行冗余校验，可以可靠地对行星齿轮减速机输入轴出现的断轴故障做出判断，使得第一控制器在故障失灵的情况下，第二控制器仍然可以完成起重机的保护。在起重机的保护装置的再一种示意性的实施方式中，还包括两个分线器，其中一个分线器输入第一转速信号，并输出两个第一转速信号分别至第一控制器和第二控制器，其中另一个分线器输入第二转速信号，并输出两个第二转速信号分别至第一控制器和第二控制器。在起重机的保护装置的另一种示意性的实施方式中，第一测速器和第二测速器为脉冲编码器；第一控制器为可编程逻辑控制器；第二控制器为用于控制起重电机的变频器。本实用新型还提供了一种起重机，它包括上述起重机的保护装置。在起重机的再一种示意性的实施方式中，起重机中设有复数个起重电机和两个卷筒，起重电机通过与其相连的减速机传动至卷筒，起重电机对称设置在与其相连的减速机的两侧，且相互对称设置的两个起重电机具有相同的转速。[0011]在起重机的另一种示意性的实施方式中，起重机中设有四个起重电机，且保护装置设有两个第二控制器，其中一个第二控制器接收来自四个起重电机中两个具有相同转速的起重电机的第一转速信号，以及来自其中一个卷筒的第二转速信号，另一个第二控制器接收来自四个起重电机中另外两个具有相同转速的起重电机的第一转速信号，以及来自另一个卷筒的第二转速信号，第一转速信号和第二转速信号通过光纤通讯在两个第二控制器之间相互传输。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对起重机的保护装置及其起重机的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。图I用于说明使用行星减速机的起重机的结构示意图。图2用于说明起重机的保护装置一种示意性实施方式的结构示意图。图3用于说明起重机一种示意性实施方式的结构示意图。标号说明10第一测速器20第二测速器30第一控制器40第二控制器42分线器50、52、54、56 起重电机60行星齿轮减速机62、64 减速机70、72 卷筒
具体实施方式
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。本文中，“第一”、“第二”和“第三”的表述，并不代表它们之间的重要程度或先后顺序。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。本文中，“传动”可以是两个组件之间直接接触传动，也可以是通过第三个组件的间接传动。图I用于说明使用行星减速机的起重机的结构示意图。如图I所示，驱动部件包括两个起重电机52和56，两个卷筒70、72和一个行星齿轮减速机60，两个减速机62、64。起重电机52和起重电机56通过其输出轴传动至行星齿轮减速机60，行星齿轮减速机60通过其两个输出轴分别传动至减速机62和减速机64。减速机62通过其输出轴传动至卷筒70，减速机64通过其输出轴传动至卷筒72，卷筒70和卷筒72在任何情况下同时同速度运行。起重电机的输出轴设有正常工作制动器，卷筒上设有紧急制动器，用于在断轴等紧急情况下停止起重机的工作。图2用于说明起重机的保护装置一种示意性实施方式的结构示意图，为了清楚的表示保护装置的结构，图中绘出两套起重电机52、起重电机56、卷筒70和卷筒72，它们表示相同的组件。以图2所示的起重机的保护装置应用于图I所示的起重机为例,参见图I和图2，起重机的保护装置包括两个第一测速器10、两个第二测速器20、一个第一控制器30和两个第二控制器40。其中，两个第一测速器10分别可信号连接于起重电机52和起重电机56，以实时监控它们的转速，并输出反应起重电机52转速的第一转速信号，以及反应起重电机56转速的
第一转速信号。两个第二测速器20分别可信号连接于卷筒70和卷筒72，以实时监控卷筒70或卷筒72的转速，并输出反应卷筒70转速的第二转速信号，或者反应卷筒72转速的第二转速信号。第一控制器30可分别接收来自起重电机52和起重电机56的第一转速信号，以及分别接收来自卷筒70或卷筒72的第二转速信号，并将第一转速信号与由第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号进行比对，以判断减速机62或减速机64的输入轴以及行星齿轮减速机60两个输入轴是否出现断轴故障。第一控制器30根据判断结果可分别向起重电机52、56输出停止运行信号，以及向卷筒70和卷筒72的紧急制动器输出紧急制动控制信号。