CN111562097A - 弓型板力矩限制器模拟试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弓型板力矩限制器模拟试验装置及其试验方法，包括台面，所述台面的下表面通过法兰固定有支腿，所述台面的上表面开有多个螺孔和百分表螺栓孔，所述台面的上表面两端分别通过螺栓固定有测力滑台和导向滑台，所述测力滑台上设置有立柱，所述立柱上配合固定有板环式传感器，所述板环式传感器的上安装有第一耳板，所述导向滑台上固定有拉板，所述拉板上安装有第二耳板，所述第一耳板和第二耳板之间安装有一对对称的弓型板，弓型板与两个耳板构成弓型板力矩限制器；工作可靠。

Description

弓型板力矩限制器模拟试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及起重机械安全保护试验装置技术领域，尤其是一种弓型板力矩限制器模拟试验装置及其试验方法。

背景技术

塔式起重机一般由塔身、塔臂和塔帽等部分组成，塔式起重机金属本身的承载能力与起重量与幅度的乘积即力矩直接相关。弓型板力矩限制器就是检测并限载塔式起重机力矩的一种设备。力矩限制器的结构为两片带有弧度的弓型板，两端焊接在耳板上，耳板焊接在塔帽的人字架上，塔机起吊载荷时，人字架受拉，弓型板随之受拉变形，弓型板的中部安装触头和触点，两片弓型板受拉弧度变小，触点和触头接触，出发报警装置，当载荷继续增加，停止作用的触点和触头接触，出发系统断电，载荷不能再起升或者幅度增大的方向运动，起到限制塔机过载的作用。

塔式起重机的塔身和塔臂以及人字架都是由杆件组成的桁架结构，起升和变幅机构是钢丝绳结构，由于变形和机械效率以及结构尺寸不好计算，因此要想根据塔机计算出弓形板的受力非常困难，因此一般通过控制弓型板的变形量来设定额定力矩，然后弓型板受力和变形量的关系也非常难计算。通过一个试验的装置，直接测出弓型板力矩限制器的受力和变形量的关系就显得直观重要。

目前弓型板力矩限制器几乎不进行试验，基本上是直接安装在塔机的人字架上，起吊一定的重量，运行至设定的幅度，使得力矩达到额定力矩，这时调整第一触头的长度，使得触头和触点接触，达到预警点的设定，然后继续增加重量，或者重量不变，增大幅度，使得力矩达到设定的停止点，此时调整第二触头的长度，使得触头和触点接触，达到停止点的设定。

然而这样试验存在以下缺点：

(1)产品精度无法保证。产品出厂不进行标定，安装到塔式起重机上，根据起重量和幅度，调整触头，以达确定预警、停止的触点位置。由于现场标定时，吊载的重量、塔臂长度、塔臂角度不易精确测量，所以标定的动作点的精度无法保证，也就导致力矩限制器的精度无法保证。

(2)逐台现场标定成本大，甚至无法标定。弓型板力矩限制器安装到塔式起重机上之后，调试人员需要到现场，起吊一定重量的载荷，将运行小车调整到设定位置，使得载荷重量与幅度的乘积达到预警点，调试人员调整弓型板力矩限制器上的触头，使得触头与触点接触；然后再增大载荷或者增大幅度，使得载荷重量与幅度的成绩达到停止点，调试人员调整弓型板力矩限制器上的触头，使得触头与触点接触。每台起重机都需要调试，并且要起吊最大起重量和最大幅度，现场起吊载荷不易获得，重量精确的载荷更加不易得到，幅度不宜调整到位，因此现场调试费时费力费钱。

