JP2021187663A - Device, program, and method for evaluating fatigue damage of mobile crane - Google Patents
Device, program, and method for evaluating fatigue damage of mobile crane Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021187663A JP2021187663A JP2020097559A JP2020097559A JP2021187663A JP 2021187663 A JP2021187663 A JP 2021187663A JP 2020097559 A JP2020097559 A JP 2020097559A JP 2020097559 A JP2020097559 A JP 2020097559A JP 2021187663 A JP2021187663 A JP 2021187663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatigue damage
- evaluation target
- boom
- evaluation
- stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 142
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 15
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、移動式クレーンの疲労損傷評価装置、疲労損傷評価プログラムおよび疲労損傷評価方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、移動式クレーンの下部構造体の疲労損傷を評価するための装置、プログラムおよび方法に関する。 The present invention relates to a fatigue damage evaluation device for a mobile crane, a fatigue damage evaluation program, and a fatigue damage evaluation method. More specifically, the present invention relates to devices, programs and methods for assessing fatigue damage to the substructure of a mobile crane.
移動式クレーンの構成部材のメンテナンス時期の到来を作業量に基づき判断することがある。例えば、特許文献1には、ホイールクレーンの下部走行体の被害量を算出することが開示されている。港湾荷役を行なう場合、クレーン装置は約90度の旋回範囲内での作業を繰り返す。そこで、上部旋回体の旋回中心周りに4つの旋回範囲を設け、旋回範囲毎に被害量を算出する。旋回範囲毎の被害量が均一になるように、オペレータがホイールクレーンの岸壁に対する向きを適宜変更する。そうすることで、下部走行体の特定箇所の部材が早期に疲労破壊することを抑制できる。 The arrival of maintenance time for the components of mobile cranes may be determined based on the amount of work. For example, Patent Document 1 discloses that the amount of damage to the lower traveling body of a wheel crane is calculated. When carrying out port cargo handling, the crane device repeats the work within a turning range of about 90 degrees. Therefore, four turning ranges are provided around the turning center of the upper turning body, and the amount of damage is calculated for each turning range. The operator appropriately changes the orientation of the wheel crane with respect to the quay so that the amount of damage for each turning range is uniform. By doing so, it is possible to prevent the member at a specific position of the lower traveling body from being fatigued and broken at an early stage.
移動式クレーンの場合、旋回台を支持する部材に生じる応力はブームの旋回角によって大きく変わる。しかし、従来技術では、ブームの旋回角を考慮して疲労損傷を評価することはなされておらず、評価精度が低かった。 In the case of a mobile crane, the stress generated in the member supporting the swivel table varies greatly depending on the swivel angle of the boom. However, in the prior art, fatigue damage is not evaluated in consideration of the turning angle of the boom, and the evaluation accuracy is low.
本発明は上記事情に鑑み、移動式クレーンの構成部材の疲労損傷を精度よく評価できる疲労損傷評価装置、疲労損傷評価プログラムおよび疲労損傷評価方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a fatigue damage evaluation device, a fatigue damage evaluation program, and a fatigue damage evaluation method capable of accurately evaluating fatigue damage of components of a mobile crane.
第1発明の疲労損傷評価装置は、評価対象部位を含む下部構造体と、該下部構造体に搭載された旋回台と、該旋回台に設けられたブームとを有する移動式クレーンの疲労損傷評価装置であって、前記ブームに作用する倒伏モーメントを測定するモーメント測定器と、前記ブームの旋回角を測定する旋回角測定器と、前記モーメント測定器および前記旋回角測定器の測定値が入力される演算装置と、を備え、前記演算装置は、吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求めることを特徴とする。
第2発明の疲労損傷評価装置は、第1発明において、前記演算装置は、前記倒伏モーメントの測定値の定格値に対する比率である負荷率を求め、前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求めることを特徴とする。
第3発明の疲労損傷評価装置は、第1または第2発明において、前記演算装置は、前記評価対象部位の使用開始時から現在までの前記累積疲労損傷値を求め、前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断することを特徴とする。
第4発明の疲労損傷評価装置は、第1〜第3発明のいずれかにおいて、前記評価対象部位は前記旋回台が搭載されたフレームの前方部分または後方部分であることを特徴とする。
第5発明の疲労損傷評価装置は、第1〜第3発明のいずれかにおいて、前記評価対象部位は前記旋回台とフレームとの間に介在する旋回ベアリングを該フレームに固定するボルトであることを特徴とする。
第6発明の疲労損傷評価プログラムは、評価対象部位を含む下部構造体と、該下部構造体に搭載された旋回台と、該旋回台に設けられたブームとを有する移動式クレーンの疲労損傷評価をするようコンピュータを機能させるための疲労損傷評価プログラムであって、前記ブームに作用する倒伏モーメントおよび前記ブームの旋回角の測定値が入力され、吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求めるよう、コンピュータを機能させることを特徴とする。
第7発明の疲労損傷評価プログラムは、第6発明において、前記倒伏モーメントの測定値の定格値に対する比率である負荷率を求め、前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求めるよう、コンピュータを機能させることを特徴とする。
第8発明の疲労損傷評価プログラムは、第6または第7発明において、前記評価対象部位の使用開始時から現在までの前記累積疲労損傷値を求め、前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断するよう、コンピュータを機能させることを特徴とする。
第9発明の疲労損傷評価方法は、評価対象部位を含む下部構造体と、該下部構造体に搭載された旋回台と、該旋回台に設けられたブームとを有する移動式クレーンの疲労損傷評価方法であって、前記ブームに作用する倒伏モーメントを測定し、前記ブームの旋回角を測定し、吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求めることを特徴とする。
第10発明の疲労損傷評価方法は、第9発明において、前記倒伏モーメントの測定値の定格値に対する比率である負荷率を求め、前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求めることを特徴とする。
第11発明の疲労損傷評価方法は、第9または第10発明において、前記評価対象部位の使用開始時から現在までの前記累積疲労損傷値を求め、前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断することを特徴とする。
The fatigue damage evaluation device of the first invention evaluates fatigue damage of a mobile crane having a substructure including an evaluation target portion, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel. In the device, a moment measuring device for measuring the lodging moment acting on the boom, a turning angle measuring device for measuring the turning angle of the boom, and measured values of the moment measuring device and the turning angle measuring device are input. The calculation device is provided with a calculation device, and the calculation device has a fluctuation range of stress generated in the evaluation target portion based on the measured values of the lodging moment and the turning angle for each operation from the ground cutting to the landing of the suspended load. The feature is that the stress amplitude ratio, which is the ratio to the total rated stress amplitude, is obtained, the one-work fatigue damage value is obtained from the stress amplitude ratio, and the one-work fatigue damage value in a predetermined period is integrated to obtain the cumulative fatigue damage value. And.
