TWI305561B - Safety instrument of over-load prevention for hydraulic power equipment - Google Patents

Description

1305561 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 „係——過負荷油壓安全裝置’本設計藉由感測紅量 - 測過貞荷外力限值’經由連通油管將祕油傳遞至致動缸，致動 缸内致動桿推開開關的移動接點，使電控接關迴路斷電，停止 過負載機械作業’發揮丽過貞荷油壓動力之功能。 【先前技術】 •=灣專利之翻公告號：⑻训⑵專批稱：義式起重機過負 荷安全裝置公告日期：2003/01/21申請日期：2000/10/24 發明摘要：—種移動式起重機過負荷預防系統，其包括：一 種長度感測ϋ，用以感顺重機之伸臂長度；__種角度感測器， 用以感顺重機之伸臂俯仰肖度；—種荷重_器，用以感測起 重機之吊重；一種水平感測器，用以感測起重機之伸臂水平傾斜 度’ 一種迴轉角度感測器，用以感測起重機之伸臂旋轉角度，及 鲁-處理裳置，其該長度感測器、該角度感測器、該荷重感測器、 該水平感卿及該迴轉肢感測器，用以接受該感測ϋ所測得之 峨’並將預定之運算模式輯，用以在必要時輸出預警訊號或 控制訊號。 • 傳統過負荷預防系統，使用感測器量測起重機伸臂俯仰角 度、水平角度及吊掛荷重，但感測器需額外供電及量測設備，不 僅線路複雜且故障率高，不適合用於嚴苛的作業環境，基於上述 原因，提出本設計。 1305561 【發明内容】 本設計提出一種新穎設計的預防過負荷油壓動力之安全裝 置’请參考第-圖來說明本設狀原理及構造，第—圖所示，油 ΐ接頭1〇9鎖固連通油管in於油紅封蓋no，液壓油經由連通油 官ill進到致動缸107内，活塞1〇1與油缸封蓋11〇間充滿液壓 油’液壓油體積增加施與向右推力，預力彈簧應施以向左反作 用力，兩力平衡使得致動桿105靜止，開關的移動接點112在41〇

之位置’與線路的固定接點113接觸，形成導電通路，當液壓油 經由連通油管m流至致動缸1G7，致動缸1G7内液壓油體積增 塞101及頂圈103壓縮預力彈簧，推動致動桿I%向右 頂出’使開關的移動接點112與線路的固定接點113分離，到達 411的位置，形成開迴路斷電。 作用於活塞1〇1之油壓作用力41與開關的移動接點ιΐ2的 移幻關係圖’如第二圖⑻所示，開關的移動接點m之位移^ 與油壓作用力41成線性關係，負荷限值41〇由預力彈簽節 予，當油卿用力41超過負荷限值時，開關的移動接點n 開始移動，當負荷到達緊急停止限值州時，位移達到緊急停2 位移里421 ’電接點迅速拉開，開關的移動接點出打開，動力$ 轉控制開祕斷電’停賴觸^二_上方相迴路狀離 f關之移動接點112在彻的位置，負荷超過彈簧預力時，義 點到達4H驗置，如师)下方所示成為開 移動接謂至達411之位置，形成開迴路。狀~開關之 另-種設計賴縮預力彈#⑽置於致動桿⑽之自由端， 1305561 具有同__效益，如第三圖所示，液·之向右推力及預力 彈簧108之向左推力，兩力平衡使得致動桿105靜止，開關的移 動接點112在410之位置，與線路的固定接點⑴接觸，形成導 電通路《過負荷丨月況發生時，致動缸1σ7内液壓油體積增加， 致動桿105頂開開關的移動接點112，壓縮預力彈菁應，如第三 圖下方所不’到達411位置，形成開迴路狀態，停止動力來源， 避免危險情況發生。 由於此裝置可躺於重貞載機械，其機械結構須承受極大的 外力，因此本設計採職壓域計，具有足夠大之剛性，以防止 其機械結構純’採㈣關的機接點m與祕㈣定接點ιΐ3 接觸或分離’造成線路導f或斷f絲，有效地達細防過負荷 之安全性。 /第四圖所不’為本設計之系統示意圖，本設計之系統分為感 測系統與致動系統二大部分，感測桿刚、感測缸廳、大活塞ιι4 組成感測纽，主要功能為細貞荷油壓作用力41，接受負荷外 力大小變化’致動桿105、致動缸1〇7及小活塞115組成致動系統， 主要功能為過負荷發生時，打·谓的移動接點ιΐ2，形成開迴路 斷電致動分與感測部分由連通油f⑴所連接，液壓油可在 其内流動。 第四圖⑻將預力彈们〇8置於致動缸1〇7内，開關的移動接 點112及線路的固定接點113組成電控線路部分，預力彈簧川8 過負荷油壓作用力41時’致動缸1〇7内液壓油壓力等於預力 彈黃108預力，開關的移動接點112與線路的固定接點ιΐ3接觸， 1305561 開關的移動接點112在410之位置，形成閉迴路通電，當油壓作 用力4!超過預力彈簧觸之預力時，預力彈菁叫皮壓Z _ 的移動接點112被打開，到達411之位置，如第四圖⑼所示，造 成電控系關迴路斷電’另—種設計如第五圖所示，將預力彈菩 108置於致動桿105之自由端，第五圖⑻之開關的移動接點出 在410之位置，為閉迴路通電狀態，第五圖⑼開關的移動接點η] 被打開，到達411之位置，與第四圖具有相同的動作效益。 感測缸106内有大活塞114，致動缸1〇7内有小活塞ιΐ5，假 設大活塞114其面積為a叫、活塞115其面積為a，其工作原理說 明如下： 假設預力科108 —端固定，其預力平衡方程式為 (1) (2) ⑶ ⑷ ~ Ρ·α δ又疋負荷限值的力為

