CS211753B1

CS211753B1 - A device for measuring traction in a loaded machine part, for example in a rope

Info

Publication number: CS211753B1
Application number: CS437879A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Sova
Original assignee: Ladislav Sova
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká oboru stavebních a semnich strojů a transportních zařízení. vtfčelem vynálezu je provést zařízení umožňující měření tažné síly v zatížené části stroje, například v laně lanového závěsu, zejména v případech, kdy k měření nelze lano odlehčit, nebo uvolnit jeho konec, jako například lana velkých průměrů, nekonečná lana apod. Uvedeného účelu je dosaženo zařízením, které sestává ze dvou v jedné rovině ustavených vychylovacích dílů ve tvaru osově souměrných trojúhelníků, spojených kyvně ve vrcholu čepem střední opěry lana. Na protilehlých vrcholech vychylovacích dílů sou čepem uchyceny krajní opěry obepínáící měřené lano. Třetí vrcholy vychylovacích dílů jsou opatřeny příčníky s vodicí tyčí a jsou k sobě přibližovány pomocí zdroe tlaku, například hydraulickým válcem, ím je měřené lano střední opěrou vychýleno z původného směru. Na letmý konec vodicí tyče je ustaven měrný člen, který po ’ uvolnění hydraulického válce zachycuje reakci silového působení vektorového součtu sil působících na opěry měřeného lana, následkem jeho vychýlení. Cejchováním popsaného zařízení je stanoven převod mezi silou v měřeném laně a naměřenou silou měrným členem (obr. 3).The invention relates to the field of construction and earthmoving machines and transport equipment. The aim of the invention is to provide a device enabling the measurement of the tensile force in a loaded part of the machine, for example in a rope of a rope suspension, especially in cases where the rope cannot be relieved or its end released for measurement, such as large diameter ropes, endless ropes, etc. The stated purpose is achieved by a device consisting of two deflecting parts in the shape of axially symmetrical triangles, arranged in one plane, connected in a swinging manner at the apex by a pin of the central support of the rope. The extreme supports surrounding the measured rope are attached to the opposite apexes of the deflecting parts by a pin. The third apexes of the deflecting parts are provided with crossbars with a guide rod and are brought closer together by means of a pressure source, for example a hydraulic cylinder, by which the measured rope is deflected from its original direction by the central support. A measuring element is mounted on the flying end of the guide rod, which, after the hydraulic cylinder is released, captures the reaction of the force action of the vector sum of the forces acting on the supports of the measured rope, as a result of its deflection. By calibrating the described device, the conversion between the force in the measured rope and the force measured by the measuring element is determined (Fig. 3).

Description

(54) Zařízení k měření tažné síly v zatížené ěásti stroje, například v laně(54) Equipment for measuring traction in a loaded part of a machine, for example in a rope

Vynález se týká oboru stavebních a semnich strojů a transportních zařízení.The present invention relates to the field of construction and seed machinery and transport equipment.

_vtfčelem vynálezu je provést zařízení umožňující měření tažné síly v zatížené části stroje, například v laně lanového závěsu, zejména v případech, kdy k měření nelze lano odlehčit, nebo uvolnit jeho konec, jako například lana velkých průměrů, nekonečná lana apod.tfčelem _the invention is to provide apparatus capable of measuring tensile forces in the loaded part of the machine, for example in rope sling rope, in particular in cases where the measurement can not lighten the rope or release its end, such as cables with large diameters, endless rope like.