In the first invention, the fatigue damage evaluation device of the second invention obtains a load factor, which is a ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value, from the change of the turning angle in the one work period. It is characterized in that the amplitude ratio of the stress generated in the evaluation target portion is obtained, and the stress amplitude ratio is obtained by multiplying the load factor by the amplitude ratio.
In the first or second invention, the fatigue damage evaluation device of the third invention obtains the cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present, and the cumulative fatigue damage value is the said. It is characterized in that it is determined that the life of the evaluation target site has reached the end when the life threshold determined for the evaluation target site is exceeded.
The fatigue damage evaluation device of the fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the evaluation target portion is a front portion or a rear portion of a frame on which the swivel table is mounted.
In any one of the first to third inventions, the fatigue damage evaluation device of the fifth invention indicates that the evaluation target portion is a bolt that fixes a swivel bearing interposed between the swivel table and the frame to the frame. It is a feature.
The fatigue damage evaluation program of the sixth invention is a fatigue damage evaluation of a mobile crane having a substructure including an evaluation target site, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel. It is a fatigue damage evaluation program to make the computer function so that the measured values of the lodging moment acting on the boom and the turning angle of the boom are input, and each work from the ground cutting to the landing of the suspended load is performed. Based on the measured values of the lodging moment and the turning angle, the stress amplitude ratio, which is the ratio of the fluctuation range of the stress generated in the evaluation target site to the total rated stress amplitude, is obtained, and the one-work fatigue damage value is obtained from the stress amplitude ratio. It is characterized in that the computer functions so as to accumulate the one-work fatigue damage values in a predetermined period and obtain the cumulative fatigue damage values.
In the sixth invention, the fatigue damage evaluation program of the seventh invention obtains a load factor which is a ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value, and changes the turning angle during the one work period to the evaluation target portion. It is characterized in that the computer functions so as to obtain the amplitude ratio of the generated stress and to obtain the stress amplitude ratio by multiplying the load factor by the amplitude ratio.
In the sixth or seventh invention, the fatigue damage evaluation program of the eighth invention obtains the cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present, and the cumulative fatigue damage value is the evaluation target site. It is characterized in that the computer functions so that it is determined that the life of the evaluation target portion has reached the end of the life when the life threshold defined above is exceeded.
The fatigue damage evaluation method of the ninth invention is a fatigue damage evaluation of a mobile crane having a substructure including an evaluation target portion, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel. In the method, the lodging moment acting on the boom is measured, the turning angle of the boom is measured, and the measured values of the lodging moment and the turning angle are used for each operation from the ground cutting to the landing of the suspended load. Based on this, the stress amplitude ratio, which is the ratio of the fluctuation range of the stress generated in the evaluation target site to the total rated stress amplitude, is obtained, the one-work fatigue damage value is obtained from the stress amplitude ratio, and the one-work fatigue damage value in a predetermined period is integrated. Then, the cumulative fatigue damage value is obtained.
In the ninth invention, the fatigue damage evaluation method of the tenth invention obtains a load factor which is a ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value, and changes in the turning angle during the one work period to the evaluation target portion. It is characterized in that the amplitude ratio of the generated stress is obtained, and the stress amplitude ratio is obtained by multiplying the load factor by the amplitude ratio.
In the ninth or tenth invention, the fatigue damage evaluation method of the eleventh invention obtains the cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present, and the cumulative fatigue damage value is the evaluation target site. It is characterized in that it is determined that the life of the evaluation target portion has reached the end of the life when the life threshold defined above is exceeded.
第1および第2発明によれば、ブームの旋回角を考慮した応力振幅比に基づいて累積疲労損傷値を求めるため、評価対象部位の疲労損傷を精度よく評価できる。
第3発明によれば、評価対象部位の寿命が到来したことを検知できるので、適切な時期にメンテナンスを促すことができる。
第4発明によれば、フレームの前方部分または後方部分の疲労損傷を精度よく評価できる。
第5発明によれば、旋回ベアリングを固定するボルトの疲労損傷を精度よく評価できる。
第6および第7発明によれば、ブームの旋回角を考慮した応力振幅比に基づいて累積疲労損傷値を求めるため、評価対象部位の疲労損傷を精度よく評価できる。
第8発明によれば、評価対象部位の寿命が到来したことを検知できるので、適切な時期にメンテナンスを促すことができる。
第9および第10発明によれば、ブームの旋回角を考慮した応力振幅比に基づいて累積疲労損傷値を求めるため、評価対象部位の疲労損傷を精度よく評価できる。
第11発明によれば、評価対象部位の寿命が到来したことを検知できるので、適切な時期にメンテナンスを促すことができる。
According to the first and second inventions, since the cumulative fatigue damage value is obtained based on the stress amplitude ratio in consideration of the turning angle of the boom, the fatigue damage of the evaluation target portion can be evaluated accurately.
According to the third invention, since it is possible to detect that the life of the evaluation target portion has reached the end of its life, maintenance can be promoted at an appropriate time.
According to the fourth invention, the fatigue damage of the front portion or the rear portion of the frame can be accurately evaluated.
According to the fifth invention, the fatigue damage of the bolt fixing the swivel bearing can be accurately evaluated.
According to the sixth and seventh inventions, since the cumulative fatigue damage value is obtained based on the stress amplitude ratio in consideration of the turning angle of the boom, the fatigue damage of the evaluation target portion can be evaluated accurately.
According to the eighth invention, since it is possible to detect that the life of the evaluation target portion has reached the end of its life, maintenance can be promoted at an appropriate time.
According to the ninth and tenth inventions, since the cumulative fatigue damage value is obtained based on the stress amplitude ratio in consideration of the turning angle of the boom, the fatigue damage of the evaluation target portion can be evaluated accurately.
According to the eleventh invention, since it is possible to detect that the life of the evaluation target portion has reached the end of its life, maintenance can be promoted at an appropriate time.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第1実施形態〕
(移動式クレーン)
本発明の第1実施形態に係る疲労損傷評価装置は、移動式クレーンの疲労損傷を評価するのに用いられる。移動式クレーンの種類は特に限定されない。移動式クレーンとして、オールテレーンクレーン、ラフテレーンクレーン、トラッククレーン、積載形トラッククレーンなどが挙げられる。以下、積載形トラッククレーンの場合を例に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(Mobile crane)
The fatigue damage evaluation device according to the first embodiment of the present invention is used to evaluate the fatigue damage of a mobile crane. The type of mobile crane is not particularly limited. Examples of mobile cranes include all-terrain cranes, rough terrain cranes, truck cranes, and loaded truck cranes. Hereinafter, the case of a loaded truck crane will be described as an example.
