CN109506821A - 一种动滑轮测力计及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动滑轮测力计及使用方法，包括壳体和牵引机构；所述壳体下方设置有连接装置，壳体内部水平固定有承载轴；承载轴上通过第一轴承连接有偏心套，偏心套上通过第二轴承嵌套有偏心动滑轮，偏心套连接有传动齿轮系的一端，传动齿轮系的另一端连接有指针，指针设置在壳体外侧，壳体外侧设置有表盘，指针的旋转面与表盘平行，偏心套连接有平面涡卷弹簧的固定端，平面涡卷弹簧自由端固定在壳体内壁上；牵引机构通过牵引绳与偏心动滑轮连接。实现装卸货物时上下起吊，同时称量并指示吊装货物的重量，具有体积小，重量轻，安装拆卸便捷，数据读取直接，环境适应性强，可靠性高等特点。

Description

一种动滑轮测力计及使用方法
技术领域
本发明属于货物装卸领域，涉及一种动滑轮测力计及使用方法。
背景技术
运输机在执行舱内货物运输之前，需要将货物安全便捷地装载到舱内，同时保证装载货物之后，飞机的重心在允许范围之内；运输至目的地后，卸载货物到舱外。由于运输机舱内空间狭小，特别是在野外装卸集装箱等大体积货物时，很难借助外界工具进行装卸，需要运输机本身配备的电动吊车进行吊装，同时称量吊装货物的重量并指示，以便进行合理的布放，以保证装载货物后，飞机的重心在允许范围之内，确保飞行安全；到达目的地后，便捷安全地卸载。因此需要一种动滑轮测力计，通过钢丝绳吊装在飞机的电动吊车上，实现装卸货物时上下起吊，同时称量并指示吊装货物的重量。
运输机舱内货物运输作业在国外已比较普遍，也有相对成熟的货物吊装系统，可以满足不同运输机的配备需求。国内运输机舱内货物运输作业随着运输机的发展，其快捷、机动等优势逐渐被大家所认可，而相应货物吊装系统的研发应用还处于初期。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种动滑轮测力计及使用方法，实现装卸货物时上下起吊，同时称量并指示吊装货物的重量，具有体积小，重量轻，安装拆卸便捷，数据读取直接，环境适应性强，可靠性高等特点。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种动滑轮测力计，包括壳体和牵引机构；
所述壳体下方设置有连接装置，壳体内部水平固定有承载轴；
承载轴上通过第一轴承连接有偏心套，偏心套上通过第二轴承嵌套有偏心动滑轮，偏心套连接有传动齿轮系的一端，传动齿轮系的另一端连接有指针，指针设置在壳体外侧，壳体外侧设置有表盘，指针的旋转面与表盘平行，偏心套连接有平面涡卷弹簧的固定端，平面涡卷弹簧自由端固定在壳体内壁上；
牵引机构通过牵引绳与偏心动滑轮连接。
优选的，承载轴上通过第三轴承同轴连接有同心动滑轮，在壳体与牵引机构之间区域设置有定滑轮，牵引绳中间部分依次穿过同心动滑轮、定滑轮和偏心动滑轮。
优选的，壳体表面螺纹连接有拉杆，拉杆伸入壳体一侧的端部与平面涡卷弹簧的固定端连接。
优选的，所述连接装置采用挂钩。
优选的，偏心套轴线与承载轴轴线的偏心距为2mm～3mm。
优选的，第一轴承采用滚针轴承，第二轴承和第三轴承均采用深沟球轴承。
优选的，牵引机构设置在起重设备上。
一种动滑轮测力计的使用方法，基于上述任意一项所述的动滑轮测力计，包括以下步骤；
步骤1，将牵引绳从同心动滑轮底部穿过，绕过定滑轮上方，再从同侧穿过偏心动滑轮底部，牵引绳两端固定在牵引机构的周面上，两端的连线与牵引机构轴线平行；
步骤2，将货物与连接装置连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过偏心动滑轮在起吊货物过程中，对偏心套始终施加竖直向上的力，平面涡卷弹簧用于对偏心套进行力矩平衡，偏心套的位移量通过传动齿轮系传递给指针，参照指针转动后对应的表盘指数，能够得到货物的重量信息，既利用了滑轮原理，又利用了机械式测力计的结构简单、重复性好、可靠性高和环境适应性强等特性，同时具备动滑轮和测力计功能，实现装卸货物时上下起吊，同时称量并指示吊装货物的重量，具有体积小，重量轻，安装拆卸便捷，表盘读取直接等特点。
