JP2682951B2 - ジブ起伏ロープの寿命判定装置 - Google Patents

ジブ起伏ロープの寿命判定装置

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JP2682951B2 JP25428393A JP25428393A JP2682951B2 JP 2682951 B2 JP2682951 B2 JP 2682951B2 JP 25428393 A JP25428393 A JP 25428393A JP 25428393 A JP25428393 A JP 25428393A JP 2682951 B2 JP2682951 B2 JP 2682951B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクレーンに関するもので
あり、特にジブ起伏ロープの寿命判定装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】クレーンに装着されたジブ起伏ロープ
は、使用を繰り返しているうちに疲労するため交換が必
要である。クレーンの使用状態によりジブ起伏ロープの
消耗度が異なるので、一率には交換時期を設定できな
い。従って、ジブ起伏ロープを点検して交換時期を決め
ることになる。点検方法としては磁気探傷による方法が
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した磁気探傷によ
る点検方法は、装置が高価であるためクレーン1台毎に
取り付けるには費用が嵩む。また、点検方法が難しく、
精度よく異常を検出するには熟練した技術が必要であ
り、一般のクレーンオペレータが使用するのには適さな
い。
【0004】一方、定期的に交換することも考えられる
が、クレーンの使用状況によってジブ起伏ロープの寿命
が大幅に異なり、作業内容が日々変化するクレーンに於
いては、交換時期以前にジブ起伏ロープの疲労が限界に
達して破断する虞があり、然るときはジブが落下して事
故を起こす危険がある。そこで、安全且つ経済的な交換
時期を設定し、事故の発生を未然に防止するために解決
すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの
課題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、ジブ起伏ドラム回転
位置検出器と、ジブ起伏ロープ張力検出器とを設け、ジ
ブ起伏ロープ上に等間隔で複数の仮想ポイントを設定
し、各ポイントがシーブを通過するときのジブ起伏ドラ
ム回転位置を予め求め、各ポイント毎に夫々のシーブを
通過するときのジブ起伏ドラム回転位置及びシーブ通過
回数をメモリに記憶しておき、ジブ起伏ドラムが回転し
たときに、一定のサンプリング時間毎にジブ起伏ロープ
張力及びジブ起伏ドラム回転位置を読み込み、そのとき
のジブ起伏ロープ張力からロープ破断張力に対する安全
率を算出して法定安全率に対する寿命換算係数を求める
とともに、そのときのジブ起伏ドラム回転位置を記憶さ
れている各ポイント毎のジブ起伏ドラム回転位置と比較
し、双方の位置が一致したとき、記憶されているシーブ
通過回数に前記寿命換算係数を加算してシーブ通過回数
を補正し、補正されたシーブ通過回数を再びメモリに記
憶し、次に、記憶されたシーブ通過回数の最大値を探し
て標準曲げ疲労回数と比較し、シーブ通過回数の最大値
が標準曲げ疲労回数に達したか否かを判定する手段を設
けたことを特徴とするジブ起伏ロープの寿命判定装置を
提供するものである。
【0006】
【作用】ジブ起伏ロープ上に設定した仮想ポイントがシ
ーブを通過するときのジブ起伏ドラム回転位置を予め求
め、各ポイント毎に夫々シーブを通過するときのジブ起
伏ドラム回転位置及びシーブ通過回数をメモリに記憶し
ておく。ジブが起伏操作されたときに、一定のサンプリ
ング時間毎にジブ起伏ロープ張力及びジブ起伏ドラム回
転位置を読み込む。そのときのジブ起伏ロープ張力から
ロープ破断張力に対する安全率を算出し、予め実験デー
タから求められた安全率と寿命係数の関係から、法定安
全率に対する寿命換算係数を求める。
【0007】また、そのときのジブ起伏ドラム回転位置
をメモリに記憶されている各ポイント毎のジブ起伏ドラ
ム回転位置と比較する。双方の位置が一致したとき、そ
のポイントのシーブ通過回数を呼び出し、これに寿命換
算係数を加算してシーブ通過回数を補正する。補正され
たシーブ通過回数は再びメモリに記憶する。次に、メモ
リに記憶されたシーブ通過回数の最大値を探し、法定安
全率に於ける既知の標準曲げ疲労回数と比較する。シー
ブ通過回数の最大値が標準曲げ疲労回数に達したとき
に、ジブ起伏ロープが寿命であると判定する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述
