CN108394812B - 一种起重机缆索拉伸量监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种起重机缆索拉伸量监测方法，假定螺纹一的螺旋升角为α1，螺纹二的螺旋升角为α2；第二缓和面的长度为L；固定套一的内径和外径分别为D1和D2；在第一激光接收器和第二激光接收器分别接收到激光发射器发出的激光的该时间段内，滑杆相对固定套一转动的角度和滑杆相对固定套二转动的角度相同，固定套一与滑套的相对轴向位移即为单个第二缓和面的长度，待求的此期间内固定套一和固定套二的相对位移为S，假定在此期间内滑杆的转动角度为α3，固定套一相对滑套旋转α3后的轴向位移为tanα2*D2*α3/π，即L；则α3＝L*π/(tanα2*D2)，则待求位移S＝tanα1*D1*α3/π。本发明具有换算简单、误差小等优点。
Description
技术领域
本发明涉及起重机的监测，特别涉及一种起重机缆索拉伸量监测方法。
背景技术
起重机，特别是缆索式起重机，缆索起到承载和导向的作用，如申请号为【CN200710109902.9】的中国专利中，公开了一种移动式起重机备，有俯仰自如地安装有起重臂的一端的基座机械，在该起重臂的前端俯仰自如地安装有吊杆，并且备有使吊杆俯仰的吊杆俯仰装置和从吊杆的前端吊下吊钩进行提升下放的钩上卷装置。该吊杆俯仰装置备有：吊杆俯仰卷扬机，搭载于基座机械上；吊杆俯仰缆索，通过吊杆俯仰卷扬机进行卷取或退绕操作；吊杆俯仰用的下部及上部延展器，卷挂吊杆俯仰缆索；撑杆，可绕水平轴在前后方向上转动地安装在起重臂的顶部；吊杆牵索，连结撑杆和吊杆；撑杆牵索，连结撑杆和上部延展器。进而，该上述钩上卷装置具有：钩上卷卷扬机，搭载于基座机械上；钩上卷缆索，通过钩上卷卷扬机进行卷取或退绕操作；钩上卷导向滑轮，对钩上卷缆索从上述起重臂的顶部向吊杆前端侧进行导向，该钩上卷导向滑轮以下述状态设于起重臂的顶部：在移动式起重机的组装或分解时，可以沿起重臂上表面对钩上卷缆索向载置于起重臂基端侧的上部延展器进行折回导向。由此可见，很多部位的传动都是依赖缆索进行的。还有一种桥门式缆索起重机，如申请号为【CN201820382298.0】的中国专利所公开的内容，其中缆索也具有超强承载力的特点；又如申请号为【CN206521220U】的中国专利中，小车的滑动运行也依赖缆索的牵引，如此可见，在缆索式起重机中，缆索的负荷、即使疲劳程度和拉伸变形量对起重机的安全性极为关键，其中，在缆索受拉时，存在的拉伸变形量是起重机运行安全、疲劳控制的重要参数。
起重机缆索的拉伸量监测，难度系数大，因钢丝绳变形程度较小，极限的缆索拉伸变形量也很微小，缆索拉伸变形程度过大而造成安全隐患，从而，监测精度和监测实时性变得尤为关键。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种起重机缆索拉伸量监测方法，本发明所要解决的技术问题是如何通过机械结构，对缆索的拉伸数据进行放大，以减小监测误差，并对放大后的拉伸数据进行还原，以精准监测缆索的拉伸量。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种起重机缆索拉伸量监测方法，起重机包括缆索，其特征在于，本监测系统包括若干个设置在缆索上的拉伸量测量装置和一个主控制单元，所述拉伸量测量装置包括固定套一、固定套二、滑套、激光发射器、若干个第一激光接收器和若干个第二激光接收器，所述固定套一和固定套二均具有允许缆索穿过的安装孔，所述固定套一和固定套二与缆索之间固定相连，所述固定套一插设在固定套二内，所述固定套一和固定套二之间通过螺纹一转动连接，所述滑套插设在固定套一内，所述滑套与固定套一之间通过螺纹二转动连接，所述固定套一上具有若干导向凸条，所述固定套二上具有与导向凸条对应的导向槽，所述激光接收器设置在固定套一上，所述激光接收器设置在固定套二上，所述螺纹一与螺纹二的螺旋升角之比大于20；每个拉伸测量装置上均设置有与激光发射器、第一激光接收器和第二激光接收器相连的辅助控制单元。