図1に示すように、積載形トラッククレーンCRは汎用トラック10を有する。汎用トラック10の前方部分には運転室11が設けられており、後方部分には荷台12が設けられている。汎用トラック10の車両フレーム13のうち、運転室11と荷台12との間の部分には、小型クレーン20が搭載されている。
As shown in FIG. 1, the load-type truck crane CR has a general-
小型クレーン20は車両フレーム13上に固定されたフレーム21を有する。フレーム21には旋回台22が旋回可能に設けられている。旋回台22の上端部にはブーム23が起伏可能に設けられている。旋回台22にはウインチが内蔵されている。このウインチから延ばされたワイヤロープはブーム23の先端部まで導かれている。ワイヤロープはブーム23の先端部とフック24とに設けられた滑車に掛け回されている。これにより、フック24はブーム23の先端部から吊り下げられている。フック24には吊荷LOが吊り下げられる。
The
小型クレーン20は油圧回路により油圧駆動される。小型クレーン20には油圧回路を操作する操作レバー群25が設けられている。操作者は操作レバー群25を用いて小型クレーン20を操作できる。
The
小型クレーン20は油圧回路を制御する制御装置26を有する。制御装置26はCPU、メモリなどで構成されたコンピュータである。制御装置26からの制御信号に基づいて油圧回路が動作する。これにより、制御装置26は小型クレーン20の動作を制御する。
The
小型クレーン20は制御装置26と双方向に通信可能な遠隔操作端末を有してもよい。遠隔操作端末は、いわゆるラジコン送信機をはじめとする無線操作端末でもよいし、有線操作端末でもよい。操作者は遠隔操作端末を用いて小型クレーン20を操作できる。
The
小型クレーン20はアウトリガ装置30を有する。図2に示すように、フレーム21は水平に配置された筒部を有する。筒部は断面が略矩形の筒形の部材であり、両端が開口している。筒部の両端の開口部には、それぞれ、アウトリガ内箱31が挿入されている。アウトリガ内箱31は断面が略矩形の梁部材である。アウトリガ内箱31の先端部にはアウトリガジャッキ32が設けられている。アウトリガジャッキ32は油圧シリンダで構成される。アウトリガジャッキ32は積載形トラッククレーンCRの左右両側に配置される。
The
クレーン作業を行なう際にはアウトリガ装置30を張り出す。アウトリガ装置30を張り出すには、アウトリガ内箱31を筒部から引き出し、アウトリガジャッキ32を伸長してフロート33を地面に接触させる。アウトリガジャッキ32を接地すると、積載形トラッククレーンCRの重量の一部がアウトリガ装置30にかかる。これにより積載形トラッククレーンCRが支持される。クレーン作業の終了後はアウトリガ装置30を格納する。アウトリガ装置30を格納するには、アウトリガジャッキ32を収縮して、アウトリガ内箱31を筒部に引き込む。
The
図4に示すように、フレーム21と旋回台22と間には旋回ベアリング27が介在している。旋回ベアリング27は、外輪27aと、外輪27aの内側に嵌め込まれた内輪27bとを有する。外輪27aと内輪27bとの間には複数のベアリングボールが介在しており、外輪27aは内輪27bに対して旋回可能となっている。
As shown in FIG. 4, a swivel bearing 27 is interposed between the
外輪27aには複数のボルトにより旋回台22が固定されている。また、内輪27bはボルト27cによりフレーム21の天板21aに固定されている。ボルト27cは内輪27bの周方向に沿って複数設けられている。旋回ベアリング27により、旋回台22はフレーム21に対して旋回可能となっている。
The
旋回ベアリング27には駆動装置28が設けられている。駆動装置28は油圧モータ28aを有する。油圧モータ28aの回転軸は減速機28bを介してピニオンギヤ28cに連結している。外輪27aの外周面にはギヤが形成されている。外輪27aのギヤとピニオンギヤ28cとが噛み合わされている。油圧モータ28aが駆動すると、ピニオンギヤ28cが回転し、外輪27aが内輪27bに対して旋回する。これにより、旋回台22が旋回する。
The
なお、旋回ベアリング27の外輪27aをフレーム21に固定し、内輪27bを旋回台22に固定してもよい。この場合、内輪27bの内周面に形成したギヤにピニオンギヤ28cを噛み合わせれば、油圧モータ28aの駆動により旋回台22を旋回させることができる。
The
特許請求の範囲に記載の「フレーム」は旋回台が搭載される部位であればよく、積載形トラッククレーンCRのフレーム21に限定されない。例えば、オールテレーンクレーン、ラフテレーンクレーン、トラッククレーンなどの下部走行体のフレームも特許請求の範囲に記載の「フレーム」に相当する。
The "frame" described in the claims may be any part as long as it is a part on which the swivel is mounted, and is not limited to the
特許請求の範囲に記載の「下部構造体」は、旋回台が搭載される構造体であればよい。本実施形態の場合、フレーム21のほか、アウトリガ装置30も下部構造体の一部である。オールテレーンクレーン、ラフテレーンクレーン、トラッククレーンなどの下部走行体も特許請求の範囲に記載の「下部構造体」に相当する。
The "substructure" described in the claims may be a structure on which a swivel base is mounted. In the case of the present embodiment, in addition to the
特許請求の範囲に記載の「旋回台」は、本実施形態の旋回台22に限定されない。旋回台には運転席などが設けられてもよい。 The "swivel table" described in the claims is not limited to the swivel table 22 of the present embodiment. The swivel table may be provided with a driver's seat or the like.
(疲労損傷評価装置)
つぎに、本実施形態の疲労損傷評価装置の構成を説明する。
図5に示すように、疲労損傷評価装置AAは演算装置40を有する。演算装置40はCPU、メモリなどで構成されたコンピュータである。コンピュータに疲労損傷評価プログラムをインストールすることで、演算装置40としての機能が実現される。疲労損傷評価プログラムはコンピュータで読み取り可能な各種の記憶媒体に記憶することができる。演算装置40を小型クレーン20の油圧回路を制御する制御装置26の一機能として実現してもよい。また、演算装置40と制御装置26とを別の装置としてもよい。
(Fatigue damage evaluation device)
Next, the configuration of the fatigue damage evaluation device of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, the fatigue damage evaluation device AA has an arithmetic unit 40. The arithmetic unit 40 is a computer composed of a CPU, a memory, and the like. By installing the fatigue damage evaluation program on the computer, the function as the arithmetic unit 40 is realized. The fatigue damage assessment program can be stored in a variety of computer-readable storage media. The arithmetic unit 40 may be realized as one function of the
疲労損傷評価装置AAはブーム23に作用する倒伏モーメントMを測定するモーメント測定器41を有する。倒伏モーメントMは吊荷LOの荷重およびブーム23の自重により生じる。モーメント測定器41の構成は特に限定されないが、ブーム23を起伏させる油圧シリンダ内の油圧を圧力センサで測定する構成が挙げられる。また、フック24を吊り下げるワイヤロープの張力から吊荷LOの荷重Wを求める荷重測定器、ブーム23の長さLを測定する長さ測定器およびブーム23の起伏角φを測定する起伏角測定器からモーメント測定器41を構成してもよい。吊荷LOの荷重W、ブーム23の長さLおよび起伏角φから倒伏モーメントMを求めることができる。
The fatigue damage evaluation device AA has a moment measuring device 41 for measuring the lodging moment M acting on the
疲労損傷評価装置AAはブーム23の旋回角Θを測定する旋回角測定器42を有する。旋回角測定器42の構成は特に限定されないが、フレーム21または旋回台22に設けた複数の近接スイッチによりブーム23の旋回角Θを離散的に検知する構成が挙げられる。また、旋回台22の回転角をポテンショメータで読み取る構成が挙げられる。
The fatigue damage evaluation device AA has a turning angle measuring device 42 for measuring the turning angle Θ of the
演算装置40にはモーメント測定器41および旋回角測定器42の測定値M、Θが入力されている。演算装置40は倒伏モーメントMおよび旋回角Θに基づいて、疲労損傷評価を行なう。 The measured values M and Θ of the moment measuring device 41 and the turning angle measuring device 42 are input to the arithmetic unit 40. The arithmetic unit 40 evaluates fatigue damage based on the lodging moment M and the turning angle Θ.
