Устройство для взвешивания груза на крюке канатных грузоподъемных механизмов

 

Использование: весоизмерительная техника, для измерения масс массы груза на крюке или прицепном устройстве канатных грузоподъемных механизмов. Сущность изобретения: потенциометр, соединенный с контролируемым упругим участком грузоподъемного каната, выполнен в виде реохорда, механически связанного с барабаном грузоподъемной лебедки, а контролируемый упругий участок грузоподъемного каната размещен между головными направляющими шкивами и грузовой подвеской крюка и включает в себя две ветви, при этом один из верхних скользящих контактов в зоне направляющих шкивов соединен с соответствующим выводом четвертого плеча моста напрямую, а другой - через реохорд и оба скользящих контакта изолированы друг от друга. Реохорд выполнен сопротивлением, равным суммарному электрическому сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната между верхними скользящими контактами в условиях отсутствия груза на крюке и нахождении его в самом нижнем рабочем положении, при этом реохорд связан с барабаном грузоподъемной лебедки с возможностью увеличения сопротивления при вращении лебедки в сторону подъема груза, что обеспечивает непрерывное измерение нагрузки на конце каната, созданную поднимаемым грузом. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для измерения массы груза на крюке или прицепном устройстве канатных грузоподъемных механизмов, которыми снабжены большинство подъемно-транспортных машин, например мостовые, козловые, строительные и другие краны с крюком, а также экскаваторы-мехлопаты и драглайны. Известно "Устройство для измерения массы (а. с. N 1543243, G 01 G 9/00, СССР, 1987 г.), предназначенное для грузоподъемных механизмов, содержащее грузоподъемный узел, индикатор, двигатель, токогенератор, сумматор и дифференциатор, которые в процессе измерения массы требуют достаточно сложной аппаратуры для измерения момента на валу грузоподъемного двигателя и последующего вычисления массы.

Известный "Индикатор нагрузки крана (патент Великобритании, заявка N 1500501, IB 66 С 15/06, 1977 г. позволяет учесть и угол наклона стрелы крана, и вес части стрелы с использованием резистивных тензодатчиков. Однако тензодатчики для контроля напряжений при сдвиге, возникающих в стреле, обладают остаточной деформацией, что снижает чувствительность индикатора.

За прототип принято "Устройство для контроля натяжения каната (а.с. N 1294739, В 66 В 5/12, СССР, 1984 г.), cодержащее мост постоянного тока, три плеча которого образованы резисторами, а в четвертое включены потенциометр и контролируемый упругий участок грузоподъемного каната, намотанного на барабан грузоподъемной лебедки, источник питания, включенный в одну диагональ моста, в другую диагональ включен нуль-орган, имеющий дискретный выход.

Однако наличие упругой пружины, средняя часть которой выполнена с возможностью опирания на канат и дискретного выхода нуль-органа, ограничивает применение указанного устройства только в качестве ограничителя предельного натяжения каната. Измерить же, тем более непрерывно, любую нагрузку каната данное устройство не сможет.

Цель изобретения взвесить нагрузку на конце каната, созданную поднимаемым грузом, закрепленным за канат крюком, и расширить область применения от небольших до значительных усилий в канате, причем выполнить это непрерывно.

Эта цель достигается тем, что потенциометр выполнен в виде реохорда, механически связанного с барабаном грузоподъемного каната, контролируемый упругий участок грузоподъемного каната размещен между головными направляющими шкивами и грузовой подвеской крюка и включает в себя две ветви, на каждой из которых установлено по два скользящих контакта, при этом нижние скользящие контакты расположены в зоне грузовой подвески крюка на ее подвижной траверсе и имеют электрическое соединение между собой, а верхние скользящие контакты размещены в зоне головных направляющих шкивов и изолированы друг от друга, причем один из верхних скользящих контактов соединен с соответствующим выводом четвертого плеча моста напрямую, а другой через реохорд. К тому же реохорд связан с барабаном грузоподъемной лебедки с возможностью увеличения сопротивления при вращении грузоподъемной лебедки в сторону подъема груза, а реохорд выполнен с сопротивлением, равным суммарному электрическому сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната между двумя верхними скользящими контактами в условиях отсутствия груза на крюке и нахождении его в самом нижнем рабочем положении, при этом реохорд выполнен с возможностью установки ползунком нуля резисторного моста.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Не вызывает сомнения, что величина нагрузки на крюке канатного грузоподъемного механизма, например автокрана, влияет на упругое удлинение грузонесущего каната, которое вызывает изменение его электрического сопротивления. Для того, чтобы увеличение сопротивления каната было строго пропорциональным только полезной нагрузке на крюке, необходимо компенсировать ту часть сопротивления обеих ветвей каната, которая вызвана весом самого каната между направляющими головными шкивами и грузовой подвески груза, и весом грузовой подвески крюка с грузозахватными приспособлениями. Причем выполнить это необходимо так, чтобы при подъеме груза крюком, намотанная на барабан часть каната в виде его уменьшенного электрического сопротивления, была бы компенсирована увеличением сопротивления другого резистора. В качестве последнего предлагается реохорд, ползунок которого механически связан с барабаном лебедки и подключен таким образом, что при вращении барабана в сторону подъема груза, сопротивление реохорда увеличивается на такую же величину, на которую уменьшилось электрическое сопротивление грузонесущего каната. А поскольку изменившуюся величину сопротивления нагруженного каната предлагается измерить классической схемой резисторного моста, следовательно, полное сопротивление реохорда должно быть равно сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната, измеренных между двумя скользящими контактами у направляющих головных шкивов при отсутствии полезного груза на крюке и при условии нахождения крюка с грузозахватным вооружением в самом нижнем рабочем положении. К тому же, наличие ползунка реохорда позволяет отказаться от устройства установки нуля нуль-органа, поскольку ползунок реохорда можно устанавливать при настройке на любое грузозахватное приспособление.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема "Устройство." применительно к подъемно-транспортному механизму. На фиг.2 электрическая схема "Устройства." на фоне кинематики канатного грузоподъемного механизма. На фиг.3 фрагмент крепления головных направляющих шкивов с осью.

