海洋吊机的自动过载保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种海洋吊机的自动过载保护系统，包括控制模块、测量模块和执行模块，测量模块包括力传感器、距离传感器及角度传感器，力传感器用来测量钢丝绳上的张力，距离传感器用来测量吊臂头部到回转支承的回转中心水平距离，角度传感器用来测量吊臂的仰角；控制模块输入端与力传感器、距离传感器及角度传感器的信号输出端连接；执行模块包括起升绞车、离合器、刹车，离合器与起升绞车传动连接，控制模块的两个输出端与离合器和刹车控制连接。本实用新型专利技术的装置，各个模块可重复使用、自动启动和停止，有效防止意外情况下平台吊机突然严重超载而导致其损坏的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
海洋吊机的自动过载保护系统
本技术属于海上平台设备
，涉及一种海洋吊机的自动过载保护系统。
技术介绍
海洋吊机是海上平台上的主要设备之一，主要用来起吊设备和接送工作人员，由于海洋气候和环境复杂，吊机工作环境恶劣，要求吊机具有高的安全性能，吊机配置有多重安全保护功能，正常情况下，工作时不会出现严重超载情况。但有时会出现一些不可预料的情况，比如吊钩缠绕上运动的补给船或遇到大的海浪等，使负载迅速增大，操作人员来不及做出反应，如果没有保护措施，可能将吊机拽倒甚至造成机毁人亡的严重后果。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种海洋吊机的自动过载保护系统，解决了现有技术中结构设置不全面，意外情况下平台吊机突然严重超载容易导致损坏的问题。本技术所采用的技术方案是，一种海洋吊机的自动过载保护系统，包括控制模块、测量模块和执行模块，测量模块包括力传感器、距离传感器及角度传感器，力传感器用来测量钢丝绳上的张力，距离传感器用来测量吊臂头部到回转支承的回转中心水平距离，角度传感器用来测量吊臂的仰角；控制模块输入端与力传感器、距离传感器及角度传感器的信号输出端连接；执行模块包括起升绞车、离合器、刹车，离合器与起升绞车传动连接，控制模块的两个输出端与离合器和刹车控制连接。本技术的海洋吊机的自动过载保护系统，其特征还在于：所述的起升绞车的动力传动部分包括液压马达，液压马达传动轴与行星齿轮减速箱的输入轴传动连接，输入轴上同轴安装有太阳轮，太阳轮与行星架上的齿轮组啮合，行星架齿轮组另与齿圈啮合；齿圈通过耦合轴与离合器传动连接。所述的离合器、刹车都采用电控型号。所述的离合器采用盘式离合器，刹车采用盘式刹车。所述的离合器固定在起升绞车支架上，刹车安装在起升绞车侧板上。本技术的有益效果是，包括控制模块、测量模块和执行模块；测量模块由高性能传感器组成，实现吊机工作半径和负载数据的实时检测；控制模块包含一个控制器，对采集的负载数据与系统预设值比较，满足条件时输出控制信号；执行模块是系统的执行装置，包括绞车、离合器、刹车，根据控制模块的控制信号使离合器和刹车动作来控制绞车。上述的各个模块可重复使用、自动启动和停止，有效防止意外情况下海洋吊机瞬时严重超载导致吊机损坏的事故发生。附图说明图1是本技术在海洋吊机的安装及从补给船吊装货物的示意图；图2是本技术自动过载保护系统的工作原理图。图中，1.吊机，2.回转支承，3.变幅绞车，4.吊臂，5.起升绞车，6.钢丝绳，7.吊钩，8.液压马达，9.控制模块，10.行星齿轮减速箱，11.输入轴，12.太阳轮，13.行星架，14.齿圈，15.耦合轴，16.离合器，17.刹车，18.力传感器，19.距离传感器，20.角度传感器，21.补给船。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。参照图1，本技术的控制对象是，吊机1通过回转支承2安装在海洋平台上能够实现360°全回转，吊机1通过变幅绞车3旋转改变吊臂4的仰角实现变幅，吊机1通过起升绞车5旋转带动钢丝绳6及吊钩7直线运动实现补给船21上重物G的提升和下放。参照图1、图2，本技术的结构是，包括控制模块9、测量模块和执行模块，测量模块用于实时监测吊机负载大小、吊钩的位置和吊臂角度，测量模块包括力传感器18、距离传感器19及角度传感器20，力传感器18用来测量钢丝绳6上的张力，距离传感器19用来测量吊臂头部到回转支承2的回转中心水平距离，角度传感器20用来测量吊臂的仰角，给其传输采集的数据；控制模块9输入端与力传感器18、距离传感器19及角度传感器20的信号输出端连接；执行模块包括起升绞车5、离合器16、刹车17，离合器16与起升绞车5传动连接，刹车17安装在起升绞车5侧板上，控制模块9的两个输出端与离合器16和刹车17控制连接，由控制模块9给出信号控制其动作，离合器16、刹车17都采用电控型号，离合器16采用盘式离合器，刹车17采用盘式刹车。