(疲労損傷評価方法)
つぎに、疲労損傷評価方法を説明する。
疲労損傷評価装置AAは移動式クレーンの下部構造体に含まれる特定部位の疲労損傷を評価する。以下、疲労損傷を評価する対象の部位を「評価対象部位P」と称する。評価対象部位Pは下部構造体に含まれる部位であれば特に限定されないが、ブームを用いた作業により応力が変化する部位が好適に選択される。例えば、積載形トラッククレーンCRの場合、フレーム21の前方部分、後方部分、旋回ベアリング27をフレーム21に固定するボルト27cなどが評価対象部位Pとなる。
(Fatigue damage evaluation method)
Next, a fatigue damage evaluation method will be described.
The fatigue damage evaluation device AA evaluates the fatigue damage of a specific part contained in the substructure of the mobile crane. Hereinafter, the site to be evaluated for fatigue damage is referred to as "evaluation target site P". The evaluation target portion P is not particularly limited as long as it is a portion included in the lower structure, but a portion where the stress changes due to the work using the boom is preferably selected. For example, in the case of a loaded truck crane CR, the front portion and the rear portion of the
フレーム21の前方部分とは、例えば、図3に示すP1の部分である。フレーム21は旋回台22を支持する部材である。そのため、ブーム23に作用する倒伏モーメントMにより前方部分P1に負荷が生じる。例えば、ブーム23が前方に旋回すると前方部分P1に圧縮応力が発生する。ブーム23が後方に旋回すると前方部分P1に引張応力が発生する。なお、前方部分P1の位置によっては、これと逆の場合もある。
The front portion of the
フレーム21の後方部分P2にもブーム23に作用する倒伏モーメントMにより負荷が生じる。例えば、ブーム23が前方に旋回すると後方部分P2に引張応力が発生する。ブーム23が後方に旋回すると後方部分P2に圧縮応力が発生する。なお、後方部分P2の位置によっては、これと逆の場合もある。
A load is also generated on the rear portion P2 of the
図4に示すように、旋回ベアリング27をフレーム21に固定する複数のボルト27cのうち選択されたものを評価対象部位P3とすることもできる。ボルトP3には締結により生じる引張応力が生じている。ブーム23がボルトP3の位置とは逆側に旋回すると、ボルトP3に生じる引張応力は大きくなる。ブーム23がボルトP3の位置に旋回すると、ボルトP3に生じる引張応力は小さくなる。
As shown in FIG. 4, a selected
図6に示すように、評価対象部位Pの水平面内での位置を基準として、疲労損傷評価の演算に用いられる座標系を定義する。ブーム23の旋回中心をOとする。ブーム23の旋回中心Oと評価対象部位Pとを通る水平線を基準線BLとする。ブーム23の旋回中心Oを通り基準線BLと直行する水平線を分画線DLとする。分画線DLより評価対象部位P側の領域を前方領域FAとする。分画線DLより評価対象部位Pとは反対側の領域を後方領域RAとする。
As shown in FIG. 6, a coordinate system used for the calculation of fatigue damage evaluation is defined with reference to the position of the evaluation target portion P in the horizontal plane. Let O be the turning center of the
この座標系におけるブーム23の旋回角をθとする。ブーム23の旋回中心Oを基準として評価対象部位Pの方向を「真正面」という。ブーム23の旋回中心Oを基準として評価対象部位Pとは逆方向を「真後ろ」という。旋回角θはブーム23が真正面に向いたときを0°とする。
Let θ be the turning angle of the
なお、図6は評価対象部位Pがフレーム21の前方部分である場合の座標系を示している。この座標系における前後は積載形トラッククレーンCRを基準とした前後と一致する。しかし、疲労損傷評価の演算に用いられる座標系における前後と移動式クレーンの前後とは必ずしも一致しない。
Note that FIG. 6 shows a coordinate system when the evaluation target portion P is the front portion of the
例えば、旋回ベアリング27のボルト27cは旋回中心Oの周りに複数設けられている。いずれのボルト27cを評価対象とするかにより座標系が変わる。図7に示すように、位置P3に配置されたボルト27cを評価対象部位とした場合、疲労損傷評価の演算に用いられる座標系における前後と積載形トラッククレーンCRの前後とは一致しなくなる。
For example, a plurality of
一般に、旋回角測定器42で測定される旋回角Θはブーム23が積載形トラッククレーンCRの真正面に向いたときを0°としている。そのため、疲労損傷評価の演算に用いられる座標系における旋回角θと旋回角測定器42で測定される旋回角Θとは必ずしも一致しない。そこで、演算装置40は座標系と移動式クレーンの向きとの関係に基づき、旋回角測定器42で測定された旋回角Θを座標系における旋回角θに変換する。
Generally, the turning angle Θ measured by the turning angle measuring device 42 is set to 0 ° when the
図8に示すように、演算装置40は、概略すると、以下の手順で評価対象部位Pの疲労損傷評価を行なう。
ステップS1:一作業ごとに評価対象部位に生じる応力の応力振幅比を求める。
ステップS2:一作業ごとに応力振幅比から一作業疲労損傷値を求める。
ステップS3:一作業疲労損傷値を積算して累積疲労損傷値を求める。
As shown in FIG. 8, the arithmetic unit 40 roughly evaluates the fatigue damage of the evaluation target portion P by the following procedure.
Step S1: Obtain the stress amplitude ratio of the stress generated in the evaluation target site for each work.
Step S2: Obtain one work fatigue damage value from the stress amplitude ratio for each work.