所述固定套二上具有一向外凸起的安装盒，所述安装盒内固定设置有一折射板，所述折射板的内侧具有平直的入射面，所述折射板的外侧由若干折射段首尾相连而成，所述折射段包括与入射面平行的第一缓和面和第二缓和面，所述折射段还包括与缓和面之间呈锐角的第一折射面和与第一折射面对称的第二折射面，所述第一缓和面、第一折射面、第二缓和面和第二折射面首尾相连，所述第一激光接收器能够接收第二缓和面与第一折射面相接处的第一折射面上折射出的激光，所述第二激光接收器能够接收第二缓和面与第二折射面相接处的第二折射面上折射出的激光。
缆索的拉伸量折算方法如下：缆索的拉伸量计算方法如下：
假定螺纹一的螺旋升角为α1，螺纹二的螺旋升角为α2；第二缓和面的长度为L；固定套一的内径和外径分别为D1和D2；在第一激光接收器和第二激光接收器分别接收到激光发射器发出的激光的该时间段内，滑杆相对固定套一转动的角度和滑杆相对固定套二转动的角度相同，固定套一与滑套的相对轴向位移即为单个第二缓和面的长度，待求的此期间内固定套一和固定套二的相对位移为S，假定在此期间内滑杆的转动角度为α3，固定套一相对滑套旋转α3后的轴向位移为tanα2*D2*α3/π，即L；则α3＝L*π/(tanα2*D2)，则待求位移S＝tanα1*D1*α3/π。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述缆索与固定套一之间焊接，所述缆索与固定套二之间通过轴承相连。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述缆索与固定套一之间、缆索与固定套二之间均焊接。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述螺纹一与螺纹二的螺旋升角之比为40。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述主控制单元无线接收各辅助控制单元检测到的激光接收信号，并对激光接收信号进行处理和计算；所述主控制单元包括一报警单元。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述固定套一、固定套二和滑套均为陶瓷材质制成。
减小温度因素，减小固定套一、固定套二和滑套三者之间相对位移的误差，提高监测精度。
在上述的一种起重机缆索拉伸量监测方法中，所述固定套二内设置有一温度传感器，所述辅助控制单元接收温度传感器的数据，并发送至主控制单元。
针对该缆索热膨胀系数，对监测到的缆索的拉伸量，结合温度的影响，精准的折算出缆索拉伸量，同时，缆索因疲劳、环境影响等造成高温时，也会通过主控制单元进行报警提示。
本监测系统，通过螺纹一和螺纹二的螺纹升角的差异，对固定套一和固定套二，即固定套一和固定套二与缆索固定点之间的该段缆索发生的拉伸位移进行第一次放大，然后又通过反射板上的第一反射面和第二反射面进行二次放大，从而降低监测数据误差，提高监测精度。
根据缆索材料、耐拉强度的不同，反射板配合各第一激光接收器和第二激光接收器，将监测段分隔为多个，分别进行不同程度的提示或报警，从而便于对缆索的手拉情况进行监测，通过主控制单元可以进行实时监测。
附图说明
图1是本监测系统的整体结构示意图。
图2是本监测系统中反射板的结构示意图。
图3是图1中A方向上的截面图。
图中，1、缆索；21、固定套一；22、固定套二；23、滑套；31、激光发射器；32、第一激光接收器；33、第二激光接收器；41、螺纹一；42、螺纹二；51、导向凸条；52、导向槽；6、安装盒；7、折射板；71、入射面；72、第一缓和面；73、第二缓和面；74、第一折射面；75、第二折射面。