(3)现场调试危险性大。现场调试需要达到最大力矩，且起吊载荷使塔式起重机达到最大承载能力时，调试人员必须在塔式起重机最高处的塔帽处，此处是最危险的地方之一。

(4)无法保证产品质量的一致性。每一台产品出厂时不进行调试，通过现场标定来达到使用要求，出厂的一批产品之间没有一致性。

(5)产品研发无质量保证。产品不进行设计计算，不进行出厂前标定，不管好坏都是现场标定，这样产品无质量而言。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的弓型板力矩限制器模拟试验装置及其试验方法，从而保证产品精度、质量，测试方便简单，适应性强。

本发明所采用的技术方案如下：

一种弓型板力矩限制器模拟试验装置，包括台面，所述台面的下表面通过法兰固定有支腿，所述台面的上表面开有多个螺孔和百分表螺栓孔，所述台面的上表面两端分别通过螺栓固定有测力滑台和导向滑台，所述测力滑台上设置有立柱，所述立柱上配合固定有板环式传感器，所述板环式传感器的上安装有第一耳板，所述导向滑台上固定有拉板，所述拉板上安装有第二耳板，所述第一耳板和第二耳板之间安装有一对对称的弓型板，弓型板与两个耳板构成弓型板力矩限制器；位于台面的上表面还通过紧固件固定有侧向百分表支架，所述侧向百分表支架上安装有侧向百分表，所述百分表螺栓孔上安装轴向百分表支架，所述轴向百分表支架上安装轴向百分表。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述板环式传感器成长方体结构，板环式传感器的一端开有圆孔，所述圆孔套至于立柱外部，所述板环式传感器的另一端开有长圆孔，所述长圆孔内安装第一耳板，所述圆孔与长圆孔之间的板环式传感器上安装有应变传感器，所述应变传感器的两端分开有多个工艺孔。

所述拉板成“L”型结构，所述拉板水平端底部设置有导向凸台，所述导向凸台与导向滑台配合，所述拉板的水平端开有拉环孔，所述拉环孔内安装第二耳板，所述拉板的垂直端为移动螺纹支架，所述移动螺纹支架上开有移动螺纹孔；

所述导向滑台上安装有固定螺纹支架，固定螺纹支架成“L”型结构，所述固定螺纹支架的水平端开有多个螺纹支架螺栓孔，所述固定螺纹支架的垂直端开有固定螺纹孔；

还包括螺杆，所述螺杆依次穿过固定螺纹孔和移动螺纹孔，并在螺杆的一端安装有手摇转盘。

导向滑台上还开有多个导向滑台螺栓孔。

第一耳板和第二耳板之间焊接一对对称的弓型板力矩限制器，单个弓型板力矩限制器的两端分别焊接在第一耳板和第二耳板的端面位置。

所述台面为一块水平设置的矩形平台，台面的上表面平整。

所述支腿有四个，均为矩形方管结构。

侧向百分表与弓型板力矩限制器的中部对应，轴向百分表与移动螺纹支架对应。

弓型板力矩限制器的中部还安装有触点和触头。

一种弓型板力矩限制器模拟试验装置的试验方法，包括如下操作步骤：

试验前，根据弓型板力矩限制器的长度，调整测力滑台和导向滑台的位置，并用螺栓将测力滑台和导向滑台固定在台面上；

将板环式传感器的圆孔套在测力滑台的立柱上；

将拉板的导向凸台卡进导向滑台的导向槽内；

将弓型板力矩限制器两端的耳板分别卡进板环式传感器的长圆孔和拉板的拉环孔中；

将螺杆旋进固定螺纹孔和移动螺纹孔中；

调整轴向百分表和侧向百分表，使得百分表针与移动螺纹支架以及弓型板力矩限制器接触；

转动手摇转盘，从而旋动螺杆，在螺杆的带动下，拉板轴向移动，从而使弓型板力矩限制器发生轴向变形；

板环式传感器时时采集弓型板力矩限制器的受力情况，轴向百分表时时测出弓型板力矩限制器的轴向变形，侧向百分表时时测出弓型板力矩限制器侧向变形；

记录下来弓型板力矩限制器轴向变形量、侧向变形量和轴向受力的对应关系；

试验结束后，反向旋转手摇转盘，使弓型板力矩限制器恢复初始状态，将弓型板力矩限制器直接取下即可；

再次试验重复以上步骤即可。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过试验装置，可以方便的试验每组弓型板力矩限制器的力和变形，测试方便，可以有效的保证产品的精度和质量。