在起重机的保护装置一种示意性实施方式中，第一控制器30通过如下方法判断是否出现断轴故障。首先，通过第一测速器得到起重电机52的转速Vm()tOTl和起重电机56的转速Vm()tOT2，以及通过第二测速器得到卷筒70的转速Vm11ot或卷筒72的转速VMll 。而后,通过行星齿轮减速机60的传速比与减速机62的传速比之积K,或者行星齿轮减速机60的传速比与减速机64的传速比之积K，以及卷筒70的转速Vroller或卷筒72的转速Vm11ot，可以经由KXVm11ct得到起重电机52与起重电机56的理想转速之和。接着，计算起重电机52的转速Vm()tOTl与起重电机56的转速Vm()tOT2的实际之和与上述理想之和KXVm11ct的绝对差值，即计算|Vm(rtOTl+Vm()tOT2-KXVMllOTl，得到容差值T。最后，将容差值T与预先设定值Tpwmit比较，从而确定是否出现断轴。在起重机的保护装置一种示意性实施方式中，Tpmiit为第一测速器监测到的起重电机52与起重电机56的转速之和的5%或10%。当第一控制器判断T小于等于Tpmilit，则行星齿轮减速机60输入轴、减速机62或减速机64的输入轴未出现断轴故障，第一控制器30输出使卷筒70和卷筒72，以及起重电机52和起重电机56正常工作的信号；而当第一控制器判断T大于Tpenilit,则判断行星齿轮减速机60输入轴、减速机62或减速机64的输入轴出现断轴故障，第一控制器30立即输出使得卷筒70和卷筒72，以及起重电机52和起重电机56停止工作的制动信号，防止被吊物体下落。其中一个第二控制器40可接收来自起重电机52的第一转速信号，以及接收来自卷筒70的第二转速信号，并可输出用于控制起重电机52、起重电机56和卷筒70、卷筒72停止工作的制动信号；另一个第二控制器40可接收来自起重电机56的第一转速信号，以及接收来自卷筒72的第二转速信号，并可输出用于控制起重电机52、起重电机56和卷筒70、卷筒72停止工作的制动信号。两个第二控制器40之间通过光纤相互通信，一个第二控制器将起重电机52和卷筒70的转速信号通过光纤通讯传输至另一个第二控制器；同理，另一个第二控制器将起重电机56和卷筒72的转速信号通过光纤通讯传输至第一个第二控制器。两个第二控制器分别将起重电机52和起重电机56的第一转速信号之和，与卷筒70或卷筒72的第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号进行比对，以判断行星齿轮减速机60、减速机62或减速机64的输入轴是否出现断轴故障。第二控制器40判断行星齿轮减速机
60、减速机62或减速机64的输入轴是否出现断轴故障的方法与第一控制器30类似，在此不再赘述。可以理解，起重机的保护装置，可以根据需要增加或减少起重电机的数量，相应的增加或减少第一测速器数量，以及第二控制器的数量。起重机的保护装置，通过第一控制器和第二控制器对于行星减速机的输入轴是否出现断轴进行冗余校验，可以可靠地对行星减速机输入轴出现的断轴故障做出判断，使得·第一控制器在故障失灵的情况下，第二控制器仍然可以完成起重机的保护。如图2所示，起重机的保护装置还包括四个分线器42，其中两个分线器42可分别输入来自起重电机52和起重电机56的第一转速信号，且一个分线器42可将一个第一转速信号转换为两个与该第一转速信号相同的信号分别输出至第一控制器30和第二控制器40。其中另两个分线器42可分别输入来自起卷轴70和卷轴72的第二转速信号，且一个分线器42可将一个第二转速信号转换为两个与该第二转速信号相同的信号分别输出至第一控制器30和第二控制器40。可以理解，起重机的保护装置，可以根据需要增加或减少起重电机的数量，相应的增加或减少分线器的数量。在起重机的保护装置一种示意性实施方式中，第一测速器10和第二测速器20为脉冲编码器；第一控制器30为可编程逻辑控制器；第二控制器40为用于控制起重电机的变频器。第二控制器采用变频器不仅可以调节起重电机的转速，而且还可以判断是否出现断轴故障；第一控制器采用可编程逻辑控制器仅可以用于判断是否出现断轴故障，当然还以根据需要采用其他类型的控制器。本实用新型还提供了一种使用上述起重机保护装置的起重机。图3用于说明起重机一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，行星齿轮减速机60的两侧对称的设有起重电机50和起重电机52，以及起重电机54和起重电机56。