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图3所示，起重机包括缆索1，本监测系统包括若干个设置在缆索1上的拉伸量测量装置和一个主控制单元，拉伸量测量装置包括固定套一21、固定套二22、滑套23、激光发射器31、若干个第一激光接收器32和若干个第二激光接收器33，固定套一21和固定套二22均具有允许缆索1穿过的安装孔，固定套一21和固定套二22与缆索1之间固定相连，固定套一21插设在固定套二22内，固定套一21和固定套二22之间通过螺纹一41转动连接，滑套23插设在固定套一21内，滑套23与固定套一21之间通过螺纹二42转动连接，固定套一21上具有若干导向凸条51，固定套二22上具有与导向凸条51对应的导向槽52，激光接收器设置在固定套一21上，激光接收器设置在固定套二22上，螺纹一41与螺纹二42的螺旋升角之比大于20；每个拉伸测量装置上均设置有与激光发射器31、第一激光接收器32和第二激光接收器33相连的辅助控制单元。
如图1和图2所示，固定套二22上具有一向外凸起的安装盒6，安装盒6内固定设置有一折射板7，折射板7的内侧具有平直的入射面71，折射板7的外侧由若干折射段首尾相连而成，折射段包括与入射面71平行的第一缓和面72和第二缓和面73，折射段还包括与缓和面之间呈锐角的第一折射面74和与第一折射面74对称的第二折射面75，第一缓和面72、第一折射面74、第二缓和面73和第二折射面75首尾相连，第一激光接收器32能够接收第二缓和面73与第一折射面74相接处的第一折射面74上折射出的激光，第二激光接收器33能够接收第二缓和面73与第二折射面75相接处的第二折射面75上折射出的激光。
缆索1与固定套一21之间焊接，缆索1与固定套二22之间通过轴承相连；以避免缆索扭曲。
缆索1与固定套一21之间、缆索1与固定套二22之间均焊接。
螺纹一41与螺纹二42的螺旋升角之比为40。
主控制单元无线接收各辅助控制单元检测到的激光接收信号，并对激光接收信号进行处理和计算；主控制单元包括一报警单元；固定套一21、固定套二22和滑套23均为陶瓷材质制成。
减小温度因素，减小固定套一21、固定套二22和滑套23三者之间相对位移的误差，提高监测精度。
固定套二22内设置有一温度传感器，辅助控制单元接收温度传感器的数据，并发送至主控制单元；针对该缆索1热膨胀系数，对监测到的缆索1的拉伸量，结合温度的影响，精准的折算出缆索1拉伸量，同时，缆索1因疲劳、环境影响等造成高温时，也会通过主控制单元进行报警提示。
缆索1的拉伸量计算方法如下：
假定螺纹一41的螺旋升角为α1，螺纹二42的螺旋升角为α2；第二缓和面73的长度为L；固定套一21的内径和外径分别为D1和D2；在第一激光接收器32和第二激光接收器33分别接收到激光发射器31发出的激光的该时间段内，滑杆相对固定套一21转动的角度和滑杆相对固定套二22转动的角度相同，固定套一21与滑套23的相对轴向位移即为单个第二缓和面73的长度，待求的此期间内固定套一21和固定套二22的相对位移为S，假定在此期间内滑杆的转动角度为α3，固定套一21相对滑套23旋转α3后的轴向位移为tanα2*D2*α3/π，即L；则α3＝L*π/tanα2*D2，则待求位移S＝tanα1*D1*α3/π。
本监测系统，通过螺纹一41和螺纹二42的螺纹升角的差异，对固定套一21和固定套二22，即固定套一21和固定套二22与缆索1固定点之间的该段缆索1发生的拉伸位移进行第一次放大，然后又通过反射板上的第一反射面和第二反射面进行二次放大，从而降低监测数据误差，提高监测精度。
根据缆索1材料、耐拉强度的不同，反射板配合各第一激光接收器32和第二激光接收器33，将监测段分隔为多个，分别进行不同程度的提示或报警，从而便于对缆索1的手拉情况进行监测，通过主控制单元可以进行实时监测。