Uvedeného účelu je dosaženo zařízením, které sestává ze dvou v jedné rovině ustavených vychylovacích dílů ve tvaru osově souměrných trojúhelníků, spojených kyvně ve vrcholu čepem střední opěry lana. Na protilehlých vrcholech vychylovacích dílů sou čepem uchyceny krajní opěry obepínáící měřené lano. Třetí vrcholy vychylovacích dílů jsou opatřeny příčníky s vodicí tyčí a jsou k sobě přibližovány pomocí zdroe tlaku, například hydraulickým válcem, ím je měřené lano střední opěrou vychýleno z původného směru. Na letmý konec vodicí tyče je ustaven měrný člen, který po ’ uvolnění hydraulického válce zachycuje reakci silového působení vektorového součtu sil působících na opěry měřeného lana, následkem jeho vychýlení. Cejchováním popsaného zařízení je stanoven převod mezi silou v měřeném laně a naměřenou silou měrným členem (obr. 3).This is achieved by a device which consists of two axially symmetrical triangular deflection pieces arranged in a plane, connected in a pivotal manner by a pin of the central rope support. On the opposite peaks of the deflection parts, the edge supports surrounding the measured rope are attached by a pin. The third peaks of the deflection parts are provided with crossbars with a guide rod and are brought closer together by means of a pressure source, for example a hydraulic cylinder, by which the measured rope is deflected from the original direction by the central support. At the flying end of the guide rod, a measuring member is set up which, after the hydraulic cylinder has been released, captures the reaction of the force action of the vector sum of the forces acting on the abutments of the measured rope due to its deflection. By calibrating the described device, the transmission between the force in the rope to be measured and the measured force is determined by the measuring member (Fig. 3).

17531753

Vynález se týká zařízení k měření tažné síly v zatížené části stroje, například v laně lanového závěsu stavebních a zemních strojů, jeřábů, zdvihadel, lanovek,a to zejména v případech, kdy k provedení měření nelze lano lanového závěsu, například výložníku kolesového rýpadla, uvolnit.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for measuring tensile force in a loaded part of a machine, for example in a rope sling of construction and earth moving machinery, cranes, hoists, cable cars, particularly in cases where the rope sling rope, e.g. .

Dosud známá zařízení k měření tažné síly v zatížené části stroje, kde zatíženou část stroje, například lano, nelze pro měření odpojit, například u lanového závěsu, kde oba konce lana jsou ukotveny na lanovém bubnu, je měření prováděno v přípravku, do něhož se uvolněné léno vloží a vychýlí do tvaru mírné vlnovky pomocí vychylovaclho členu. Po zatížení lana se měří tenzometricky namáhání vychylovaclho členu. Ocejchováním přípravku se určí vztah mezi tahem v laně a namáháním vychylovaclho členu.Previously known devices for measuring the tensile force in a loaded part of a machine where the loaded part of the machine, for example a rope, cannot be disconnected for measurement, for example in a rope suspension where both ends of the rope are anchored on the rope drum. The flax is inserted and deflected into a slight wavy shape by means of a deflecting member. After loading the rope, the stress of the deflection member is measured by strain gauge. Calibrating the jig determines the relationship between the rope pull and the deflection member stress.

Nevýhodou tohoto řešení je nutnost uvolnění lana a dále, že tření lana v přípravku a rozdílnost průměru cejchovního lana a měřeného lana zapříčiňuje nepřesnost měření.The disadvantage of this solution is the necessity of loosening the rope and furthermore, that the friction of the rope in the jig and the different diameter of the calibration rope and the measured rope cause inaccuracy of the measurement.

Jiné známé zařízení sestává ze dvou vychylovaelch dílů, které uvolněné lano vybočí do tvaru vlnovky, v jejímž vrcholu v ose lana se oba vychylovacl díly opírají a tah v laně vytváří k opěrnému bodu vychylovaelch dílů moment síly, který je zachycen měrným táhlem, začepovaným do vychylovaelch dílů ve směru osy měřeného lana, nebo v jím rovnoběžném směru.Another known device consists of two deflected parts, which loosen the rope in the shape of a wavy line, in which at the top of the rope the two deflected parts rest and the tension in the rope creates a moment of force to the deflection point. parts in the direction of the axis of the measured rope or in its parallel direction.

Nevýhodou tohoto zařízení je nutnost uvolnění lana při montáži zařízení na lano, dále nepřenost způsobená tuhostí lana výrazně se projevující pří malém zatížení a tření lana.The disadvantage of this device is the necessity of loosening the rope when mounting the device on the rope, furthermore the uncertainty caused by the rigidity of the rope manifesting itself significantly under low load and friction of the rope.

