安迪·宾,JLG工业公司高级工程总监
信封控制是很重要的,因为它提供了机会,使更高的机器不需要增加过多的延伸和过重的重量。如果没有包络控制,车辆总重量等级可能会比大型机器增加3倍以上。想象一下,要运输一台重近20万磅的机器!
有了信封控制,不仅更大的机器重量更轻,而且如果需要许可证,也更容易获得。运输机器的拖车和卡车也将更容易获得,价格也更便宜。其他的好处包括改善了现场的机动性,降低了机器的总成本。
稳定和力量
吊杆升降机的工作范围包括平台的可达高度和延伸范围的所有组合。这些组合直接影响机器的稳定性和强度要求。
2014年,JLG工业公司推出了1850SJ,这是世界上最高的直臂升降机,其外壳由传感器控制。
在一些吊杆升降机的情况下,随着高度的增加,机器往往变得更重,需要一个更大的底座,以使其工作范围的增加。在设计臂架时,车辆重量是一个重要的考虑因素,因为它影响制造成本,车辆的机动性和安全因素。
纽约,高视角
包络控制系统是控制机器稳定性的主要手段;它限制了主吊杆的工作范围。稳定性和结构完整性的包络形状位置可以控制,包括平台前后方的限制。
每台机器都有自己的信封控制器。有两种方法可以控制主吊杆的外壳:机械和电子。机械限制通常保留给较小的机器,因为直臂可以使用连杆来限制包络控制。小型铰接吊杆可以利用机器的功能来限制包络线。
电子限制的信封在较大的机型上更为普遍,特别是那些直发的机型。吊杆的外壳是由传感器控制的,无论它们是长度和角度传感器还是负载传感设备。传感器根据臂架的角度限制臂架的长度,反之亦然。
一个稳定的机器,包络控制系统是其最重要的属性之一。虽然理解系统如何工作是一件复杂的事情,但有必要了解这个过程,并了解机器在做什么和为什么。
机械控制信封
传统的直吊杆升降机通常包括一个伸缩吊杆,可以从低角度(通常在水平以下)定位到高角度(水平以上75度左右)。当一个角度接近水平时,就会产生向前不稳定的情况,由于平台负载和吊杆组件产生的力矩,机器可能会向平台倾斜。可在转台尾部增加配重,以平衡臂架和平台负载产生的不稳定力矩。
吊杆升降机的工作范围包括平台的可达高度和延伸范围的所有组合。这些组合直接影响机器的稳定性和强度要求。
最大臂架角度会造成后不稳定,臂架的重量和转盘尾部的平衡重量会导致机器向与平台相反的方向倾斜。通常情况下,在机器框架上增加的配重有助于平衡由臂杆和尾部配重引起的不稳定力矩。机器的总重量取决于为满足两种不稳定条件所需要的重量放置所作出的妥协。
一个单塔铰接式吊杆升降机通常包括两个由一个直立吊杆连接的吊杆。当较低的吊杆或塔架以一定角度升起时,这种垂直杆保持在垂直方向上。通常通过液压回路或与塔臂平行四边形连接来实现垂直方向上的直立。上吊杆用其自身的提升缸固定在垂直位置上,无论塔架的位置如何,提升缸都可以以全范围运动的角度提升或降低。
两个臂架可以独立定位,使机器可以用于各种工作位置,并铰接在障碍物上。平台的总最大高度是由塔和上臂长贡献的。铰接式升降机上的吊杆通常比可比高度的直线升降机的吊杆短。因此,上臂架提供的最大水平外展力通常小于直升的单臂。
当塔架上升到与上臂架接近水平角度的全角度时,这种类型的臂架就会遇到最大向前不稳定性的位置。这造成了平台的最大水平延伸,同时也把臂架结构重量定位在最不利于机器向前稳定的位置。像直臂设计一样,在转台的尾部添加平衡块,以平衡上臂和平台负载的不稳定力矩。
同样,最大后失稳的位置发生在当塔降低到接近水平角度,同时保持上吊杆在最大角度升起的时候。吊杆结构的重量已经移动到对后稳定性最不利的位置,并且由于为了减少前稳定性而增加的尾重量的存在而变得更糟。通常添加框架配重来平衡额外的重量。
电子信封控制
一些吊杆升降机有一个与车辆基座相连的塔杆,塔杆具有通过望远镜部分伸缩的能力。通常,当提升一个完全收回的塔臂时,它首先被旋转到最大角度,然后通过扩展望远镜部分扩展到最大位置。通过以这种方式提升塔臂,与塔臂上端耦合的支撑平台的主臂可以放置在产生较大倾覆力矩的位置。
为了适应大的倾覆力矩,飞行器必须包括一个大质量的平衡物来稳定机器。然而,大型配重增加了制造成本,并可能对操作信封产生不利影响。例如,当车辆在斜坡上运行时,它可能不能像在水平面上运行时那样执行相同的功能。超过一定重量限制的车辆在公共道路上运输需要特别许可。这给车辆带来了额外的成本。
当主臂伸长到接近水平角度时,以及当塔完全抬起角度但收回长度时,前稳定位置是最关键的。当主臂完全抬起,塔降低并收回时,或塔完全抬起并完全展开时,向后稳定位置是最关键的。
由于增加了传感器,臂架位置被连续测量,并且位置被控制在预定的包络范围内。该系统采用两个主臂角度传感器、一个主臂长度传感器和一个主臂运输长度开关。
两个主臂角度传感器测量主臂相对于重力的角度,并持续监测,以确保相互一致。主臂长度传感器测量主臂的长度,并监测对主望远镜命令的响应和与固定位置长度开关的一致。
当主臂位置与允许的包膜位置发生冲突时,将导致功能速度降低,臂架控制系统(BCS)警告灯照明和功能限制。平台警报将响起,BCS灯将闪烁,试图操作受限功能。在故障解决之前,机器将被限制离开运输位置。
像轮胎和发动机这样的部件,可以根据系统提供的更低的重量进行尺寸调整。所使用的传感器和控制系统也为操作人员提供平稳的车辆操作。系统还可以运行诊断测试并提高生产率。
通过增加包络控制,臂架提升机可以在同一台机器上获得多个平台容量的优势,根据所需的平台容量评级为用户提供可选择的信封。
JLG产业公司.
www.jlg.com/en
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