[发明专利]一种具有防拆功能的安全力矩限制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种具有防拆功能的安全力矩限制系统及控制方法，包括拉铁，焊接在塔式起重机的塔帽上，用于固定力矩传感器的丝杆；丝杆，用于连接力矩传感器，并用螺母将丝杆安装在拉铁上；力矩传感器，用于检测丝杆受到拉力，并把模拟信号转换成4‑20mA的电流信号；主机单元，用于显示力矩传感器所输出的电流值，并通过RS485通信模块将电流值发送给PLC控制模块；PLC控制模块，用于将通信模块反馈的电流值作出控制输出；力矩限制器，对称的安装在塔帽上，力矩限制器的开关量信号接在PLC控制模块的输入触点上；当达到所要限制力矩值时，PLC控制模块通过检测外部输入信号的变化以及和RS485通信模块反馈的电流数值进行限制动作。以完善塔机超力矩保护功能。

技术领域

本发明涉及一种具有防拆功能的安全力矩限制系统及控制方法，尤其适用于塔机，涉及建筑工程机械技术领域。

背景技术

目前，塔机在转运操作过程中使用的力矩限制器，没法判断是否调整到位，且经常人为的将力矩限制器的控制线进行短接、拆除，造成力矩限制器的功能失效，使塔机失去重要的超力矩保护功能。在塔机使用过程中力矩超标，会引起塔机倾覆、折臂、倒塔等重大财产损失及人身伤亡事故。

现有技术中没有针对此问题提出很好的解决方案，经常进行违规操作控制。这样存在以下缺点：1、经常擅自拆除、短接其电气线路，使力矩限制器失去了安全保护功能；2、力矩限制器动作不灵活，不可靠；3、控制灵敏度较低；4、使用寿命低；5、无法判断调整是否到位。

因此，亟待设计出一种新型的适用于塔机的力矩限制系统。

发明内容

针对上述现存的技术问题，本发明提供一种具有防拆功能的安全力矩限制系统，以完善塔机超力矩保护功能。

为实现上述目的，本发明提供一种具有防拆功能的安全力矩限制系统，用于塔式起重机，包括：拉铁，焊接在塔式起重机的塔帽上，用于固定力矩传感器的丝杆；丝杆，用于连接力矩传感器，并用螺母将丝杆安装在拉铁上；力矩传感器，用于检测丝杆受到拉力，并把模拟信号转换成4-20mA的电流信号发送给主机单元；主机单元，包括RS485通信模块和显示模块，用于显示力矩传感器所输出的电流值，并通过RS485通信模块将电流值发送给PLC控制模块；PLC控制模块，用于将通信模块反馈的电流值，通过滤波算法和相应的PLC控制程序作出控制输出；力矩限制器，对称的安装在塔帽上，力矩限制器的开关量信号接在PLC控制模块的输入触点上；当达到所要限制力矩值时，PLC控制模块通过检测外部输入信号的变化以及和RS485通信模块反馈的电流数值进行限制动作。

进一步，所述RS485通信模块将作用在力矩传感器上的拉力，使力矩传感器内部的膜片产生变形，膜片变形使合金薄膜应变电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应的电信号，并通过专用电子电路，将电桥输出的电信号放大，并转换成标准的4-20mA电流信号输出。

进一步，所述显示模块，安装在驾驶室内，便于观察，用于显示力矩传感器输出的电流值，并将电流数值放大100倍进行显示。

进一步，塔帽所受的拉力根据公式T = Q×S计算得出，其中：T为起重力矩；Q为起重量，即起重吊钩上所悬挂的锁具与重物的重量之和；S为工作幅度，即吊钩中心到塔机回转中心线之间的水平距离。

进一步，力矩传感器输出的电流值根据公式I=KT+P计算得出，其中：I为电流值，K为比例系数，T为丝杆受到的拉力，P为常数。

可知，本系统采用力矩传感器将反馈的4-20mA电流信号（模拟信号）传给主机单元，主机单元把电流值通过RS485通讯将信号同时发给PLC控制模块，PLC控制模块使用滤波算法和相应的控制程序作出相应的限位输出，力矩限制器的开关量信号直接进行限位控制，实现力矩限制器对塔机超力矩的精准控制。

本发明还提供一种具有防拆功能的安全力矩限制系统的控制方法，包括如下具体步骤：S1、塔式起重机吊载重物；