Výěe uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k měření tažné síly v zatížené části stroje, například v laně, podle vynálezu, kde zatížení měrného členu je přímo úměrné velikosti zatížení části stroje.'Podstatou vynálezu je, že sestává ze dvou proti sobě v jedné rovině ustavených vychylovaelch dílů určených třemi body tvořících trojúhelník, kde první vychylovacl díl a druhý vychylovacl díl jsou vzájemně kyvně spojeny v jednom vrcholu čepem, na němž je též kyvně- uložena střední opěra, vůči níž jsou na protilehlých vrcholech prvního vychylovaclho dílu a druhého vychylovaclho dílu výkyvné na čepech krajních opěr souběžných s čepem střední opěry, uloženy krajní opěry s funkční plochou poloměru zakřiveni opačného smyslu vůči střední opěře. V třetím vrcholu prvního vychylovaclho dílu je kyvně uložen první příčník souběžný s čápem střední opěry, s nímž je souběžný i druhý příčník kyvně uložený v třetím vrcholu druhého vyehylovaeího dílu. Druhým příčníkem a prvním příčníkem, kolmo na osu jejich uložení, prochází suvně vodicí tyč, jejíž hlava je napojena na zdroj tlaku, který je napojen na první příčník táhly. Na letmý konec vodicí tyče mezi maticí a první příčník je ustaven měrný člen, přičemž zatížená část stroje zaujímá vychýlenou polohu danou krajními opěrami a střední opěrou.The aforementioned disadvantages are eliminated by a device for measuring the tensile force in a loaded machine part, for example in a rope, according to the invention, where the load of the measuring member is directly proportional to the load of the machine part. defined by three points forming a triangle, wherein the first and second deflection members are pivotally connected to each other at one apex by a pin on which a central abutment is also pivoted against which they are pivotable at the extremities of the first and second deviations the abutments parallel to the central abutment pin, the outer abutments are disposed with a functional radius of curvature opposite to the central abutment. At the third apex of the first deflection member, a first cross member is pivoted parallel to the center support stork with which the second cross member is pivoted at the third apex of the second deflector member. A guide rod, the head of which is connected to a pressure source which is connected to the first cross-member of the tie rods, slides slidably through the second crossbeam and the first crossbeam, perpendicular to the axis of their bearing. A measuring member is positioned at the flying end of the guide rod between the nut and the first cross member, the loaded part of the machine taking up the deflected position given by the outer abutments and the central abutment.

Výhody zařízení podle vynálezu spočívají v tom, že zařízení k měření se montuje přímo na zatíženou část stroje, například lano, což je výhodné zvláětě tam, kde lano nelze uvolnit. Zařízení umožňuje měřit tah i v lánech velkých průměrů, například 56 mm. Uontáž zařízení se provádí přímo na napnutém laně bez pomocných mechanizačních prostředků, například jeřábů. Zdroj tlaku měřicího zařízení, kterým je například hydraulický válec, je ovládán například ručním pákovým pístovým čerpadlem. Tím, že při střídavém zachycování silového působení zdrojem tlaku a měrným členem při neměnné poloze vychylovaelch dílů, se ve věech bodech uložení vychylovaelch dílů vliv tření značně omezí a přesnost měření není vlivem tření ovlivněna.The advantages of the device according to the invention are that the measuring device is mounted directly on the loaded part of the machine, for example a rope, which is advantageous especially where the rope cannot be released. The device allows to measure tension even in large diameter ropes, for example 56 mm. The installation of the device is carried out directly on the tensioned rope without the use of auxiliary machinery such as cranes. The pressure source of the measuring device, such as a hydraulic cylinder, is controlled, for example, by a hand lever piston pump. Because of the alternating engagement of the force source by the pressure source and the measuring element at the fixed position of the deflected parts, the influence of friction is greatly reduced at all points of the deflection parts and the accuracy of the measurement is not affected by the friction.