起升绞车5的动力传动部分包括液压马达8，液压马达8传动轴与行星齿轮减速箱10的输入轴11传动连接，输入轴11上同轴安装有太阳轮12，太阳轮12与行星架13上的齿轮组啮合，行星架13齿轮组另与齿圈14啮合；齿圈14通过耦合轴15与离合器16传动连接，离合器16固定在起升绞车5支架上。如果控制模块9使离合器16耦合，同时打开刹车17，耦合轴15被卡住，与其联接的齿圈14固定，液压马达8的动力通过行星架13自转传递到下一级，最后传到滚筒，实现起升绞车5的旋转。如果控制模块9使离合器16脱开、刹车17闭合，这样耦合轴15可自由旋转，与其联接的齿圈14也可转动，液压马达8的动力传递到行星架13中断，不能带动起升绞车5旋转。本技术的工作原理是，控制模块中预存有不同工作半径条件下的过载保护启动载荷Lon和停止载荷Loff数据表，启动载荷Lon的数值和停止载荷Loff的数值根据吊机安全工作载荷SWL和失效载荷FML确定，它们之间的关系是：SWL<Loff<Lon<FML。当吊机工作时，测量模块实时的采集吊机工作半径和负载数据并将结果传递给控制模块，控制模块将负载数据与该工作半径下的启动载荷Lon预存值比较，一旦发现负载数据达到启动载荷Lon时，控制模块发出控制信号，使离合器脱开，绞车动力传输中断，同时实施刹车，绞车在负载和刹车力作用下可控的反转放绳，达到降低负载的目的；在保护系统工作过程中，当检测到负载数据降低到停止载荷Loff时，控制模块使刹车松开，离合器耦合，绞车在液压马达的驱动下继续提升重物。测量模块实时检测负载，当发现其值达到启动载荷Lon时，控制模块使离合器脱开，绞车动力传输中断，同时实施刹车，绞车在负载和刹车力的作用下反转放绳，达到降低负载的目的；当检测值降低到停止载荷Loff，控制模块使刹车松开，离合器耦合，绞车在液压马达的驱动下继续起升重物。吊机安全工作载荷SWL、自动过载保护系统启动载荷Lon、停止载荷Loff之间的关系是：SWL<Loff<Lon。本技术的工作过程是，吊机工作过程中，测量模块实时的测出工作半径和负载大小并把数据传给控制模块9，控制模块9将采集数据与当前位置下的启动载荷Lon进行比较，判断是否启动自动过载保护系统。正常起升时，吊机的实际负载不会超过安全工作载荷SWL，也不会超过启动载荷Lon，自动过载保护系统不起作用，然而在一些特殊情况，例如吊钩7钩住了运动的补给船21而没能及时关闭动力时，载荷会迅速增加，当负载超过安全工作载荷SWL达到启动载荷Lon，控制模块9使离合器16脱开，由于系统延时性载荷会有一个瞬时的增大，然后降低。如果没有自动过载保护系统，载荷继续增大，达到失效载荷FML后将吊机损坏。为防止起升绞车5与动力脱开后重物自由落体下落，钢丝绳上必须保持一定的张力，控制模块使刹车17闭合来达到这一目的。等到负载降到了停止载荷Loff，控制模块9使离合器16耦合，继续提升重物，由于系统延时性负载还会略有降低。如果负载再次上升达到启动载荷Lon，离合器16又脱开，重复此过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋吊机的自动过载保护系统，其特征在于：包括控制模块(9)、测量模块和执行模块，测量模块包括力传感器(18)、距离传感器(19)及角度传感器(20)，力传感器(18)用来测量钢丝绳(6)上的张力，距离传感器(19)用来测量吊臂头部到回转支承(2)的回转中心水平距离，角度传感器(20)用来测量吊臂的仰角，给其传输采集的数据；控制模块(9)输入端与力传感器(18)、距离传感器(19)及角度传感器(20)的信号输出端连接；执行模块包括起升绞车(5)、离合器(16)、刹车(17)，离合器(16)与起升绞车(5)传动连接，控制模块(9)的两个输出端与离合器(16)和刹车(17)控制连接。

【技术特征摘要】
1.一种海洋吊机的自动过载保护系统，其特征在于：包括控制模块(9)、测量模块和执行模块，测量模块包括力传感器(18)、距离传感器(19)及角度传感器(20)，力传感器(18)用来测量钢丝绳(6)上的张力，距离传感器(19)用来测量吊臂头部到回转支承(2)的回转中心水平距离，角度传感器(20)用来测量吊臂的仰角，给其传输采集的数据；控制模块(9)输入端与力传感器(18)、距离传感器(19)及角度传感器(20)的信号输出端连接；执行模块包括起升绞车(5)、离合器(16)、刹车(17)，离合器(16)与起升绞车(5)传动连接，控制模块(9)的两个输出端与离合器(16)和刹车(17)控制连接。2.根据权利要求1所述的海洋吊机的自动过载保护系统，其特征在于：所述的起升绞车(5)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亚辉，樊春明，白兰昌，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61