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种起重机缆索拉伸量监测方法，起重机包括缆索(1)，其特征在于，本监测系统包括若干个设置在缆索(1)上的拉伸量测量装置和一个主控制单元，所述拉伸量测量装置包括固定套一(21)、固定套二(22)、滑套(23)、激光发射器(31)、若干个第一激光接收器(32)和若干个第二激光接收器(33)，所述固定套一(21)和固定套二(22)均具有允许缆索(1)穿过的安装孔，所述固定套一(21)和固定套二(22)与缆索(1)之间固定相连，所述固定套一(21)插设在固定套二(22)内，所述固定套一(21)和固定套二(22)之间通过螺纹一(41)转动连接，所述滑套(23)插设在固定套一(21)内，所述滑套(23)与固定套一(21)之间通过螺纹二(42)转动连接，所述固定套一(21)上具有若干导向凸条(51)，所述固定套二(22)上具有与导向凸条(51)对应的导向槽(52)，所述激光接收器设置在固定套一(21)上，所述激光接收器设置在固定套二(22)上，所述螺纹一(41)与螺纹二(42)的螺旋升角之比大于20；每个拉伸测量装置上均设置有与激光发射器(31)、第一激光接收器(32)和第二激光接收器(33)相连的辅助控制单元；
所述固定套二(22)上具有一向外凸起的安装盒(6)，所述安装盒(6)内固定设置有一折射板(7)，所述折射板(7)的内侧具有平直的入射面(71)，所述折射板(7)的外侧由若干折射段首尾相连而成，所述折射段包括与入射面(71)平行的第一缓和面(72)和第二缓和面(73)，所述折射段还包括与缓和面之间呈锐角的第一折射面(74)和与第一折射面(74)对称的第二折射面(75)，所述第一缓和面(72)、第一折射面(74)、第二缓和面(73)和第二折射面(75)首尾相连，所述第一激光接收器(32)能够接收第二缓和面(73)与第一折射面(74)相接处的第一折射面(74)上折射出的激光，所述第二激光接收器(33)能够接收第二缓和面(73)与第二折射面(75)相接处的第二折射面(75)上折射出的激光；
缆索(1)的拉伸量折算方法如下：缆索(1)的拉伸量计算方法如下：
假定螺纹一(41)的螺旋升角为α1，螺纹二(42)的螺旋升角为α2；第二缓和面(73)的长度为L；固定套一(21)的内径和外径分别为D1和D2；在第一激光接收器(32)和第二激光接收器(33)分别接收到激光发射器(31)发出的激光的该时间段内，滑杆相对固定套一(21)转动的角度和滑杆相对固定套二(22)转动的角度相同，固定套一(21)与滑套(23)的相对轴向位移即为单个第二缓和面(73)的长度，待求的此期间内固定套一(21)和固定套二(22)的相对位移为S，假定在此期间内滑杆的转动角度为α3，固定套一(21)相对滑套(23)旋转α3后的轴向位移为tanα2*D2*α3/π，即L；则α3＝L*π/(tanα2*D2)，则待求位移S＝tanα1*D1*α3/π。
2.根据权利要求1所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述缆索(1)与固定套一(21)之间焊接，所述缆索(1)与固定套二(22)之间通过轴承相连。
3.根据权利要求1所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述缆索(1)与固定套一(21)之间、缆索(1)与固定套二(22)之间均焊接。
4.根据权利要求1或2或3所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述螺纹一(41)与螺纹二(42)的螺旋升角之比为40。
5.根据权利要求1或2或3所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述主控制单元无线接收各辅助控制单元检测到的激光接收信号，并对激光接收信号进行处理和计算；所述主控制单元包括一报警单元。
6.根据权利要求1或2或3所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述固定套一(21)、固定套二(22)和滑套(23)均为陶瓷材质制成。
7.根据权利要求1或2或3所述一种起重机缆索拉伸量监测方法，其特征在于，所述固定套二(22)内设置有一温度传感器，所述辅助控制单元接收温度传感器的数据，并发送至主控制单元。
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