Podle použitého měrného členu lze zařízením podle vynálezu měřit statický nebo dynamický průběh sily v laně. Po početním nebo experimentálním stanovení převodu mezi silou v laně a silou na měrném členu je možno nadále cejchovat samostatně měrný člen, například tenzometrický, tlačnou silou na zatěžovaclm stroji.Depending on the measuring element used, the static or dynamic course of the force in the rope can be measured with the device according to the invention. After the numerical or experimental determination of the transmission between the rope force and the force on the measuring member, it is still possible to calibrate the measuring member separately, for example by a strain gauge, with a pressing force on the loading machine.

Na přiloženém výkrese je v příkladném provedení schematicky znázorněn předmět vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení při ustavení na napnutou ěást stroje, například lano, ve stavu před jeho vychýlením pomocí zdroje tlaku, například hydraulického válce, na obr. 2 je půdorysný pohled na horní část z obr. 1, na obr. 3 je zařízení při měření tažné síly po vychýlení měřené ěásti stroje pomocí zdroje tlaku, na obr. 4 je půdorysný pohled na horní Sást z obr. 3·BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the accompanying drawing, an exemplary embodiment schematically illustrates an object of the invention, wherein FIG. 1 shows a device when placed on a tensioned part of a machine, e.g. Fig. 4 is a top view of the upper part of Fig. 3; FIG. 4 is a plan view of the tensile force after deflection of a measured part of the machine by a pressure source;

Zařízení sestává ze dvou proti sobě v jedné rovině ustavených vychylovacích dílů určených třemi body tvořící dva osově souměrně trojúhelníky, kde první, vychylovací díl 11 a druhý vychylovací díl 12 jsou vzájemně kyvně spojeny ve vrcholu A, A.' čepem 14; na němž je též kyvně uložena střední opěra 15. vůči níž jsou na protilehlých vrcholech Β, B* prvního vychylovacího dílu 11 a druhého vychylovacího dílu 12 na čepech 16. I6' souběžných s čepem 14. kyvně uloženy krajní opěry 1 3. 13' s funkční plochou poloměru zakřivení opačného smyslu vůči střední opěře 15. Poloměr zakřivení je v souladu s dovoleným poloměrem zakřivení zatížené části 25 stroje. Ve třetím vrcholu C prvního vychylovacího dílu 11 je kyvně uložen první příčník 17. souběžně s čepem.14. s nímž je souběžný i druhý příčník 18 kyvně uložený ve třetím vrcholu C' druhého vychylovacího dílu 12.The apparatus consists of two oppositely aligned deflection members defined by three points forming two axially symmetrical triangles, wherein the first deflection member 11 and the second deflection member 12 are pivotally connected to each other at the apex A, A. pin 14; on which the central abutment 15 is also pivoted against which the opposite abutments Β, B * of the first deflection part 11 and the second deflection part 12 on the pins 16, 16 'parallel to the pin 14 are pivotally supported by the outer abutments 13, 13' the functional radius of curvature of the opposite direction to the central abutment 15. The radius of curvature is in accordance with the permissible radius of curvature of the loaded machine part 25. At the third apex C of the first deflection member 11, a first cross member 17 is pivoted parallel to the pin 14. with which the second crossmember 18 is also pivotably mounted in the third apex C 'of the second deflection piece 12.

