JP2769084B2 - ジブ俯仰ロープの寿命判定装置 - Google Patents

ジブ俯仰ロープの寿命判定装置

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JP2769084B2
JP2769084B2 JP5375493A JP5375493A JP2769084B2 JP 2769084 B2 JP2769084 B2 JP 2769084B2 JP 5375493 A JP5375493 A JP 5375493A JP 5375493 A JP5375493 A JP 5375493A JP 2769084 B2 JP2769084 B2 JP 2769084B2
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和明 井上
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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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、特にジブ俯仰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俯仰ロープ
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俯仰ロープの
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、ジブ俯仰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俯仰ロープの寿命
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俯仰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大
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、大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、ジブ俯仰角度検出器
と、ジブ俯仰ロープ張力検出器と、ジブ俯仰ドラム回転
検出器とを設け、ジブ俯仰角度を一定のサンプリング時
間毎に読み込むとともにジブ俯仰ドラムの総回転数を読
み込み、夫々のジブ俯仰角度範囲毎のシーブの使用頻度
とジブ俯仰ドラムの総回転数とからシーブ通過回数を推
定し、更に、ジブ俯仰ロープ張力を一定のサンプリング
時間毎に読み込んでロープ破断張力に対する安全率を求
め、夫々の安全率の区分毎のロープ曲げ度数から平均安
全率を算出して寿命係数を求め、標準曲げ疲労回数と寿
命係数の積を算出して疲労寿命を推定し、前記シーブ通
過回数が疲労寿命に達したか否かを判定する手段を設け
たジブ俯仰ロープの寿命判定装置を提供するものであ
る。
【0006】
【作用】ジブ俯仰角度検出器により、一定のサンプリン
グ時間毎にジブの俯仰角度を読み込む。ジブ俯仰ドラム
回転検出器により、ジブ俯仰ロープを巻上げ下げしたと
きのジブ俯仰ドラムの総回転数を読み込む。ジブ俯仰角
度範囲毎のシーブの使用頻度とジブ俯仰ドラムの総回転
数とからシーブ通過回数を推定する。
【0007】また、ジブ俯仰ロープ張力検出器により、
一定のサンプリング時間毎にジブ俯仰ロープ張力を読み
込み、ロープ破断張力に対する安全率を求める。安全率
の区分毎のロープ曲げ度数から平均安全率を算出し、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よ
り平均安全率に於ける寿命係数を求める。更に、法定安
全率である安全率5に於ける既知の標準曲げ疲労回数と
平均安全率に於ける寿命係数を積算して疲労寿命を推定
する。
【0008】そして、推定されたシーブ通過回数と疲労
寿命とを比較し、シーブ通過回数が疲労寿命に達したと
きにジブ俯仰ロープが寿命であると判定する。
【0009】
【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、各シーブ間にジブ俯仰ロープ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、その他端をジブ俯仰ドラム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。
【0010】而して、ジブ俯仰ドラム20を回転してジ
ブ俯仰ロープ17を巻上げ下げすることにより、ジブ1
2が起伏して俯仰角度が可変でき、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、ジブ俯仰ドラム20に回転センサー25を装
着してドラム回転信号を検出するとともに、ジブ12の
取付部に角度センサー26を装着してジブ俯仰角度信号
を検出するように構成する。
【0011】図2はジブ俯仰ロープ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へ固定されたジブ俯仰ロープ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の順にジブ俯仰
ロープ17が巻回され、その他端はジブ俯仰ドラム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、ジブ俯仰ドラム20に巻上げ下げしたジブ俯仰ロー
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。
【0012】図3はジブ俯仰ロープの寿命判定装置の構
成を示すブロック図であり、ジブ俯仰角度検出器である
角度センサー26と、ジブ俯仰ロープ張力検出器である
ロードセル18と、ジブ俯仰ドラム回転検出器である回
転センサー25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、ジブ俯仰ロープ17
の寿命判定方法について説明する。ジブ俯仰ロープ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。ジブ俯仰ロープ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が、
この距離はジブ俯仰角度によって変化する。図4はジブ
俯仰角度に対するロープ移動量をグラフに表わしたもの
であり、ジブ俯仰ドラム20を一回転させたときの最多
シーブ通過回数はそのときのジブ俯仰角度によって決ま