Step S3: One work fatigue damage value is integrated to obtain the cumulative fatigue damage value.
ここで、「一作業」とは吊荷LOの地切から着地までのクレーン作業を意味する。吊荷LOの地切とは、フック24に玉掛けされた吊荷LOが地面、荷台などに置かれた状態から浮き上がることを意味する。吊荷LOの着地とは、フック24に吊り下げられた吊荷LOが地面、荷台などに置かれることを意味する。したがって、一作業は一の吊荷LOの荷重がブーム23にかかっている間の作業といえる。
Here, "one work" means a crane work from the ground cutting to the landing of the suspended load LO. The ground cutting of the suspended load LO means that the suspended load LO slung on the
一作業の開始時には、ブーム23は無負荷状態から吊荷LOの荷重がかかった状態となる。また、一作業の終了時には、ブーム23は吊荷LOの荷重がかかった状態から無負荷状態となる。したがって、一作業の期間は、モーメント測定器41で測定された倒伏モーメントMの変化により判断できる。
At the start of one work, the
以下、ステップS1〜S3の各処理を詳説する。 Hereinafter, each process of steps S1 to S3 will be described in detail.
(ステップS1)演算装置40は、まず、一作業ごとに評価対象部位Pに生じる応力の応力振幅比riを求める。ここで、「応力振幅比ri」とは、式(1)に示すように、評価対象部位Pに生じる応力の変動幅Δσiの定格応力全振幅σppに対する比率である。「定格応力全振幅σpp」とは、ブーム23に定格モーメントが作用している条件下でブーム23を360°旋回したときに評価対象部位Pに生じる応力の全振幅(ピーク・トゥー・ピーク)である。
応力振幅比riはブーム23に作用する倒伏モーメントMおよびブーム23の旋回角θの測定値に基づいて求めることができる。応力振幅比riは、例えば、図9に示されるステップS11〜S13により求められる。
The stress amplitude ratio r i can be obtained based on the measured values of the lodging moment M acting on the
(ステップS11)演算装置40は、まず、ブーム23の負荷率fiを求める。式(2)に示すように、負荷率fiは倒伏モーメントの測定値Miの定格値Mcに対する比率である。ここで、定格モーメントMcは、ブーム23に作用しうる倒伏モーメントMの最大値である。一般に、定格モーメントMcは、定格荷重の吊荷LOを吊り下げたときブーム23に生じる倒伏モーメントMである。
負荷率fiはブーム23にかかる負荷の最大値に対する実負荷の比率を意味する。ブーム23にかかる負荷の最大値は、ブーム23に定格モーメントMcが作用しているときにかかる負荷である。したがって、式(2)により負荷率fiが求まる。
The load factor f i means the ratio of the actual load to the maximum value of the load applied to the
(ステップS12)つぎに、演算装置40は、一作業の期間における旋回角θの変化から評価対象部位Pに生じる応力の振幅率aiを求める。振幅率aiは、ブーム23が前方領域FAおよび後方領域RAの両方で旋回したか、一方で旋回したかにより具体的な計算方法が異なる。以下、それぞれの場合について、振幅率aiの計算方法を順に説明する。
(Step S12) Next, the arithmetic unit 40 obtains the amplitude factor a i of the stress generated in the evaluation target portion P from the change in the turning angle θ in one work period. The specific calculation method of the amplitude factor a i differs depending on whether the
ケースA:ブームが前方領域および後方領域の両方で旋回した場合
一作業の期間においてブーム23が前方領域FAおよび後方領域RAの両方に渡って旋回した場合、式(3)に基づいて、振幅率aiを求めることができる。
評価対象部位Pがフレーム21の前方部分などの場合、図3においては(評価対象部位Pがフレーム21の前方部分P1の場合には、図3の左側が前方領域FAであり、右側が後方領域RAである。)、ブーム23の先端部が前方領域FAにあると評価対象部位P1に圧縮応力が生じる。また、ブーム23の先端部が後方領域RAにあると評価対象部位P1に引張応力が生じる。なお、部位によってはその逆のこともある。
When the evaluation target portion P is the front portion of the
評価対象部位Pに生じうる圧縮応力の最大値を「定格圧縮応力」という。定格圧縮応力はブーム23に定格モーメントMcが作用している条件下でブーム23を360°旋回したときに評価対象部位Pに生じる圧縮応力の最大値である。評価対象部位Pに生じうる引張応力の最大値を「定格引張応力」という。定格引張応力はブーム23に定格モーメントMcが作用している条件下でブーム23を360°旋回したときに評価対象部位Pに生じる引張応力の最大値である。
The maximum value of the compressive stress that can occur in the evaluation target portion P is called "rated compressive stress". The rated compressive stress is the maximum value of the compressive stress generated in the evaluation target portion P when the
ケースB:ブームが前方領域で旋回した場合
一作業の開始時および終了時はブーム23に吊荷LOの荷重がかからない。ブーム23にかかる負荷は無負荷状態から吊荷LOの荷重がかかった負荷状態に変化する。そのため、評価対象部位Pに生じる応力の振幅率aiを求めるには、無負荷状態からの応力の変化を考慮する必要がある。そのため、ケースBでは、つぎのように振幅率aiを求める。
Case B: When the boom turns in the front region The load of the suspended load LO is not applied to the
一作業の期間においてブーム23が前方領域FAのみで旋回した場合、式(4)に基づいて、振幅率aiを求めることができる。
ケースC:ブームが後方領域で旋回した場合
ブームが後方領域で旋回した場合にも、無負荷状態からの応力の変化を考慮する必要がある。そのため、ケースCでは、つぎのように振幅率aiを求める。
Case C: When the boom turns in the rear region Even when the boom turns in the rear region, it is necessary to consider the change in stress from the no-load state. Therefore, in Case C, the amplitude factor a i is obtained as follows.