通过对称设置起重电机，可以保证行星齿轮减速机60的受力平衡。当然也可以仅设置起重电机50和起重电机52，或者起重电机54和起重电机56。可以理解起重电机50和起重电机52具有相同的转速，而起重电机54和起重电机56具有相同的转速，当然也可以将第一测速器可信号连接于起重电机50和起重电机54 ;或者设置四个第一测速器，其分别可信号连接于起重电机50、起重电机52、起重电机54和起重电机56。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等 效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.起重机的保护装置，其特征在于，其包括 一个第一测速器(10)，其信号连接于所述起重机的起重电机，并输出关于所述起重电机转速的第一转速信号； 一个第二测速器(20)，其信号连接于所述起重电机的卷筒，并输出相关于所述卷筒转速的第二转速信号； 一个第一控制器(30)，其接收所述第一转速信号和所述第二转速信号，并根据所述第一转速信号与由所述第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，向所述起重电机和所述卷筒输出制动信号；和 一个第二控制器(40)，其接收所述第一转速信号和所述第二转速信号，并根据所述第一转速信号与由所述第二转速信号计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，向所述起重电机和卷筒输出制动信号。
2.如权利要求I所述的起重机的保护装置，其中所述保护装置还包括两个分线器(42)， 其中一个所述分线器(42)输入所述第一转速信号，并输出两个所述第一转速信号分别至所述第一控制器(30)和所述第二控制器(40)， 其中另一个所述分线器(42)输入所述第二转速信号，并输出两个所述第二转速信号分别至所述第一控制器(30)和所述第二控制器(40)。
3.如权利要求I所述的起重机的保护装置，其中所述第一测速器(10)和所述第二测速器(20)为脉冲编码器。
4.如权利要求I所述的起重机的保护装置，其中所述第一控制器(30)为可编程逻辑控制器。
5.如权利要求I所述的起重机的保护装置，其中所述第二控制器(40)为变频器。
6.—种起重机,它包括如权利要求I至5任意一项所述的起重机的保护装置。
7.如权利要求6所述的起重机，其中所述起重机中设有复数个所述起重电机(52，56)和两个所述卷筒(70，72)，所述起重电机通过与其相连的减速机出0，62，64)传动至所述卷筒，所述起重电机对称设置在与其相连的减速机的两侧，且相互对称设置的两个所述起重电机具有相同的转速。
8.如权利要求7所述的起重机，其中所述起重机中设有四个所述起重电机(50，52，54，56)，且所述保护装置设有两个所述第二控制器(40)， 其中一个所述第二控制器(40)接收来自四个所述起重电机中两个具有相同转速的所述起重电机的第一转速信号，以及来自其中一个所述卷筒的第二转速信号， 另一个所述第二控制器(40)接收来自四个所述起重电机中另外两个具有相同转速的所述起重电机的第一转速信号，以及来自另一个所述卷筒的第二转速信号， 所述第一转速信号和所述第二转速信号通过光纤通讯在两个所述第二控制器(40)之间相互传输。
专利摘要本实用新型提供了一种起重机的保护装置，包括一个第一测速器、一个第二测速器、一个第一控制器和一个第二控制器。第一测速器输出相关于起重电机转速的第一转速信号。第二测速器输出相关于卷筒转速的第二转速信号。第一控制器计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，第一控制器向起重电机和/或卷筒输出控制信号。第二控制器计算得出的起重电机理想转速信号的比对结果，第二控制器向起重电机和/或卷筒输出控制信号。通过第一控制器和第二控制器对于行星减速机和减速机的输入轴进行冗余校验，可以可靠地对行星减速机和减速机输入轴出现的断轴故障做出判断。
文档编号B66D1/48GK202729622SQ201220009539
公开日2013年2月13日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者王吉明, 叶飞 申请人:西门子工厂自动化工程有限公司