Ft=P-A^?±A = ~F a a 0 • 因為致動缸傳遞同體積液壓油給致動缸，所以

y^ = x-A _A y —x a 由(2)式可得知，利用較小的彈簧預力，可以藉由大活塞ll4 之面積及小活塞115面積之比值，將彈簧預力放大成負荷限值， 由⑶$ (4)式可知’當大活塞赫小轉時，造成小活塞移動大位 移’當負何達到時，表示感測缸壓力到達負荷限值，感測缸106 、’’二由連通油管傳遞液壓油至致動缸1⑽，致動缸内液壓油 1305561 積增大’使得致動桿105向下推 線開路’即為過負荷狀態，停止 缸107，致動缸107内的液壓油體 開移動的開關接點112，使控制導 工作，避免危險。 本設計所揭露之獅過負荷油壓動力之安全裝置，應用層面 =廣泛’舉凡配置有油壓缸之動力機械皆可制本設計之設 =。本設計利用感測缸觸量得過負荷载重，因為感測缸觸斑 致動缸浙其油壓缸内大活塞m與小活塞出截面積不同，可 =小的彈簧預力加以放大成負荷限制力值，當感測虹廳所受 負荷達到限制負荷值時’經由連通油管lu將壓力傳至致動缸 贿’因此連接致動缸107之移動的開關接點112被打開，造成控 制導線開路’具有直接感測負荷等性能，並具備構成組件簡單， 組裝方便，生產成本低廉等優勢。 【圖式簡單說明】 第一圖預防過負荷油壓動力之安全裝置原理示意圖 第-圖(a)髓過貞荷油鶴力之安全裝置接點仙力與開 關位移量之示意圖 第-圖(b)預防過負荷油壓動力之安全裝置之開關接點通路 及開路狀態示意圖 第二圖預防過負荷油壓動力之安全裝置之預力彈菁於自由 端原理示意圖 / 、 第四圖⑻預防過負荷油壓動力之安全裝置之系統示意圖 第四圖(b)預防過負荷油壓動力之安全裝置之開路狀態系統 不意圖 13 .1305561 第五圖(a)預防過負荷油壓動力之安全裝置之預力彈簧於 由端設計之系統示意圖 ’、 之女全震置之飾接點開路 第五圖(b)預防過負荷油壓動力 示意圖

第六圖獅過貞荷油壓動力之安全I置第—運用你 苐七圖預防過負荷油壓動力之安全裝置第一 苐八圖預防過負荷油墨動力之安全裝置第―、 第九圖預防過負荷油壓動力之安全裝置第四運用$ 第十圖預防過負荷油壓動力之安全裝置第 ' 【主要元件符號說明】 列 101 活塞 螺拴 102 頂圈 103 感測桿 1〇4 致動桿 105 感測缸 106 致動缸 107 預力彈簧 108 油管接頭 109 油缸封蓋 110 連通油管 111 移動接點 112 固定接點 113 14 410 1305561 負荷限值 緊急停止限值 位移 緊急停止位移量 411 42 421

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Claims (1)

1. !305561 十、申請專利範圍： 缸、纖力嫩錢，主钱活塞、感測 動接點及二=構π二 圈給予預力=! 動缸’並頂住頂圈，頂 由連通=Γ 量測到一過負齡 Β專遞至致動缸，致動缸壓縮預力，

   =造成開?，:此,在力量過大時，動力== 毛生過負荷的情形，以避免意外事件的發生。 2.如申請專利難第-項所述之預_負荷油_力之安全 :置，崎置其機構縣受極大的外力貞荷，耻_油壓缸設 什’可承受足夠大的外力衝擊，利用很小的彈簧預力，藉由大小 _活塞面積之比值’加以放大成限㈣荷值，當負荷到達限制 負何值時’錢缸_力_連通油管傳進致動缸，作用在此缸 活塞之力量大於預力彈簧的移動接點打開’造成控制導線 3·如申請專利範圍第一項所述之預防過負荷油壓動力之安全 裝^ ’可將_缸裝·張力制輪，當左右鮮惰輪拉緊動力 索T時’會將張力感測輪向下拉動，張力感測輪向下推動感測桿， 使其推動大活塞，大活塞擠壓液壓油，使感測缸存放液壓油體積 逐漸變小，液壓油被迫沿著連通油管流至致動缸，本設計之致動 缸推動小活塞，小活塞受到力量推擠，使得致動缸内之致動桿產 生向下推力，將預力彈簧向下壓縮，可打開開關的移動接點，發 17 1305561 出停止運轉之信號。 裝置項所述之預防過負荷油壓動力之安全 J肘琢測杯直接裝置於吊桿 當吊桿吊掛荷重超過負荷值時，感干、接大活塞， 測缸内液壓油，預力彈簧 妾之大活塞向下擠壓感 重超過極限辦，感測的最大極限值，當荷 管傳遞至致動缸，致動缸内之塗/由體積被壓縮，經由連通油 ^ 動缸致動缸内液壓油體積增加，使得小魅兼— 動桿推開開關的移動接點，並a 2j活基讀致 點斷開，轉停止卫作。 、’ 更使侍開關的移動接 茫置翻錢第—項所述之預_負荷油壓動力之安全 衣置’可職測缸直接安胁外敎辟下方，♦重 支Γ、’而偏向於單邊外伸支撐架時，外伸支^不僅 凸緣，固定凸緣向下伸出伸 2，感測缸内存放液壓油體積被壓縮，經由連通油管傳遞至致 2 ’致動虹内液壓油體積增大，使得小活塞帶動致動桿，向上 ㈣預力彈簧，造賴關的移動接點_，動力被切斷停止。 駐6.如申請專利範圍第1所述之過負荷油>1動力之安全 4置’感_下方吊掛—荷重’吊桿被支撐桿支撐，吊桿吊掛一 上力轉換«，下力轉換框細連縣配感測缸，並將其放置於 ^力轉換架上方’利用吊升荷重本身重力向下拉動下力轉換框 条’由於力平衡的關係’感測缸直接受到吊升物之重力，使得感 < S ) 18 1305561 測桿推動小活塞，使液壓油體積壓縮，經由連通油管傳遞液壓油 至致動缸，致動缸體積變大，致動桿向下壓縮預力彈簧，造成開 關的移動接點斷開，電控線路開迴路斷電，停止動作。

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