ってくる。
【0013】そこで、表1に示すように、先ず角度セン
サー26の角度信号を一定のサンプリング時間毎に制御
部へ読み込み、夫々のジブ俯仰角度範囲毎のシーブの使
用頻度をメモリーに記憶する。一方、回転センサー25
のドラム回転信号を検出し、ジブ俯仰ドラム20の総回
転数Nを制御部へ読み込む。
【0014】
【表1】
【0015】ジブ俯仰角度θをθ1 からθM まで区分し
たときの使用頻度をn1 からnM とすれば、総使用頻度
【0016】
【数1】
【0017】であるから、ジブ俯仰角度範囲が0≦θ<
θ1 に於けるジブ俯仰ドラムの回転数は、
【0018】
【数2】
【0019】となる。そして、このジブ俯仰角度範囲で
のジブ俯仰ドラム一回転当りのシーブ通過回数をk1
すれば、このジブ俯仰角度範囲でのシーブ通過回数は、
【0020】
【数3】
【0021】となる。以下、同様の手順で夫々のジブ俯
仰角度範囲毎のシーブ通過回数を算出する。ジブ俯仰角
度範囲が0≦θ≦θM に於ける全区間のシーブ通過回数
の総和Kは次のように推定される。
【0022】
【数4】
【0023】一方、ロープの曲げ疲労寿命はロープ張力
によっても変化する。ロードセル18の張力信号Fi
一定のサンプリング時間毎に制御部へ読み込み、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。
【0024】
【数5】
【0025】この安全率fを前記一定のサンプリング時
間毎に区分し、夫々の安全率の区分毎のロープ曲げ度数
をメモリーに記憶する。安全率fを0からfL まで区分
したときのロープ曲げ度数をa1 からaL とすれば、
【0026】
【表2】
【0027】平均安全率▲f ̄▼は、
【0028】
【数6】
【0029】となる。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5のグラフに示すような関係となってい
る。このグラフから平均安全率▲f ̄▼に於ける寿命係
数はJであることがわかる。尚、このグラフのデータは
予めメモリーに記憶されている。そして、法定安全率5
で使用した場合の、ロープ曲げ疲労による使用限度回数
を標準曲げ疲労回数Lとすれば、疲労寿命Hは次のよう
に推定される。
【0030】
【数7】
【0031】制御部は推定されたシーブ通過回数の総和
Kと、推定された疲労寿命Hとを比較し、シーブ通過回
数の総和Kが疲労寿命Hに達したか否かを判定する。シ
ーブ通過回数の総和Kが疲労寿命Hに達しない場合は、
ジブ俯仰ロープ17の寿命範囲とみなして継続使用す
る。そして、次のように、
【0032】
【数8】
【0033】前記シーブ通過回数の総和Kが疲労寿命H
に達したときは、制御部はジブ俯仰ロープ17が寿命で
あると判断して警報を発する。オペレータは、この警報
によってジブ俯仰ロープ17が疲労したことを確認で
き、新たなジブ俯仰ロープと交換する。即ち、ジブ俯仰
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、ジブ俯
仰ロープの破断による大事故を防止できる。
【0034】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。
【0035】
【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したよう
に、オペレータがジブ俯仰ロープを点検することなく、
自動的にジブ俯仰ロープの寿命が判定されるため、ジブ
俯仰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、ジブ俯仰ロープの交換時期が遅れて
ジブ俯仰ロープが破断し、大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】ジブ俯仰ロープの巻回方法を示す解説図。
【図3】ジブ俯仰ロープの寿命判定装置の構成を示すブ
ロック図。
【図4】ジブ俯仰角度に対するシーブを一回通過するの
に必要なロープ移動量を表わすグラフ。
【図5】実験データから表わされた安全率と寿命係数と
のグラフ。
【符号の説明】
17 ジブ俯仰ロープ 18 ロードセル 25 回転センサー 26 角度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−350097(JP,A) 特開 平2−81894(JP,A) 特開 平5−39187(JP,A) 特開 昭62−17638(JP,A) 特開 昭62−132144(JP,A) 特開 平5−97397(JP,A) 実開 平3−44191(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B66C 23/00 - 23/94 B66C 15/02 B66D 1/54

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジブ俯仰角度検出器と、ジブ俯仰ロープ
    張力検出器と、ジブ俯仰ドラム回転検出器とを設け、ジ
    ブ俯仰角度を一定のサンプリング時間毎に読み込むとと
    もにジブ俯仰ドラムの総回転数を読み込み、夫々のジブ
    俯仰角度範囲毎のシーブの使用頻度とジブ俯仰ドラムの
    総回転数とからシーブ通過回数を推定し、更に、ジブ俯
    仰ロープ張力を一定のサンプリング時間毎に読み込んで
    ロープ破断張力に対する安全率を求め、夫々の安全率の
    区分毎のロープ曲げ度数から平均安全率を算出して寿命
    係数を求め、標準曲げ疲労回数と寿命係数の積を算出し
    て疲労寿命を推定し、前記シーブ通過回数が疲労寿命に
    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
    ジブ俯仰ロープの寿命判定装置。
JP5375493A 1993-03-15 1993-03-15 ジブ俯仰ロープの寿命判定装置 Expired - Lifetime JP2769084B2 (ja)

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JPH06263392A JPH06263392A (ja) 1994-09-20
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CN102261988A (zh) * 2011-04-25 2011-11-30 吴峰崎 一种起重机剩余寿命的测试方法

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