同时，本发明还具备如下优点：

(1)可以出厂前测试弓型板力矩限制器的力和变形。将弓型板力矩限制器两端分别卡入板环式传感器和拉板的椭圆形孔内固定，选择螺杆，拉动拉板，可以测出弓型板力矩限制器的轴向力、轴向变形量、侧向变形量之间的关系；

(2)测试方便、简单，安装要求低。测试只需将弓型板力矩限制器两端的耳板卡入板环式传感器和拉板的椭圆形孔内即可；

(3)适应性强。由于测力滑台和导向滑台均是通过螺栓固定在台面上，台面上沿长度方向开有多个螺栓孔，根据弓型板力矩限制器的不同规格，可以移动拆下测力滑台和导向滑台其中一个，或者两个都拆下，移动到合适的位置重新固定在底板上，以适应弓型板力矩限制器长度的不同；

(4)对弓型板力矩限制器的理论研究提供试验方法。弓型板力矩限制器的设计计算复杂，涉及到材料、结构、变形、力学等多个参数，以往产品在塔机上直接标定，对弓型板力矩限制器的参数一无所知，对弓型板力矩限制器的设计和计算没有任何帮助。本实验装置可以为弓型板力矩限制器的设计计算和理论验证提供了方法。

(5)给出了产品的合格与否的判定方法。根据设计计算、结合现场标定，对某种型号对位的塔机弓型板力矩限制器产品，在本发明的试验装置上进行标定，确定下来轴向拉力、轴向变形量和侧向变形量。该批产品的各项参数均与标定的样机的试验参数一致，证明产品是合格的，与标定的样机试验参数不一致的视为不合格。

附图说明

图1为发明的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明板环式传感器的俯视图。

图4为本发明拉板的主视图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明导向滑台的俯视图。

其中：1、支腿；2、台面；3、螺孔；4、导向滑台；5、手摇转盘；6、固定螺纹孔；7、轴向百分表；8、螺杆；9、移动螺纹孔；10、拉板；11、弓型板力矩限制器；12、侧向百分表；13、板环式传感器；14、测力滑台；15、轴向百分表支架；16、百分表螺栓孔；17、长圆孔；18、应变传感器；19、圆孔； 20、导向凸台；21、移动螺纹支架；22、拉环孔；23、导向滑台螺栓孔；24、固定螺纹支架；25、螺纹支架螺栓孔；26、导向槽；27、侧向百分表支架；28、立柱；29、第一耳板；30、第二耳板；31、工艺孔。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图6所示，本实施例的弓型板力矩限制器模拟试验装置，包括台面 2，台面2的下表面通过法兰固定有支腿1，台面2的上表面开有多个螺孔3和百分表螺栓孔16，台面2的上表面两端分别通过螺栓固定有测力滑台14和导向滑台4，测力滑台14上设置有立柱28，立柱28上配合固定有板环式传感器 13，板环式传感器13的上安装有第一耳板29，导向滑台4上固定有拉板10，拉板10上安装有第二耳板30，第一耳板29和第二耳板30之间安装有一对对称的弓型板，弓型板与两个耳板构成弓型板力矩限制器11；位于台面2的上表面还通过紧固件固定有侧向百分表支架27，侧向百分表支架27上安装有侧向百分表12，百分表螺栓孔16上安装轴向百分表支架15，轴向百分表支架15 上安装轴向百分表7。