进一步，通过在承载轴上设置有同心动滑轮，以及在测力计外侧设置有定滑轮，牵引绳两端与牵引机构连接，中间部分依次穿过同心动滑轮、定滑轮和偏心动滑轮，实现了对大吨位货物的上下起吊，并且不会影响货物的重量称重。
进一步，通过在壳体上螺纹连接有拉杆，拉杆伸入壳体一侧的端部与平面涡卷弹簧的固定端连接，通过螺纹调整拉杆的伸出或者伸入，从而对平面涡卷弹簧施加预紧力，进而对装置进行调校或标定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1的右视图；
图3为本发明的起吊原理示意图；
图4为本发明的力矩示意图。
其中：1-承载轴；2-第三轴承；3-同心动滑轮；4-平面涡卷弹簧；5-偏心套；6-偏心动滑轮；7-表盘；8-传动齿轮系；9-指针；10-壳体；11-吊钩；12-第一轴承；13-第二轴承；14-牵引绳；15-牵引机构；16-拉杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明可以实现运输机舱内货物装卸时上下起吊，同时称量并指示吊装货物的重量。
如图2所示，电动吊车的钢丝绳穿过动滑轮测力计的同心动滑轮3和偏心动滑轮6，将动滑轮测力计吊装在电动吊车上，吊挂货物通过索具吊挂在动滑轮测力计的吊钩11上，利用滑轮原理，滚筒转动进而通过钢丝绳带动动滑轮测力计升降，实现货物的上下起吊。
如图1所示，吊钩11设置在壳体10下方，承载轴1水平设置在壳体10内部，承载轴1两端与壳体10固定连接。
承载轴1上通过第一轴承12连接有偏心套5，偏心套5上通过第二轴承13嵌套有偏心动滑轮6，偏心套5连接有传动齿轮系8的一端，传动齿轮系8的另一端连接有指针9，指针9设置在壳体10外侧，壳体10外侧设置有表盘7，指针9的旋转面与表盘7平行，表盘7上标有重量信息，偏心套5连接有平面涡卷弹簧4的固定端，平面涡卷弹簧4自由端固定在壳体10内壁上；承载轴1上通过第三轴承2同轴还连接有同心动滑轮3，在壳体10与牵引机构15之间区域设置有定滑轮，第一轴承12、第二轴承13和第三轴承2均采用滚针轴承。
牵引绳14两端与牵引机构15连接，中间部分依次穿过同心动滑轮3、定滑轮和偏心动滑轮6，实现了对大吨位货物的上下起吊，并且不会影响货物的重量称重。
如图3所示，当吊钩11吊挂物体后，物体的重力G通过壳体10传至承载轴1，再通过同心动滑轮3和偏心动滑轮6传至钢丝绳，钢丝绳同时在同心动滑轮3和偏心动滑轮6上各产生反作用力F，反作用力F之和与物体的重力G大小相等，方向相反，动滑轮测力计处于受力平衡状态。
如图4所示，承载轴1两端支撑在壳体10上，偏心套5套装在承载轴1上，偏心套5轴线与承载轴1轴线的偏心距e为2mm～3mm，平面涡卷弹簧4一端固定在偏心套5上，另一端固定在壳体10上，偏心动滑轮6安装在偏心套5上。当吊钩11吊挂物体后，偏心动滑轮6上的反作用力和偏心套5的偏心距e产生力矩M1，力矩M1促使偏心套5转动，从而带动安装在偏心套5上的平面涡卷弹簧4变形收缩产生反力矩M2。随着偏心套5转动，反力矩M2增大，当平面涡卷弹簧4的反力矩M2与力矩M1平衡时，偏心套5停止转动，实现吊装货物重量的称量。当卸下物体后，力矩M1消失，平面涡卷弹簧4恢复至初始位置，带动偏心套5回转，回复至初始位置。
偏心套5所转过的角度经过传动齿轮系8放大后通过指针9在表盘7上指示出来，经过标定，指针9在表盘7上所指位置即为吊钩11所挂物体的重量，实现吊装货物重量的指示。当偏心套5回复至初始位置时，带动指针9也回转到零位。
本装置的使用方法：通过一根完整的钢丝绳从同心动滑轮3底部穿过，绕过定滑轮上方，再从同侧穿过偏心动滑轮6底部，最后将钢丝绳的两端固定在起重设备上滚筒的同侧。固定好后，在空载情况下，钢丝绳应平展，不得出现相互扭绞的现象。动滑轮测力计加载后能自动调整同心动滑轮3和偏心动滑轮6各侧的长度。起吊过程中如发现超载，应立即停止使用，进行调校后方可再次使用。在起吊物体平稳后，读取货物离开支撑面时的示值。在使用过程中不得拆解，一经拆解，须重新标定。动滑轮测力计无需供电，可以在-55℃～+120℃温度范围内及湿热、淋雨、海洋环境条件下均可使用。