Druhým příčníkem 18 a prvním příčníkem 17. kolmo na osu jejich uložení, prochází suvně vodicí tyč £2, jejíž hlava je napojena na zdroj 22 tlaku, kterým je například hydraulický válec, který je napojen na prvni příčník 17 táhly £0. Na letmý konec vodicí tyče ££, mezi maticí 24 a první příčník 17 je ustaven měrný člen 23. kterým je například tenzometrický snímač síly, nebo přímo ukazovací snímač síly a podobně. Táhla 20, jimiž je napojen zdroj 22 tlaku na první příčník 17. jsou v místě napojení na zdroj 22 tlaku spojena bud přímo, nebo jsou vzájemně propojena přes vahadlo 21 (obr. 2). Napojení hlavy vodicí tyče 19 na zdroj 22 tlaku je provedeno buá kloubem, nebo pevně.A guide rod 52, the head of which is connected to a pressure source 22, such as a hydraulic cylinder, which is connected to the first cross member 17 of the tie rods 60, slides slidably through the second crossbeam 18 and the first crossbeam 17 perpendicular to the bearing axis. A measuring member 23, such as a strain gauge force sensor, or a directly indicating force sensor, and the like, is arranged at the flying end of the guide rod 60 between the nut 24 and the first crossbar 17. The tie rods 20, by which the pressure source 22 is connected to the first cross member 17, are either directly connected at the point of connection to the pressure source 22 or are connected to each other via a rocker 21 (FIG. 2). The connection of the head of the guide rod 19 to the pressure source 22 is either articulated or fixed.

Při kloubovém spojení jsou táhla 20 napojena kyvně na první příčník 17 a vedena druhým příčníkem £§. Při pevném spojení hlavy vodicí tyče 19 ss zdrojem 22 tlaku jsou táhla 22 vedena mimo druhý příčník £8. Zatížená část 25 stroje, například lano, zaujímá vychýlenou polohu danou krajními opěrami ££, 13' převlečenými přes zatíženou část 25 stroje, například lano a střední opěru ££, Zdroj ££ tlaku, například hydraulický vále$, je spojen s čerpadlem, například ručním, a měrný člen 23. například tenzometrický, je spojen s tenzo metrickou aparaturou.In the articulation, the rods 20 are pivotally connected to the first cross member 17 and guided by the second cross member 60. When the guide rod head 19 is rigidly connected to the pressure source 22, the rods 22 are guided outside the second cross member 48. The loaded portion 25 of the machine, for example, the rope, has a deflected position given by the outer abutments 13, 13 'over the loaded portion 25 of the machine, for example the rope and the center abutment. a hand-held and measuring member 23, for example a strain gauge, is connected to the tensiometric apparatus.

První vychylovací díl 11 a druhý vychylovací díl 12 se při montáži spojí čepem 14 se střední opěrou 15. Střední opěra 15 se opře o zatíženou část 25 stroje, například lano, přes nějž se obě krajní opěry 1 3. 13' převlečou a spojí čepem£6, 16' s prvním vychylovacím dílem 11 a druhým vychylovacim dílem 12 v protilehlých vrcholech Β, B'.The first deflection part 11 and the second deflection part 12 are assembled by means of a pin 14 to the center support 15 during assembly. The center support 15 is supported by a loaded machine part 25, for example a rope, through which the two outer supports 13, 13 ' 6, 16 'with the first deflection member 11 and the second deflection member 12 at opposite peaks Β, B'.

Do třetího vrcholu C prvního vychylovacího dílu 11 se vsune první příčník 17 a do třetího vrcholu C’ druhého vychylovacího dílu 12 se vsune druhý příčník £8. Vodicí tyč l9 se vsune otvorem v druhém příčníku £8 a v prvém příčníku 17. Vahadlo 21 se spojí táhly 20 s prvním příčníkem 17 a jsou vedena druhým příčníkem 18.A first cross member 17 is inserted into the third apex C of the first deflection member 11 and a second cross member 8 is inserted into the third apex C 'of the second deflection member 12. The guide rod 19 is inserted through an opening in the second crossbeam 48 and the first crossbeam 17. The rocker arm 21 is connected by rods 20 to the first crossbeam 17 and is guided through the second crossbeam 18.