板环式传感器13成长方体结构，板环式传感器13的一端开有圆孔19，圆孔19套至于立柱28外部，板环式传感器13的另一端开有长圆孔17，长圆孔 17内安装第一耳板29，圆孔19与长圆孔17之间的板环式传感器13上安装有应变传感器18，应变传感器18的两端分开有多个工艺孔31。

拉板10成“L”型结构，拉板10水平端底部设置有导向凸台20，导向凸台20与导向滑台4配合，拉板10的水平端开有拉环孔22，拉环孔22内安装第二耳板30，拉板10的垂直端为移动螺纹支架21，移动螺纹支架21上开有移动螺纹孔9；

导向滑台4上安装有固定螺纹支架24，固定螺纹支架24成“L”型结构，固定螺纹支架24的水平端开有多个螺纹支架螺栓孔25，固定螺纹支架24的垂直端开有固定螺纹孔6；

还包括螺杆8，螺杆8依次穿过固定螺纹孔6和移动螺纹孔9，并在螺杆8 的一端安装有手摇转盘5。

导向滑台4上还开有多个导向滑台螺栓孔23。

第一耳板29和第二耳板30之间焊接一对对称的弓型板力矩限制器11，单个弓型板力矩限制器11的两端分别焊接在第一耳板29和第二耳板30的端面位置。

台面2为一块水平设置的矩形平台，台面2的上表面平整。

支腿1有四个，均为矩形方管结构。

侧向百分表12与弓型板力矩限制器11的中部对应，轴向百分表7与移动螺纹支架21对应。

弓型板力矩限制器11的中部还安装有触点和触头。

本实施例的弓型板力矩限制器模拟试验装置的试验方法，包括如下操作步骤：

试验前，根据弓型板力矩限制器11的长度，调整测力滑台14和导向滑台 4的位置，并用螺栓将测力滑台14和导向滑台4固定在台面2上；

将板环式传感器13的圆孔19套在测力滑台14的立柱28上；

将拉板10的导向凸台20卡进导向滑台4的导向槽26内；

将弓型板力矩限制器11两端的耳板分别卡进板环式传感器13的长圆孔17 和拉板10的拉环孔22中；

将螺杆8旋进固定螺纹孔6和移动螺纹孔9中；

调整轴向百分表7和侧向百分表12，使得百分表针与移动螺纹支架21以及弓型板力矩限制器11接触；

转动手摇转盘5，从而旋动螺杆8，在螺杆8的带动下，拉板10轴向移动，从而使弓型板力矩限制器11发生轴向变形；

板环式传感器13时时采集弓型板力矩限制器11的受力情况，轴向百分表7时时测出弓型板力矩限制器11的轴向变形，侧向百分表12时时测出弓型板力矩限制器11侧向变形；

记录下来弓型板力矩限制器11轴向变形量、侧向变形量和轴向受力的对应关系；

试验结束后，反向旋转手摇转盘5，使弓型板力矩限制器11恢复初始状态，将弓型板力矩限制器11直接取下即可；

再次试验重复以上步骤即可。

本发明的具体结构和功能如下：

包括一块台面2，台面2为一块水平放置的矩形平台，台面2的底部与四个支腿1通过法兰固定，四个支腿1为矩形方管结构，用于支撑台面2，台面2 上开有螺孔3和百分表螺栓孔16，螺孔3上面通过螺栓固定有导向滑台4和测力滑台14，百分表螺栓孔16通过螺栓将轴向百分表支架15、侧向百分表支架 27的底板固定在台面2上。

导向滑台4为一块矩形板，其四个角上开设有导向滑台螺栓孔23，通过螺栓穿过螺孔3、导向滑台螺栓孔23后将导向滑台4固定在台面2上，导向滑台 4的顶部设有一个L形的固定螺纹支架24，L型的底部横板开设螺纹支架螺栓孔25，配合螺栓后将固定螺纹支架24固定在台面2上，L形的固定螺纹支架 24的立板上开设有固定螺纹孔6，固定螺纹孔6用于让手摇转盘5的转动螺杆 8穿过，导向滑台4的顶部横向开设有一个矩形的导向槽26，导向槽26从导向滑台4的左侧开到导向滑台4的中间，导向槽26中用于与拉板10的导向凸台 20安装配合，起到导向作用。