する。図1はクローラクレーンを示したものであり、機
体11の前部にジブ12が起伏自在に取り付けられ、ジ
ブの先端部12aに支持ロープ13の一端を係止し、支
持ロープ13の他端をブライドル14へ係止する。マス
ト15の上端部に取り付けたベイル16と前記ブライド
ル14には、後述するように夫々複数のシーブが枢着さ
れており、各シーブ間にジブ起伏ロープ17が巻回さ
れ、その一端にロードセル18を装着してフレーム19
へ固定するとともに、その他端をジブ起伏ドラム20へ
巻装する。前記ジブの先端部12aにはシーブ21が枢
着され、フロントロープ22を巻回してフック23を吊
り下げる。更に、機体11の前部に装着したフロントド
ラム24へフロントロープ22を巻装する。
【0009】而して、ジブ起伏ドラム20を回転してジ
ブ起伏ロープ17を巻上げ下げすることにより、ジブ1
2が起伏して起伏角度が可変でき、フロントドラム24
を回転してフロントロープ22を巻上げ下げすることに
より、フック23が上下動して荷を吊り上げることがで
きる。尚、前記ジブ起伏ドラム20の近傍にジブ起伏ド
ラムの回転位置を検出する回転センサ26を装着し、ジ
ブ起伏ドラム回転位置信号を検出するように構成する。
【0010】図2はジブ起伏ロープ17の巻回方法の一
例を示し、ロードセル18を介してその一端がフレーム
19へ固定されたジブ起伏ロープ17は、マスト15の
上端に枢着した第1のシーブ27を通過してブライドル
14に枢着した第2のシーブ28に巻回され、ベイル1
6に枢着した第3のシーブ29に掛け回される。以下、
ブライドル14またはベイル16に枢着した第4のシー
ブ30、第5のシーブ31、第6のシーブ32、第7の
シーブ33、第8のシーブ34、第9のシーブ35、第
10のシーブ36、第11のシーブ37の順にジブ起伏
ロープ17が巻回され、その他端はジブ起伏ドラム20
へ巻装される。本実施例ではシーブの掛け数は10であ
り、ジブ起伏ドラム20に巻上げ下げしたジブ起伏ロー
プ17の長さの1/10だけブライドル14とベイル1
6との距離が変化する。
【0011】図3はジブ起伏ロープの寿命判定装置の構
成を示すブロック図であり、ジブ起伏ドラム回転位置検
出器である回転センサ26と、ジブ起伏ロープ張力検出
器であるロードセル18とを設け、各検出器によって検
出された信号は制御部へ入力される。次に、ジブ起伏ロ
ープ17の寿命判定方法について説明する。ジブ起伏ロ
ープ17の寿命は主として繰り返し曲げによる素線の疲
労断線で決まり、疲労度はシーブ通過回数とそのときの
ロープ張力によって決まる。ジブ起伏ロープ17の任意
の一点がシーブを一回通過するのに必要なロープ移動量
は、ブライドル14とベイル16との距離により求めら
れる。然るに、ブライドル14とベイル16との距離
は、ジブ起伏ドラム20からジブ起伏ロープ17がどれ
だけ繰り出されたか、即ち、ジブ起伏ドラム回転位置に
より決まる。
【0012】図4は、ジブ起伏ロープ17の任意の点A
が第1のシーブ27から第11のシーブ37までを通過
する場所を示したグラフであり、ロープを全て繰り出し
たときのジブ起伏ドラム回転位置をα0 とし、ジブ角度
を最大まで起こしたときのジブ起伏ドラム回転位置をα
m とする。例えば、図示したようにL1上にA点を設定
したときは、第11のシーブ37、第10のシーブ3
6、第9のシーブ35の三つのシーブを通過することに
なり、各シーブを通過するときのジブ起伏ドラム回転位
置は夫々αa1,αa2,αa3と特定することができる。こ
こで、ジブ起伏ロープ17上に等間隔で複数の仮想ポイ
ント1〜nを設定した場合に、そのポイントが各シーブ
を通過するときのジブ起伏ドラム回転位置及びシーブ通
過回数を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】一方、ロープ曲げ疲労寿命はロープ張力に
よっても変化する。図5にフローチャートを示すが、ジ
ブ起伏レバーを操作したときは、回転センサ26の信号
によりジブが起伏操作されたことが分かる。然るとき、
一定のサンプリング時間毎にロードセル18の張力信号
i を制御部へ読み込む。そのときのジブ起伏ロープ張
力Fi から、予め知られているロープ破断張力FL に対
する安全率fを求める。
【0015】
【数1】
【0016】クレーン等の安全規則で定められた法定安
全率5に於ける寿命を1としたとき、他の安全率で使用
した場合の寿命係数は予め実験データで求められてお
り、図6のグラフに示すように、法定安全率に対する寿
命換算係数Nで表わされる。ここで、寿命換算係数と
は、シーブを1回通過したときに受ける疲労が安全率に
よって異なるものとし、法定安全率である安全率5に於
ける疲労寿命を1として等価係数に置き換えたものであ
る。例えば、安全率fのときの寿命換算係数Nを0.7
と仮定し、安全率fでシーブを100回通過した場合に
は、安全率5に於いては100×N=70、即ちシーブ