Mezi hlavu vodicí tyče 19 a vahadlo 21 se vloží zdroj 22 tlaku, například hydraulický válec,jehož pístní tyč se vysouvá, například pomocí ručního čerpadla. Tím se třetí vrchol C prvního vychylovacího dílu 11 přiblíží k třetímu vrcholu C' druhého vychylovacího dílu 12 na vzdálenost určenou mezeroměrkou. Současné natáčení prvního příčníku 17 a druhého příčníku £8 je zajiětěno vodicí tyčí £2· Na letmý konec vodicí tyče £2 se ustaví měrný člen 23 tak, že se lehce s vymezením vůle opírá o první příčník 17 a matici 24 na konci vo dici tyče 19. V této poloze se odečte nulové zatížení měrného členu 2.3. Uvolněním zdroje 22 tlaku se plně zatíží měrný člen 23 a odečte se jeho silové zatížení. Odečtení nulového zatížení a silového zatížení měrného členu 23 se několikrát opakuje. Při dynamickém měření je možno zdroj 22 tlaku a táhla 2Q s vahadlem 21 demontovat.A pressure source 22, for example a hydraulic cylinder, whose piston rod extends, for example by means of a hand pump, is inserted between the head of the guide rod 19 and the rocker arm 21. Thereby, the third apex C of the first deflection member 11 approaches the third apex C 'of the second deflection member 12 over a distance determined by the spacer. Simultaneous pivoting of the first crossbeam 17 and the second crossbeam 48 is secured by a guide rod 52. The measuring member 23 is positioned on the flying end of the guide rod 23 such that it slightly rests against the first crossbeam 17 and the nut 24 at the end of the rod guide. 19. In this position the zero load of the measuring element 2.3 is subtracted. By releasing the pressure source 22, the measuring member 23 is fully loaded and its force load is subtracted. The zero load and force loads of the metering element 23 are repeated several times. In the dynamic measurement, the pressure source 22 and the linkage 20 with the rocker 21 can be removed.

2H7532H753

Síla v zatížené části 2J stroje, například v laně, vyvodí na střední opěra 1.5 a krajní opěry JJ, .Lil, dle vektorového součtu sil, silové působení, které se přenáěí přes první vychylovací díl 11 a druhý vychylovací díl 12 na vodicí tyč J_2 a měrný člen 2J, který měří tlačnou sílu. Početně nebo experimentálně pomocí cejchovního lana s oky na koncích a cejchovního závaží se stanoví převodní vztah mezi tažnou silou v zatížené části 2g stroje a tlačnou silou na měrný člen 23.The force in the loaded part 2J of the machine, for example in the rope, exerts a force action on the central support 1.5 and the outer supports 11, 11a, according to the vector sum of the forces, which is transmitted through the first deflecting member 11 and the second deflecting member 12 to the guide rod 12 and a measuring member 2J that measures the compressive force. The transfer relationship between the tensile force in the loaded part 2g of the machine and the compressive force on the measuring member 23 is determined numerically or experimentally by means of a calibrating rope with lugs at the ends and a calibrating weight.

Vynález lze využít pro měření tažné síly, například v lánech, v řetězech, v drátech, kabelech a podobně.The invention can be used to measure tensile force, for example in ropes, chains, wires, cables and the like.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for measuring the tensile force in a loaded part of a machine, for example a rope, kds of the measuring member being directly proportional to the size of the loaded part of the machine, characterized in that it consists of two oppositely aligned deflection portions determined by three triangular points. wherein the first deflecting member (11) and the second deflecting member (12) are pivotally connected to each other at the apex (A, A ') by a pin (14) not having a central abutment (15) against which they are at opposite peaks (Β, B ') of the first deflection member (11) and the second deflection member (12) on the pins (16, 16 ⁷ ) parallel to the pin (14), the outer abutments (13, 13') are pivoted with a functional radius of curvature opposite to the central abutment (15), wherein at the third apex (C) of the first deflection member (11) a first cross member (17) is pivoted parallel to the pin (14) with which it is parallel a second cross member (18), pivotably mounted at a third apex (C) of the second deflection member (12) _{with a} second cross member (18) and a first cross member (17) perpendicular to the bearing axis a sliding guide bar (19) the head of which is connected to a pressure source (22) which is connected to the first cross-member (17) of the rod (20) and to the flying end of the guide rod (19) between the nut (24) and the first cross-member (17) 23), the loaded part (25) of the machine being set up by the outer abutments (13, 13 *) and the central abutment (15).