导向滑台4上放置有拉板10，拉板10呈L字形，其底板的底部右侧设置有一个导向凸台20，导向凸台20与导向滑台4的导向槽26配合进行滑动，L 形拉板10的立板为移动螺纹支架21，移动螺纹支架21上开设有移动螺纹孔9，移动螺纹孔9为螺纹通孔，手摇转盘5的转动螺杆8穿过固定螺纹孔6和移动螺纹孔9，使得转动螺杆8与固定螺纹支架24、移动螺纹支架21配合形成螺纹螺杆啮合副，转动螺杆8端部与手摇转盘5连接，转动螺杆8在手摇转盘5的旋转下转动，从而带动移动螺纹支架21运动，从而带动拉板10运动，拉板10 的底板左侧开有椭圆形的拉环孔22，它用于拉住弓型板力矩限制器11另一端的耳板。

测力滑台14为一块矩形板，通过螺栓固定在台面2上，测力滑台14上面焊接立柱28，测力滑台14上还设有板环式传感器13，板环式传感器13上设有长圆孔17、应变传感器18和圆孔19，板环式传感器13两侧还开有工艺孔31，用于测量弓型板力矩限制器轴向拉力，其中长圆孔17开设于板环式传感器13 的一端，用于配合弓型板力矩限制器11一端的耳板，应变传感器18粘贴在板环式传感器13上开设的一个圆孔中，在拉力的作用下应变传感器18变形，从而计算出拉力，圆孔19为开设在板环式传感器13的另一端通孔，用于套在立柱28上，从而将板环式传感器13与立柱28固定。

测力滑台14和导向滑台4之间设置有弓型板力矩限制器11，弓型板力矩限制器11为被试验对象，其两端为对称设置的两片带有弧度的矩形薄片，矩形薄片焊接在耳板上，两个耳板均竖直设置，其中一个耳板伸进拉板10的拉环孔 22中，另一个耳板伸进板环式传感器13的长圆孔17中，从而将板力矩限制器 11连接固定，弓型板力矩限制器11的中部还安装有触点和触头。

台面2上还设置有侧向百分表支架27和轴向百分表支架15，其中侧向百分表支架27为L形结构，L形结构的底板通过螺栓固定在台面2上，立板上固定侧向百分表12，侧向百分表12与弓型板力矩限制器11的侧向接触，用于测量弓型板力矩限制器11的侧向变形；轴向百分表支架15也为L形结构，L形结构的底板通过螺栓和百分表螺栓孔16固定台面2上，立板上安装有轴向百分表7，轴向百分表7与移动螺纹支架21接触，用于测量弓型板力矩限制器11 的轴向变形。

整个装置结构简单、安装方便，成本低，可以方便的完成产品的检测工作。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：包括台面(2)，所述台面(2)的下表面通过法兰固定有支腿(1)，所述台面(2)的上表面开有多个螺孔(3)和百分表螺栓孔(16)，所述台面(2)的上表面两端分别通过螺栓固定有测力滑台(14)和导向滑台(4)，所述测力滑台(14)上设置有立柱(28)，所述立柱(28)上配合固定有板环式传感器(13)，所述板环式传感器(13)的上安装有第一耳板(29)，所述导向滑台(4)上固定有拉板(10)，所述拉板(10)上安装有第二耳板(30)，所述第一耳板(29)和第二耳板(30)之间安装有一对对称的弓型板，弓型板与两个耳板构成弓型板力矩限制器(11)；位于台面(2)的上表面还通过紧固件固定有侧向百分表支架(27)，所述侧向百分表支架(27)上安装有侧向百分表(12)，所述百分表螺栓孔(16)上安装轴向百分表支架(15)，所述轴向百分表支架(15)上安装轴向百分表(7)。