を70回通過したことに相当する。尚、このグラフのデ
ータは予めメモリに記憶されている。
【0017】また、張力信号Fi の読み込みとともにド
ラム回転位置信号θを読み込み、メモリに記憶されてい
る各ポイント毎のジブ起伏ドラム回転位置α11,α21
α22,……αnmと比較する。双方の値が一致したとき、
そのポイントのシーブ通過回数Mi を呼び出し、これに
前記寿命換算係数Nを加算してシーブ通過回数Mi を補
正する。例えば、読み込んだドラム回転位置信号θがメ
モリに記憶されているシーブを通過するジブ起伏ドラム
回転位置αijと一致した場合、メモリに記憶されたシー
ブ通過回数Mi に寿命換算係数Nを加算してMi +Nと
補正する。そして、補正されたシーブ通過回数を再びM
i としてメモリに記憶する。
【0018】次に、メモリに記憶されたシーブ通過回数
1 〜Mn の最大値を探してMMAXとし、法定安全率で
使用した場合の、ロープの曲げ疲労による使用限度回数
を標準曲げ疲労回数Lとする。制御部はシーブ通過回数
の最大値MMAX と標準曲げ疲労回数Lとを比較し、シー
ブ通過回数の最大値MMAX が標準曲げ疲労回数Lに達し
たか否かを判定する。シーブ通過回数の最大値MMAX
標準曲げ疲労回数Lに達しない場合は、ジブ起伏ロープ
17の寿命範囲とみなして継続使用する。そして、シー
ブ通過回数の最大値MMAX が標準曲げ疲労回数Lに達し
たときは、制御部はジブ起伏ロープ17が寿命であると
判断して警報を発する。
【0019】オペレータは、この警報によってジブ起伏
ロープ17が疲労したことを確認でき、新たなジブ起伏
ロープと交換する。即ち、ジブ起伏ロープの寿命が自動
的に判定されるため、ロープ交換時期の判断をオペレー
タが誤まることがなくなり、ジブ起伏ロープの破断によ
る事故を防止できる。尚、本発明は、本発明の精神を逸
脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本
発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【0020】
【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したよう
に、オペレータがジブ起伏ロープを点検することなく、
自動的にジブ起伏ロープの寿命が判定されるため、ジブ
起伏ロープの疲労に対するオペレータの負担が著しく軽
減される。従って、ジブ起伏ロープの交換時期が遅れて
ジブ起伏ロープが破断し、事故が発生することを未然に
防止でき、安全性の向上に寄与できるとともに、交換時
期が早過ぎて使用可能なロープを廃棄するという無駄が
なくなり、経済性の向上にも寄与できる等諸種の効果を
奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】クローラクレーンの側面図。
【図2】ジブ起伏ロープの巻回方法を示す解説図。
【図3】ジブ起伏ロープの寿命判定装置の構成を示すブ
ロック図。
【図4】ジブ起伏ロープの任意の点が各シーブを通過す
る場所を示したグラフ。
【図5】シーブ通過回数の最大値を求めて警報を発する
までのフローチャート。
【図6】法定安全率に対する寿命換算係数を表わすグラ
フ。
【符号の説明】
17 ジブ起伏ロープ 18 ロードセル 26 回転センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジブ起伏ドラム回転位置検出器と、ジブ
    起伏ロープ張力検出器とを設け、ジブ起伏ロープ上に等
    間隔で複数の仮想ポイントを設定し、各ポイントがシー
    ブを通過するときのジブ起伏ドラム回転位置を予め求
    め、各ポイント毎に夫々のシーブを通過するときのジブ
    起伏ドラム回転位置及びシーブ通過回数をメモリに記憶
    しておき、ジブ起伏ドラムが回転したときに、一定のサ
    ンプリング時間毎にジブ起伏ロープ張力及びジブ起伏ド
    ラム回転位置を読み込み、そのときのジブ起伏ロープ張
    力からロープ破断張力に対する安全率を算出して法定安
    全率に対する寿命換算係数を求めるとともに、そのとき
    のジブ起伏ドラム回転位置を記憶されている各ポイント
    毎のジブ起伏ドラム回転位置と比較し、双方の位置が一
    致したとき、記憶されているシーブ通過回数に前記寿命
    換算係数を加算してシーブ通過回数を補正し、補正され
    たシーブ通過回数を再びメモリに記憶し、次に、記憶さ
    れたシーブ通過回数の最大値を探して標準曲げ疲労回数
    と比較し、シーブ通過回数の最大値が標準曲げ疲労回数
    に達したか否かを判定する手段を設けたことを特徴とす
    るジブ起伏ロープの寿命判定装置。
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