一作業の期間においてブーム23が後方領域RAのみで旋回した場合、式(5)に基づいて、振幅率aiを求めることができる。
式(3)〜(5)は、評価対象部位Pの定格圧縮応力と定格引張応力の絶対値が異なることをも想定している。例えば、評価対象部位Pがフレーム21の前方部分、後方部分などの場合、定格圧縮応力と定格引張応力の絶対値が異なる場合がある。また、旋回ベアリング27のボルト27cには、ブーム23に作用する倒伏モーメントMに起因する引張応力が生じるが、圧縮応力は生じない。
Equations (3) to (5) also assume that the absolute values of the rated compressive stress and the rated tensile stress of the evaluation target portion P are different. For example, when the evaluation target portion P is a front portion, a rear portion, or the like of the
このように、評価対象部位Pによっては、定格圧縮応力と定格引張応力の絶対値が異なることがある。すなわち、ブーム23を真正面に向けたときの圧縮応力(または引張応力)と、ブーム23を真後ろに向けたときの引張応力(または圧縮応力)とで、絶対値が異なることがある。
As described above, the absolute values of the rated compressive stress and the rated tensile stress may differ depending on the evaluation target portion P. That is, the absolute value may differ between the compressive stress (or tensile stress) when the
なお、評価対象部位Pに生じる応力の変動には、いわゆる両振りと片振りとがある。両振りとは、ブーム23を旋回させると、評価対象部位Pに圧縮応力と引張応力とが交互に生じることをいう。片振りの場合、評価対象部位Pに生じる応力は圧縮応力および引張応力のいずれかである。ブーム23を旋回させると、評価対象部位Pに応力が生じた状態と、その応力が開放された状態とが交互に生じる。例えば、旋回ベアリング27のボルト27cには、引張応力が生じるが圧縮応力は生じない。このような片振りの場合、式(3)、(4)、(5)において、σfおよびσrのいずれかが0に設定される。
The fluctuation of stress generated in the evaluation target portion P includes so-called double swing and single swing. The double swing means that when the
また、評価対象部位Pによっては、定格圧縮応力と定格引張応力の絶対値が同一になることがある。すなわち、ブーム23を真正面に向けたときの圧縮応力(または引張応力)と、ブーム23を真後ろに向けたときの引張応力(または圧縮応力)とで、絶対値が同一になることがある。つまり、σf=σrという条件になる。
Further, depending on the evaluation target portion P, the absolute values of the rated compressive stress and the rated tensile stress may be the same. That is, the absolute value may be the same between the compressive stress (or tensile stress) when the
以下に示すとおり、式(3)においてσf=σrとすると式(6)が導かれる。
また、以下に示すとおり、σf=σrとすると、式(4)から式(7)が導かれ、式(5)から式(8)が導かれる。
(ステップS13)図9に戻り説明する。演算装置40は、式(9)に示すように、負荷率fiに振幅率aiを乗じて応力振幅比riを求める。
なお、定格応力全振幅はσppである。したがって、負荷率fi(ブーム23に倒伏モーメントMiが作用している)条件下でブーム23を360°旋回したときに評価対象部位Pに生じる応力の全振幅はfiσppである。振幅率をaiとすると応力変動幅Δσiは式(10)で表される。
以下に示すとおり、式(1)のΔσiに式(10)を代入すると、式(9)が得られる。すなわち、式(1)と式(9)は同義である。
以上のステップS11〜S13で説明した方法は、一作業の期間においてブーム23に作用する倒伏モーメントMiが変化しないことを前提としている。しかし、ブーム23の作業半径が変化すると倒伏モーメントMiは増減する。そこで、一作業の期間における倒伏モーメントMiの時間変化も考慮して応力振幅比riを求めてもよい。
The method described in the above steps S11 to S13 is based on the premise that the lodging moment M i acting on the boom 23 does not change during one work period. However, when the working radius of the
(ステップS2)図8に戻り説明する。演算装置40は応力振幅比riから一作業疲労損傷値diを求める。一作業疲労損傷値は、例えば、式(11)に基づいて求められる。
JIS B 8822−1:2001には、クレーンの荷重スペクトル係数Kpを求めるにあたり、クレーンの使用中における個々の荷重の大きさ(荷重レベル)Piをクレーンが取り扱うと予想される最大荷重(定格荷重)Pmaxで除した値(Pi/Pmax)を3乗した値を用いることが記載されている。これに倣うならば、α=3とすればよい。ただし、試験結果、安全率などを考慮して、αを他の値に設定してもよい。 JIS B 8822-1: The 2001, when determining the load spectrum factor K p of the crane, the maximum load (rating magnitude of individual loads during use of the crane (load level) P i is expected that the crane is handled (Load) It is described that the value obtained by dividing by P max (P i / P max) is cubed. If this is followed, α = 3 may be set. However, α may be set to another value in consideration of the test result, the safety factor, and the like.
(ステップS3)つぎに、演算装置40は、式(12)に示すように、所定期間における一作業疲労損傷値diを積算して累積疲労損傷値Dを求める。すなわち、m番目の一作業からn番目の一作業まで、一作業ごとに求めた一作業疲労損傷値diを積算して累積疲労損傷値Dを求める。
一作業疲労損傷値diを積算する期間(開始時および終了時)は任意に定めることができる。例えば、積算期間を1時間、1日、1月または1年と定めることができる。演算装置40は一作業ごとにステップS1〜S3までの処理を行ない、これを積算期間の間繰り返し行なう。これにより、積算期間において評価対象部位Pに蓄積された累積疲労損傷値Dを求めることができる。 (1) The period for accumulating the work fatigue damage value d i (at the start and at the end) can be arbitrarily determined. For example, the accumulation period can be set to 1 hour, 1 day, 1 month or 1 year. The arithmetic unit 40 performs the processes of steps S1 to S3 for each work, and repeats this process during the integration period. As a result, the cumulative fatigue damage value D accumulated in the evaluation target site P during the integration period can be obtained.
求められた累積疲労損傷値Dは、画面表示してもよいし、データとして他のデバイスに転送できるようにしてもよい。 The obtained cumulative fatigue damage value D may be displayed on the screen or may be transferred to another device as data.
本実施形態によれば、ブームの旋回角θを考慮した応力振幅比riに基づいて累積疲労損傷値Dを求めるため、評価対象部位Pの疲労損傷を精度よく評価できる。評価対象部位Pとしてフレームの前方部分または後方部分を選択すれば、フレームの前方部分または後方部分の疲労損傷を精度よく評価できる。評価対象部位Pとしてアウトリガ外箱の先端部を選択すれば、アウトリガ外箱の疲労損傷を精度よく評価できる。評価対象部位Pとして旋回ベアリングをフレームに固定するボルトを選択すれば、そのボルトの疲労損傷を精度よく評価できる。 According to the present embodiment, since the cumulative fatigue damage value D is obtained based on the stress amplitude ratio r i considering the turning angle θ of the boom, the fatigue damage of the evaluation target portion P can be evaluated accurately. If the front part or the rear part of the frame is selected as the evaluation target part P, the fatigue damage of the front part or the rear part of the frame can be evaluated accurately. If the tip of the outrigger outer box is selected as the evaluation target portion P, the fatigue damage of the outrigger outer box can be evaluated accurately. If a bolt for fixing the swivel bearing to the frame is selected as the evaluation target portion P, the fatigue damage of the bolt can be evaluated accurately.
〔第2実施形態〕
つぎに、本発明の第2実施形態に係る疲労損傷評価装置AAを説明する。
移動式クレーンを構成する各種部材は、使用するにしたがい疲労損傷が蓄積され、ひいては破損に至る。部材が破損する前に寿命の到来を検知できれば、補修、交換などのメンテナンスを行なうことができる。本実施形態の疲労損傷評価装置AAは評価対象部位Pの寿命の到来を検知するものである。
[Second Embodiment]
Next, the fatigue damage evaluation device AA according to the second embodiment of the present invention will be described.