2.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：所述板环式传感器(13)成长方体结构，板环式传感器(13)的一端开有圆孔(19)，所述圆孔(19)套至于立柱(28)外部，所述板环式传感器(13)的另一端开有长圆孔(17)，所述长圆孔(17)内安装第一耳板(29)，所述圆孔(19)与长圆孔(17)之间的板环式传感器(13)上安装有应变传感器(18)，所述应变传感器(18)的两端分开有多个工艺孔(31)。

3.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：所述拉板(10)成“L”型结构，所述拉板(10)水平端底部设置有导向凸台(20)，所述导向凸台(20)与导向滑台(4)配合，所述拉板(10)的水平端开有拉环孔(22)，所述拉环孔(22)内安装第二耳板(30)，所述拉板(10)的垂直端为移动螺纹支架(21)，所述移动螺纹支架(21)上开有移动螺纹孔(9)；

所述导向滑台(4)上安装有固定螺纹支架(24)，固定螺纹支架(24)成“L”型结构，所述固定螺纹支架(24)的水平端开有多个螺纹支架螺栓孔(25)，所述固定螺纹支架(24)的垂直端开有固定螺纹孔(6)；

还包括螺杆(8)，所述螺杆(8)依次穿过固定螺纹孔(6)和移动螺纹孔(9)，并在螺杆(8)的一端安装有手摇转盘(5)。

4.如权利要求3所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：导向滑台(4)上还开有多个导向滑台螺栓孔(23)。

5.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：第一耳板(29)和第二耳板(30)之间焊接一对对称的弓型板力矩限制器(11)，单个弓型板力矩限制器(11)的两端分别焊接在第一耳板(29)和第二耳板(30)的端面位置。

6.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：所述台面(2)为一块水平设置的矩形平台，台面(2)的上表面平整。

7.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：所述支腿(1)有四个，均为矩形方管结构。

8.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：侧向百分表(12)与弓型板力矩限制器(11)的中部对应，轴向百分表(7)与移动螺纹支架(21)对应。

9.如权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置，其特征在于：弓型板力矩限制器(11)的中部还安装有触点和触头。

10.一种利用权利要求1所述的弓型板力矩限制器模拟试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

试验前，根据弓型板力矩限制器(11)的长度，调整测力滑台(14)和导向滑台(4)的位置，并用螺栓将测力滑台(14)和导向滑台(4)固定在台面(2)上；

将板环式传感器(13)的圆孔(19)套在测力滑台(14)的立柱(28)上；

将拉板(10)的导向凸台(20)卡进导向滑台(4)的导向槽(26)内；

将弓型板力矩限制器(11)两端的耳板分别卡进板环式传感器(13)的长圆孔(17)和拉板(10)的拉环孔(22)中；

将螺杆(8)旋进固定螺纹孔(6)和移动螺纹孔(9)中；

调整轴向百分表(7)和侧向百分表(12)，使得百分表针与移动螺纹支架(21)以及弓型板力矩限制器(11)接触；

转动手摇转盘(5)，从而旋动螺杆(8)，在螺杆(8)的带动下，拉板(10)轴向移动，从而使弓型板力矩限制器(11)发生轴向变形；

板环式传感器(13)时时采集弓型板力矩限制器(11)的受力情况，轴向百分表(7)时时测出弓型板力矩限制器(11)的轴向变形，侧向百分表(12)时时测出弓型板力矩限制器(11)侧向变形；

记录下来弓型板力矩限制器(11)轴向变形量、侧向变形量和轴向受力的对应关系；

试验结束后，反向旋转手摇转盘(5)，使弓型板力矩限制器(11)恢复初始状态，将弓型板力矩限制器(11)直接取下即可；

再次试验重复以上步骤即可。

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