标定方法：动滑轮测力计标定时先观察指针9是否指示在与竖直方向为±3°范围内，如果不是，则应调整传动齿轮系8中与指针9配合齿轮的位置，直到指针9指示在与竖直方向为±3°范围内，粘贴0位指示牌。然后调节拉杆16上的螺母，带动拉杆16伸缩，初步调节到拉杆16深出20mm～25mm时，便通过拉杆16给平面涡卷弹簧4施加了一定的预紧力，加载满量程G，预载3次，每次预载时间不低于5min，指针9均应旋转至300°±2°位置，如指针9偏大或偏小，则再次调节拉杆16上的螺母，改变平面涡卷弹簧4的预紧力，使最终加载满程时指针9指示在300°±2°位置，且完全卸载后指针9能够回零，在300°±2°位置粘贴满程G位指示牌，以1m/s的速度均速上升3m后下降，在上升和下降过程中，指针9不能超出指示牌范围。然后通过双螺母背紧的方式锁死拉杆16。满程和零位位置确定好后，依次进行G/5、2G/5、3G/5、4G/5、G加载，在每个加载点做好标识，加载三个循环，同等载荷指示位置不能超过±2°,位置确定好后，在对应位置粘贴载荷指示牌，以1m/s的速度均速上升3m后下降，在上升和下降过程中，指针9不能超出对应载荷的指示牌范围。
调校方法：动滑轮测力计每使用一年需要调校一次，调校时应先观察同心动滑轮3和偏心动滑轮6是否转动灵活，吊钩11是否可以360°灵活转动，空载时指针9是否指示在指示0指示牌。如果正常则依次进行G/5、2G/5、3G/5、4G/5、G加载，以1m/s的速度均速上升3m后下降，在上升和下降过程中，指针9不能超出对应载荷的指示牌范围，共进行3个循环，如指示正确，则可以继续使用，如不正确，则按标定方法进行标定。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动滑轮测力计，其特征在于，包括壳体(10)和牵引机构(15)；
所述壳体(10)下方设置有连接装置，壳体(10)内部水平固定有承载轴(1)；
承载轴(1)上通过第一轴承(12)连接有偏心套(5)，偏心套(5)上通过第二轴承(13)嵌套有偏心动滑轮(6)，偏心套(5)连接有传动齿轮系(8)的一端，传动齿轮系(8)的另一端连接有指针(9)，指针(9)设置在壳体(10)外侧，壳体(10)外侧设置有表盘(7)，指针(9)的旋转面与表盘(7)平行，偏心套(5)连接有平面涡卷弹簧(4)的固定端，平面涡卷弹簧(4)自由端固定在壳体(10)内壁上；
牵引机构(15)通过牵引绳(14)与偏心动滑轮(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，承载轴(1)上通过第三轴承(2)同轴连接有同心动滑轮(3)，在壳体(10)与牵引机构(15)之间区域设置有定滑轮，牵引绳(14)中间部分依次穿过同心动滑轮(3)、定滑轮和偏心动滑轮(6)。
3.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，壳体(10)表面螺纹连接有拉杆(16)，拉杆(16)伸入壳体(10)一侧的端部与平面涡卷弹簧(4)的固定端连接。
4.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，所述连接装置采用挂钩。
5.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，偏心套(5)轴线与承载轴(1)轴线的偏心距为2mm～3mm。
6.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，第一轴承(12)采用滚针轴承，第二轴承(13)和第三轴承(2)均采用深沟球轴承。
7.根据权利要求1所述的一种动滑轮测力计，其特征在于，牵引机构(15)设置在起重设备上。
8.一种动滑轮测力计的使用方法，基于权利要求1-7任意一项所述的动滑轮测力计，其特征在于，包括以下步骤；
步骤1，将牵引绳(14)从同心动滑轮(3)底部穿过，绕过定滑轮上方，再从同侧穿过偏心动滑轮(6)底部，牵引绳(14)两端固定在牵引机构(15)的周面上，两端的连线与牵引机构(15)轴线平行；
步骤2，将货物与连接装置连接。
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