The various members that make up a mobile crane accumulate fatigue damage as they are used, which in turn leads to damage. If it is possible to detect the end of life before the member is damaged, maintenance such as repair and replacement can be performed. The fatigue damage evaluation device AA of the present embodiment detects the end of the life of the evaluation target portion P.
図10に示すように、演算装置40は応力振幅比の演算(ステップS1)、一作業疲労損傷値の演算(ステップS2)および累積疲労損傷値の演算(ステップS3)を行なう。これらは第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。 As shown in FIG. 10, the arithmetic unit 40 performs a stress amplitude ratio calculation (step S1), a one-work fatigue damage value calculation (step S2), and a cumulative fatigue damage value calculation (step S3). Since these are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
本実施形態において、演算装置40は、評価対象部位Pの使用開始時から現在までの累積疲労損傷値Dを求める。すなわち、演算装置40は一作業ごとにステップS1〜S3までの処理を行ない、これを評価対象部位Pの使用開始時から現在まで繰り返し行なう。 In the present embodiment, the arithmetic unit 40 obtains the cumulative fatigue damage value D from the start of use of the evaluation target portion P to the present. That is, the arithmetic unit 40 performs the processes of steps S1 to S3 for each work, and repeats this from the start of use of the evaluation target portion P to the present.
そして、累積疲労損傷値Dを求める度(新たな一作業疲労損傷値diを加算する度)に、累積疲労損傷値Dと寿命閾値Tとを比較する(ステップS4)。寿命閾値Tは評価対象部位Pに対して予め定められた値である。寿命閾値Tは試験などにより定められる。累積疲労損傷値Dが寿命閾値Tを超えない場合、処理はステップS1に戻る。 Every time determining cumulative fatigue damage value D (time for adding the new one work fatigue damage value d i), and compares the cumulative fatigue damage value D and life threshold value T (step S4). The life threshold T is a predetermined value for the evaluation target portion P. The life threshold T is determined by a test or the like. If the cumulative fatigue damage value D does not exceed the life threshold T, the process returns to step S1.
累積疲労損傷値Dが寿命閾値Tを超える場合、演算装置40は評価対象部位Pの寿命が到来したと判断する。この場合、演算装置40は警報を発して、寿命の到来をユーザに通知する(ステップS5)。警報の手段は特に限定されないが、インジケータランプの点灯、画面表示、音声などが挙げられる。 When the cumulative fatigue damage value D exceeds the life threshold value T, the arithmetic unit 40 determines that the life of the evaluation target portion P has reached the end. In this case, the arithmetic unit 40 issues an alarm to notify the user of the end of the service life (step S5). The means of the alarm is not particularly limited, and examples thereof include lighting of an indicator lamp, screen display, and voice.
本実施形態によれば、評価対象部位Pの寿命が到来したことを検知できるので、移動式クレーンの使用状態に応じて、適切な時期にメンテナンスを促すことができる。そのため、ユーザは移動式クレーンの品質維持に効果的なメンテナンスが可能となる。 According to the present embodiment, since it is possible to detect that the life of the evaluation target portion P has reached the end of its life, maintenance can be promoted at an appropriate time according to the usage state of the mobile crane. Therefore, the user can perform effective maintenance to maintain the quality of the mobile crane.
CR 積載形トラッククレーン
10 汎用トラック
20 小型クレーン
21 フレーム
22 旋回台
23 ブーム
27 旋回ベアリング
30 アウトリガ装置
31 アウトリガ内箱
32 アウトリガジャッキ
AA 疲労損傷評価装置
40 演算装置
41 モーメント測定器
42 旋回角測定器
CR loading
Claims (11)
前記ブームに作用する倒伏モーメントを測定するモーメント測定器と、
前記ブームの旋回角を測定する旋回角測定器と、
前記モーメント測定器および前記旋回角測定器の測定値が入力される演算装置と、を備え、
前記演算装置は、
吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、
所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求める
ことを特徴とする疲労損傷評価装置。 A fatigue damage evaluation device for a mobile crane having a substructure including an evaluation target site, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel.
A moment measuring device that measures the lodging moment acting on the boom,
A swivel angle measuring device that measures the swivel angle of the boom,
The moment measuring device and the arithmetic unit for inputting the measured values of the turning angle measuring device are provided.
The arithmetic unit is
For each work from ground cutting to landing of the suspended load, the stress amplitude ratio, which is the ratio of the fluctuation range of the stress generated in the evaluation target site to the total rated stress amplitude, is obtained based on the measured values of the lodging moment and the turning angle. , Obtain one work fatigue damage value from the stress amplitude ratio,
A fatigue damage evaluation device characterized in that the cumulative fatigue damage value is obtained by integrating the one-work fatigue damage values in a predetermined period.
前記倒伏モーメントの測定値の定格値に対する比率である負荷率を求め、
前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、
前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求める
ことを特徴とする請求項1記載の疲労損傷評価装置。 The arithmetic unit is
Obtain the load factor, which is the ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value.
The amplitude factor of the stress generated in the evaluation target site was obtained from the change in the turning angle during the one work period.
The fatigue damage evaluation device according to claim 1, wherein the stress amplitude ratio is obtained by multiplying the load factor by the amplitude factor.
前記評価対象部位の使用開始時から現在までの前記累積疲労損傷値を求め、
前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断する
ことを特徴とする請求項1または2記載の疲労損傷評価装置。 The arithmetic unit is
The cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present is obtained.
The fatigue damage according to claim 1 or 2, wherein when the cumulative fatigue damage value exceeds the life threshold determined for the evaluation target site, it is determined that the life of the evaluation target site has reached the end. Evaluation device.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の疲労損傷評価装置。 The fatigue damage evaluation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the evaluation target portion is a front portion or a rear portion of a frame on which the swivel base is mounted.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の疲労損傷評価装置。 The fatigue damage evaluation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the evaluation target portion is a bolt that fixes a swivel bearing interposed between the swivel table and the frame to the frame.
前記ブームに作用する倒伏モーメントおよび前記ブームの旋回角の測定値が入力され、
吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、
所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求めるよう、コンピュータを機能させる
ことを特徴とする疲労損傷評価プログラム。 Fatigue for making a computer function to evaluate fatigue damage of a mobile crane having a substructure including an evaluation target site, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel. It ’s a damage assessment program.
The measured values of the lodging moment acting on the boom and the turning angle of the boom are input.
For each work from ground cutting to landing of the suspended load, the stress amplitude ratio, which is the ratio of the fluctuation range of the stress generated in the evaluation target site to the total rated stress amplitude, is obtained based on the measured values of the lodging moment and the turning angle. , Obtain one work fatigue damage value from the stress amplitude ratio,
A fatigue damage evaluation program characterized in that a computer is operated to integrate the one-work fatigue damage values in a predetermined period to obtain a cumulative fatigue damage value.
