履帶起重機雙卷揚單鉤的同步技術

1 問題的提出

　　起重能力超過400t的大型履帶起重機在起吊較大重量的載荷時，一般采用兩個卷揚通過滑輪組提升同一個吊鉤
，結構原理示意圖見圖1。在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)，兩(liang)個(ge)卷(juan)揚(yang)同(tong)時(shi)工(gong)作(zuo)
，共(gong)同(tong)提(ti)升(sheng)或(huo)落(luo)下(xia)吊(diao)鉤(gou)及(ji)載(zai)荷(he)。但(dan)當(dang)兩(liang)個(ge)卷(juan)揚(yang)的(de)速(su)度(du)不(bu)相(xiang)等(deng)時(shi)
，容(rong)易(yi)導(dao)致(zhi)吊(diao)鉤(gou)滑(hua)輪(lun)組(zu)偏(pian)斜(xie)工(gong)作(zuo)
，鋼(gang)絲(si)繩(sheng)與(yu)滑(hua)輪(lun)槽(cao)的(de)偏(pian)角(jiao)α（也稱為偏繩角）超過允許值，容易導致滑輪損壞和鋼絲繩的加速磨損；另外，滑輪組偏斜工作使得兩個卷揚的負荷有差異
，當按設計滿載荷吊重物時，其中一個卷揚必然超載工作，可能導致安全事故。

　　要避免上述問題出現，必須控製兩個卷揚的出繩速度或收繩速度是一致，兩者的速度差值必須控製在一定的範圍內
；或者說
，必須控製兩卷揚纏繞在滑輪組上的鋼絲繩長度的差值ΔL必須小於一目標值，即兩卷揚工作時必須同步。

2 解決方案

　　weilebaozhengliangjuanyanggongzuoshitongbu，xuyaokongzhiliangjuanyangzairenheshikeshoufanggangsishengdechangduzhishiyizhide，jiubixuduilianggangsishengchangdujinxingjiance。zhenduilvdaiqizhongjidejiegouyuanli，shejileyizhongduijuanyanggangsishengshousheng（或放繩）長度檢測的結構（見圖2）：分(fen)別(bie)在(zai)兩(liang)鋼(gang)絲(si)繩(sheng)的(de)引(yin)導(dao)滑(hua)輪(lun)處(chu)安(an)裝(zhuang)一(yi)個(ge)感(gan)應(ying)式(shi)的(de)電(dian)檢(jian)測(ce)開(kai)關(guan)
，可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)固(gu)定(ding)在(zai)滑(hua)輪(lun)外(wai)側(ce)帶(dai)有(you)方(fang)形(xing)齒(chi)的(de)感(gan)應(ying)盤(pan)。當(dang)滑(hua)輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)時(shi)，感(gan)應(ying)盤(pan)的(de)方(fang)形(xing)齒(chi)和(he)缺(que)口(kou)分(fen)別(bie)通(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)開(kai)關(guan)
，開(kai)關(guan)相(xiang)應(ying)發(fa)出(chu)通(tong)和(he)斷(duan)的(de)信(xin)號(hao)
，將(jiang)這(zhe)些(xie)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)累(lei)計(ji)計(ji)數(shu)
，按(an)卷(juan)揚(yang)放(fang)繩(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)方(fang)向(xiang)定(ding)義(yi)為(wei)“+”，收繩旋轉方向定義為“-”，脈衝的實時累計數即對應為鋼絲繩長度值。

3 控製原理

　　保證兩卷揚同步工作，需要對卷揚液壓馬達進行反饋控製：利(li)用(yong)兩(liang)個(ge)累(lei)計(ji)脈(mai)衝(chong)的(de)比(bi)較(jiao)結(jie)果(guo)調(tiao)節(jie)兩(liang)卷(juan)揚(yang)馬(ma)達(da)的(de)轉(zhuan)速(su)，直(zhi)到(dao)兩(liang)個(ge)累(lei)計(ji)脈(mai)衝(chong)相(xiang)等(deng)。由(you)於(yu)履(lv)帶(dai)起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)卷(juan)揚(yang)液(ye)壓(ya)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)是(shi)電(dian)比(bi)例(li)變(bian)量(liang)泵(beng)和(he)定(ding)量(liang)馬(ma)達(da)的(de)組(zu)合(he)方(fang)式(shi)，在(zai)柴(chai)油(you)機(ji)速(su)度(du)不(bu)變(bian)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)調(tiao)節(jie)馬(ma)達(da)轉(zhuan)速(su)是(shi)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)泵(beng)的(de)排(pai)量(liang)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)，所(suo)以(yi)其(qi)控(kong)製(zhi)原(yuan)理(li)框(kuang)圖(tu)見(jian)圖(tu)3。

　　該控製過程的具體步驟是：當吊鉤滑輪組處於水平狀態時，進行計數複位，PLC控製器將兩個過渡滑輪處的電檢測開關的脈衝計數N1和N2置於0，采取同步工作模式，兩個卷揚同時工作開始收鋼絲繩或放鋼絲繩
，電控係統PLC的計數N1和N2也相應減少或增加
，其值與收繩量或放繩量成正比例關係。因為液壓泵
、馬達的排量差異，以及兩個卷揚鋼絲繩纏繞狀態的差異，在任意時刻的N1和N2也不可能完全相等，此時：

　　│N1-N2│=ΔN

　　計數差值ΔN對應於兩卷揚纏繞在滑輪組上的鋼絲繩長度的差值ΔL
，將計數差ΔN與目標值n相比較，如果ΔN＜n，兩卷揚控製泵的排量不需要修正；如果ΔN≥n，兩卷揚控製泵的排量需要修正
，即按照一定的規則修正PLC對兩個泵的比例電磁鐵的輸出PWM信號
，使鋼絲繩速度快的卷揚適當降低速度，速度慢的卷揚適當提高速度，直到滿足ΔN＜n。

　　目標值n是按照設計要求來確定的，與兩卷揚纏繞在滑輪組上的鋼絲繩長度的差值ΔL對應的。它的確定與滑輪組的結構有關，要求各個滑輪的偏繩角α的最大值不大於2°；同時
，它還與電控係統的控製靈敏性有關
，即保證在任何工作情況下都能夠實現這種反饋控製過程。

4 應用效果

　　該gai控kong製zhi同tong步bu技ji術shu是shi基ji於yu某mou大da噸dun位wei履lv帶dai起qi重zhong機ji的de現xian有you的de控kong製zhi係xi統tong和he控kong製zhi原yuan理li來lai改gai進jin實shi施shi的de
，它ta隻zhi需xu要yao在zai原yuan有you基ji礎chu上shang增zeng加jia兩liang個ge電dian檢jian測ce開kai關guan
，占zhan用yong兩liang個geI/O控製口
，並對控製程序進行適當修改即可實現。它具有智能控製、控製可靠
、改造成本低的優點，具有很好的實用價值。