"Устройство." (фиг.2) содержит барабан 1 грузоподъемной лебедки, тяговый канат 2, перекинутый через два головных направляющих шкива 3 и 4, и несущий на себе подвижной блок 5 с крюком 6. Тяговый канат 2 закреплен одним концом на барабане 1 лебедки, а вторым к неподвижной подвеске 7. Головные направляющие шкивы 3 и 4 закреплены на неподвижной траверсе 8, несущей также токоподводящую рамку 9 со скользящими контактами 10,11, разделенные изолированной вставкой 12, с изоляторами 13,14. Подвижной блок 5 несет на себе изолированную траверсу 15 с размещенными на ней с помощью проводящего зажима 16 скользящими контактами 17 и 18.

Вал барабана 1 грузоподъемной лебедки механически связан с ползунком 19 реохорда 20, один конец которого соединен с ползунком электрически таким образом, что при вращении барабана лебедки в сторона подъема груза, величина сопротивления реохорда увеличивается на величину сопротивления намотанного на барабан каната. Головные направляющие шкивы 3 и 4 закреплены соответственно на осях 21 и 22, изолированные друг от друга и от корпуса механизма изолирующими втулками 23 (фиг.3).

Источник постоянного тока для питания резисторного моста может быть строго адресован по полярности в случае использования "Устройства." в механизмах с собственным бортовым источником постоянного тока, например в автокранах и некоторых экскаваторах. В отсутствие бортового источника питания, такая строгая адресация полярности питания резисторного моста необязательна.

Устройство работает следующим образом. При подъеме груза крюком 6 происходит упругое удлинение обеих ветвей каната R₁, и R₂, находящихся между головными направляющими шкивами 3 и 4 (верхние скользящие контакты 10,11) и подвижным блоком 5 (нижние скользящие контакты 17,18). Сумма этих сопротивлений (R₁ + R₂) R_1-2 и образует рабочую часть измерительного плеча. Последовательно включенный с ней реохорд R_px предназначен для устранения (компенсации) собственного веса этих ветвей каната и подвижного блока 5 с крюком 6 с грузозахватным вооружением (стропами).

Возрастание величины сопротивления R_1-2 одного плеча приведет к изменению разности потенциалов в измерительной диагонали моста, в которую включен измерительный прибор (например милливольтметр pV). Достаточно проградуировать его в величинах массы (кг, тн) и поместить, например, в кабину водителя или машиниста крана, чтобы точно знать, груз какой массы находится на крюке. При пользовании стропами, их необходимо навешивать на крюк, чтобы настроить реохордом 19, поворачивая его относительно вала барабана лебедки 1, резисторный мост на нуль.

Таким образом, удается взвесить массу груза, подвешенную на крюк, а использование в качестве упругого элемента тягового каната позволяет осуществлять это непрерывно, в какой бы точке подъема не находился груз. Кроме того, достаточно включить, например, вольтметр параллельно реохорду, чтобы по нему можно было определить высоту подъема крюка, а следовательно, и груза, что может быть использовано при разработке "Устройства для защиты от недоподъема груза", потребность в котором остро испытывают все кран-балки металлургических и машиностроительных заводов.

Формула изобретения

1. Устройство для взвешивания груза на крюке канатных грузоподъемных механизмов, содержащее мост постоянного тока, три плеча которого образованы резисторами, а в четвертое включены потенциометр и контролируемый упругий участок грузоподъемного каната, намотанного на барабан грузоподъемной лебедки, источник питания, включенный в одну диагональ моста, измерительный прибор, включенный во вторую диагональ моста, отличающееся тем, что потенциометр выполнен в виде реохорда, механически связанного с барабаном грузоподъемной лебедки, контролируемый упругий участок грузоподъемного каната размещен между головными направляющими шкивами и грузовой подвеской крюка и включает в себя две ветви, на каждой из которых установлено по два скользящих контакта, при этом нижние скользящие контакты расположены в зоне грузовой подвески крюка на ее подвижной траверсе, а верхние скользящие контакты размещены в зоне головных направляющих шкивов и изолированы друг от друга, причем один из верхних скользящих контактов соединен с соответствующим выводом четвертого плеча напрямую, а другой через реохорд.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реохорд связан с барабаном грузоподъемной лебедки с возможностью увеличения сопротивления при вращении грузоподъемной лебедки в сторону подъема груза.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что реохорд выполнен с возможностью установки ползунком нуля резисторного моста.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что реохорд выполнен сопротивлением, равным суммарному электрическому сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната между верхними скользящими контактами в условиях отсутствия груза на крюке и нахождении его в самом нижнем рабочем положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3