前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、
前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求めるよう、コンピュータを機能させる
ことを特徴とする請求項6記載の疲労損傷評価プログラム。 Obtain the load factor, which is the ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value.
The amplitude factor of the stress generated in the evaluation target site was obtained from the change in the turning angle during the one work period.
The fatigue damage evaluation program according to claim 6, wherein the computer functions to obtain the stress amplitude ratio by multiplying the load factor by the amplitude factor.
前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断するよう、コンピュータを機能させる
ことを特徴とする請求項6または7記載の疲労損傷評価プログラム。 The cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present is obtained.
6. Claim 6 characterized by having a computer function so that when the cumulative fatigue damage value exceeds the life threshold set for the evaluation target site, it is determined that the life of the evaluation target site has reached the end. Or the fatigue damage assessment program described in 7.
前記ブームに作用する倒伏モーメントを測定し、
前記ブームの旋回角を測定し、
吊荷の地切から着地までの一作業ごとに、前記倒伏モーメントおよび前記旋回角の測定値に基づき前記評価対象部位に生じる応力の変動幅の定格応力全振幅に対する比率である応力振幅比を求め、該応力振幅比から一作業疲労損傷値を求め、
所定期間における前記一作業疲労損傷値を積算して、累積疲労損傷値を求める
ことを特徴とする疲労損傷評価方法。 A method for evaluating fatigue damage of a mobile crane having a substructure including a site to be evaluated, a swivel mounted on the substructure, and a boom provided on the swivel.
The lodging moment acting on the boom is measured and
Measure the turning angle of the boom and
For each work from ground cutting to landing of the suspended load, the stress amplitude ratio, which is the ratio of the fluctuation range of the stress generated in the evaluation target site to the total rated stress amplitude, is obtained based on the measured values of the lodging moment and the turning angle. , Obtain one work fatigue damage value from the stress amplitude ratio,
A fatigue damage evaluation method, characterized in that the cumulative fatigue damage value is obtained by accumulating the one-work fatigue damage values in a predetermined period.
前記一作業の期間における前記旋回角の変化から前記評価対象部位に生じる応力の振幅率を求め、
前記負荷率に前記振幅率を乗じて前記応力振幅比を求める
ことを特徴とする請求項9記載の疲労損傷評価方法。 Obtain the load factor, which is the ratio of the measured value of the lodging moment to the rated value.
The amplitude factor of the stress generated in the evaluation target site was obtained from the change in the turning angle during the one work period.
The fatigue damage evaluation method according to claim 9, wherein the stress amplitude ratio is obtained by multiplying the load factor by the amplitude factor.
前記累積疲労損傷値が前記評価対象部位に対して定められた寿命閾値を超えたときに、前記評価対象部位の寿命が到来したと判断する
ことを特徴とする請求項9または10記載の疲労損傷評価方法。 The cumulative fatigue damage value from the start of use of the evaluation target site to the present is obtained.
The fatigue damage according to claim 9 or 10, wherein when the cumulative fatigue damage value exceeds the life threshold determined for the evaluation target site, it is determined that the life of the evaluation target site has reached the end. Evaluation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020097559A JP7419977B2 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Mobile crane fatigue damage evaluation device, fatigue damage evaluation program, and fatigue damage evaluation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020097559A JP7419977B2 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Mobile crane fatigue damage evaluation device, fatigue damage evaluation program, and fatigue damage evaluation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021187663A true JP2021187663A (en) | 2021-12-13 |
JP7419977B2 JP7419977B2 (en) | 2024-01-23 |
Family
ID=78848000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020097559A Active JP7419977B2 (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Mobile crane fatigue damage evaluation device, fatigue damage evaluation program, and fatigue damage evaluation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7419977B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117268271A (en) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 中交(长沙)建设有限公司 | Box girder measuring equipment and multifunctional box girder swivel device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163047A (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Fatigue strength evaluating device for construction machine |
JP2016088652A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社Ihi | Method and device for measuring fatigue degree of wire rope of crane |
JP2017190983A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 国立大学法人群馬大学 | Fatigue damage evaluation device and fatigue damage evaluation method |
WO2021064776A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 日立建機株式会社 | Fatigue management system |
-
2020
- 2020-06-04 JP JP2020097559A patent/JP7419977B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163047A (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Fatigue strength evaluating device for construction machine |
JP2016088652A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 株式会社Ihi | Method and device for measuring fatigue degree of wire rope of crane |
JP2017190983A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 国立大学法人群馬大学 | Fatigue damage evaluation device and fatigue damage evaluation method |
WO2021064776A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 日立建機株式会社 | Fatigue management system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117268271A (en) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 中交(长沙)建设有限公司 | Box girder measuring equipment and multifunctional box girder swivel device |
CN117268271B (en) * | 2023-11-23 | 2024-02-02 | 中交(长沙)建设有限公司 | Box girder measuring equipment and multifunctional box girder swivel device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7419977B2 (en) | 2024-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220194751A1 (en) | Monitoring system and method | |
AU2018200482B2 (en) | Stress or accumulated damage monitoring system | |
US11493397B2 (en) | Load moment indicator system and method | |
US10119251B2 (en) | Stress or accumulated damage monitoring system | |
US9783397B2 (en) | Work state monitoring device for work vehicle | |
JP2014091632A (en) | Outrigger pad monitoring device | |
JPH05278994A (en) | Load moment indicator system | |
CA2822159A1 (en) | Method in the check weighing of a weighing system and software product and arrangement in the check weighing of a weighing system and materials handling equipment | |
US20210101788A1 (en) | System and method for determining a lifting capacity of a machine | |
JP2021187663A (en) | Device, program, and method for evaluating fatigue damage of mobile crane | |
US20210094803A1 (en) | Lift capacity system for lifting machines | |
JP7189489B2 (en) | mobile cranes and crane systems | |
EP2202194B1 (en) | Personnel hoist | |
US20230105579A1 (en) | Pipelayer machine with rear engine configuration | |
JP5867009B2 (en) | Damage amount display device for revolving work machines | |
CN105980944B (en) | The monitoring device and method of slewing equipment | |
CA2997589A1 (en) | Monitoring system and method | |
CA3012498A1 (en) | Monitoring system and method | |
US11772943B2 (en) | Monitoring device for winch drum | |
KR100244099B1 (en) | Method for detecting hoist load in construction mechanics | |
KR200171416Y1 (en) | Loadcell device for truck | |
JP2019031110A (en) | Estimation device of ground strength of outrigger grounding soil of mobile vehicle, and estimation method of ground strength of outrigger grounding soil of mobile vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7419977 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |