NO783078L - Fremgangsmaate og anordning for overvaakning av belastning av en utliggerkran - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for overvåkning av belastning av

en utliggerkran.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for overvåkning av belastningen på utliggerkraner, samt en anordning for gjennomforing av fremgangsmåten.

Enhver kran er konstruert for en bestemt maksimalbelastning. Ved siden av andre belastningskriterier er det i praksis forst og fremst belastningen på kroken, dvs. den maksimale vekt med hvilken krankroken kan loftes, som er av interesse. Det er av avgjorende betydning at maksimalbelastningen ikke overskrides, da dette kunne fore til alvorlige konsekvenser, som velting av kranen, brudd på loftetauet m.v. Av denne grunn er det onskelig å forsyne en kran med en overvåkningsanordning, som gjor det mulig for operatoren å registrere og hindre overbelastning i tide.Dette er særlig fordelaktig, hvis det må loftes et stort antall forskjellige laster med kranen, og hvis lastens vekt ikke eller bare tilnærmet er kjent.

Det er kjent overvåkningsanordninger som måler bæretauets strekkbelastning. Det ville være onskelig å anordne en slik strekkmåleanordning direkte på eller så nær kranen som mulig, slik at den opphengte last kan måles effektivt. Av tekniske og okonomiske grunner er dette som regel ikke mulig, og man er nodt til å måle taustrekket på et annet sted, f.eks. på tauets forankringssted på krankonstruksjonen eller i området for driv-enheten. I dette tilfelle måles imidlertid ikke bare selve las-ten, men måleresultatene forvrenges av friksjonskrefter i rul-ler o.l. og denne forvrengning må igjen utlignes med forholdsvis omfattende kompensasjons-forholdsregler. Erfaringen viser at det med de hittil kjente metoder bare er mulig å oppnå en noyaktighet på ca. 20%. Denne usikkerhetsfaktor betyr enten at man ' ikke kan utnytte kranens totale kapasitet eller at faren for j overbelastning må tas på kjopet.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å foreslå en overvåkning av belastningen på utliggerkraner, som ikke har de nevnte ulemper. Spesielt skal det oppnås storre noyaktighet av målingen uten at et slikt krananlegg blir mer omfintlig for forstyrrelser eller mindre okonomisk.

For at dette mål skal nås, foreslås en fremgangsmåte for overvåkning av belastningen på utliggerkraner, som ifolge oppfinnelsen utmerker seg ved at belastningsmomentet (Lastmoment) og utliggervinkelen (Auslegung) måles, at belastningen på kroken beregnes på dette grunnlag og at oppnåelse av en på forhånd valgt grenseverdi signaliseres optisk og/eller akustisk.

Det benyttes således en tilsynelatende komplisert, indirekte metode, som dog har den fordel at det ved de to variable parametere, belastningsmomentet og utliggervinkelen, dreier seg om entydige, lett og pålitelig målbare storrelser, ut fra hvilke belastningen på kroken meget lett kan beregnes. Ved beregningen på grunnlag av de to målte verdier er det uten videre mulig å ta hensyn til eventuelle nodvendige korreksjonsverdier, idet beregningen hensiktsmessig skjer elektronisk. En slik korrek-sjonsverdi er f.eks. LMq, dvs. belastningsmomentet ved ubelastet krok, som fremgår av krankonstruksjonens egenvekt.

En anordning som egner seg for gjennomfbring av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen utmerker seg ved at det er anordnet et styreapparat, som står under påvirkning av en forste måler for kontinuerlig måling av de;fc øyeblikkelige belastningsmoment og av en andre måler for kontinuerlig måling av den øyeblikkelige utliggervinkel, hvorved styreapparatet er forsynt med en optisk og/eller akustisk varslingsanordning for krokens belastning, beregnet på belastningsfaktoren og utliggervinkelen.

I det folgende skal et utforelseseksempel av oppfinnelsen be-skrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et skjematisk sideriss av en kran med konvensjonell j belastningsovervåkning,

fig. 2 er et skjematisk sideriss av en kran med belastningsovervåkning ifolge oppfinnelsen og

fig. 3 viser et blokk-koblingsskjerna for styreapparatet.

Kranen som er vist i skjematisk sideriss i fig. 1, omfatter i det vesentlige et rammefundament 1, på hvilket utliggerkonstruksjonen 2,3/4 er svingbart festet. I enden av utliggerarmen 4 forloper loftetauet 5 nedover og bærer krankroken 7 via en brytetrinse 6. Loftetauets 5 ende er festet i punkt 8 i ende-området for utliggerarmen 4. Loftetauet 5 går til en drivenhet 9 via diverse brytetrinser. Utliggerkonstruksjonen 2,3,4 er ved hjelp av ikke nærmere viste organer svingbar overfor rammefundamentet 1, hvorved utliggervinkelen endres.

I fig. 1 er det vist forskjellige, kjente losninger for anordning av en lastmåler. Den teknisk sett ideelle losning viser lastmåleren 10a direkte på kroken 7. Slik kan belastningen på kroken måles forholdsvis noyaktig, men overforingen av måledata til kranens kontrollbord bereder vanskeligheter. Dessuten er det som oftest umulig å utstyre en allerede eksisterende kran med en slik overvåkningsanordning. Vanligvis anbringes derfor en lastmåler 10b på det sted hvor loftetauets 5 ende er festet til utliggerarmen 4. Den enkleste losning er anordning av lastmåleren 10c i nærheten av drivanordningen, idet veien-til kon-trollbordet da er kort og det ikke må overvinnes omstyringspunk-ter som er betinget av utliggersvingning. På grunn av den gjen-tatte omstyring av tauet 5, foreligger det dog en rekke forstyrrende hhv. feilverdier som undertiden bare kan registreres

svært unoyaktig.

Et utforelseseksempel av losningen ifolge oppfinnelsen er vist i fig. 2. Den viste kran er i det vesentlige konstruert på sam-me måte som angitt i forbindelse med fig. 1. Den omfatter et rammefundament 1, en utliggerkonstruksjon 2.3.4, et loftetau 5, en krok 7 som er lagret på en brytetrinse 6 og et forankrings-punkt 8 for loftetauet 5. Som innledningsvis nevnt, måles dog ikke krokens belastning direkte, men belastningsfaktoren og ut-<1>iliggervinkelen bestemmes. Til måling av belastningsmomentet benyttes en måler 11, som er anbrakt på et bakre stag 12 for kranen. Strekk-kraften Q i staget 12 er proporsjonal med belastningsmomentet og kan bestemmes enkelt og noyaktig med en konven-sjonelt dilatometer. Til måling av utliggervinkelen er utliggerarmen 2 utstyrt med en måler 13, som måler armens 2 vinkel mot rammefundamentet og avgir et signal som er proporsjonalt med vinkelen.

Ved beregning av krokens belastning må det selvsagt også tas hensyn til belastningsmomentet ved ubelastet krok. Dette mo-ment er betinget av krokens, tauets og utliggerkonstruksjonens egenvekt. Krokens belastning beregnes deretter som folger:

hvorved P = belastningen på kroken

LM = målt belastningsmoment

LMQ= belastningsmoment ved ubelastet krok

a = utliggervinkel

Da den signalverdi som avgis av dilatometeret 11 er proporsjonal med belastningsmomentet og den signalverdi som avgis av vinkelmåleren 13 er proporsjonal med utliggervinkelen, og da LMQer en konstruksjonsbetinget konstant verdi, kan verdien av belastningen på kroken beregnes med en enkel, elektronisk kopling.

Et utforelseseksempel av en slik kopling er vist som koplings-skjema i fig. 3. Koplingen omfatter en differensialforsterker 14, til hvis inngang dilatometeret 11 er koplet. Den andre inngang for differensialforsterkeren 14 får tilfort signalet fra vinkelmåleren 13 etter at dette signal har passert gjennom en analog/digital-omformer 15 og en korreksjonsmatrise 16. Normalt har korreksjonsmatrisen 16 en lineær karakteristikk, da belast-ningsmomentkurvene er rette linjer. Avhengig av kranens konstruk-sjon kan de dog ha en annen karakteristikk. Dette kan lett kompenseres i korreksjonsmatrisen 16. Utgangssignalet fra diffe-resialforsterkeren 14 ledes til den ene inngang for en spen-ningsdelerkopling 17, mens utgangssignalet fra vinkelmåleren 13 i

I går til spenningsdelerkoblingens 17 andre inngang.

Utgangssignalet som avgis av spenningsdelerkoblingen 17 og som er proporsjonalt med belastningen på kroken, ledes til en vurderingsenhet 18. Sistnevnte har tre optiske varselanordninger 19,20 og 21, samt et signalhorn 22. Når vurderingsenheten 18 mottar et signal som svarer til 95% av den tillatte belastning på kroken, lyser forste varselanordning 19 opp og gir operatoren varsel om at kranens tillatte belastning nesten er nådd. Ved oppnådelse av maksimalbelastningen lyser lampen 20 og

hvis det oppnås en overbelastning på 5%, varsles dette dels ved at varsellampen 21 lyser opp og dels ved at signalhornet 22 tuter.

De praktiske utforelser av analog/digital-omformeren 15, matri-sen 16, differensialforsterkeren 14, spenningsdeleren 17 og vurderingsenheten 18 er konvensjonell teknikk, slik at de ikke krever nærmere omtale.

Det bemerkes dog at vurderingsenheten 18 kan være forsynt med ytterligere en inngang, med hvilken systemets korrekte funksjo-nering overvåkes. Koblingen anordnes da hensiktsmessig slik at varsellampen 21 og/eller signalhornet aktiviseres ved kabelbrudd eller hvis en av systemets enheter svikter.

Med losningen ifolge oppfinnelsen kan en meget noyaktig og pålitelig overvåkning av kranens belastning realiseres. Både verdien av ekspansjonen i en av de statiske krankomponenter, f.eks. staget 13, og utliggerens svingningsverdi kan måles meget noyaktig, hvorved det praktisk talt ikke opptrer uforutsebare forstyrrende verdier, som det måtte tas hensyn til. Dermed oppnås en noyaktighet på 5%, som i praksis vil være tilstrekkelig i alle tilfelle. Når det gjelder de benyttede komponenter, kan de utgjore kjente, pålitelige elementer, som kan kjopes gunstig på markedet. Med den foreslåtte losning kan det således gjennom-fores en robust, okonomisk overvåkning av belastningen på kranen. Det foreslåtte overvåkningssystem kan uten vanskeligheter monteres på eksisterende kraner av praktisk talt enhver konst-ruksjon. De parametere som er spesielle for hver enkelt kran kan lett kompenseres i styreapparatets elektronikk.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for overvåkning av belastningen på utliggerkraner, karakterisert ved at belastningsmomentet og utliggervinkelen måles, at belastningen på kroken beregnes på grunnlag av disse verdier og at oppnåelse av en på forhånd valgt grenseverdi varsles optisk og/eller akustisk.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at belastningsmomentet bestemmes ved måling av den belastningsbetingede ekspansjon av en krankomponent.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at utliggervinkelen bestemmes ved måling av vinkelen mellom den svingbare utligger og det stasjonære kranfundament.

4. Anordning for gjennomforing av fremgangsmåten som angitt i krav 1, karakterisert ved at det foreligger et styreapparat, som står under påvirkning av en forste måler (11) for kontinuerlig bestemmelse av det øyeblikkelige belastningsmoment samt under påvirkning av en andre måler (13) for kontinuerlig bestemmelse av den øyeblikkelige utliggervinkel for kroken, hvorved styreapparatet (14-18) er forsynt med en optisk og/eller akustisk varslingsanordning (19-22) for belastningen på kroken, beregnet på grunnlag av belastningsmomentet og utliggervinkelen.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den forste måler (11) er et dilatometer, som er anordnet på en konstruksjonsdel av kranen som strekk-påvirkes.

6. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den andre måler (13) er en vinkelmåler, som er anordnet i området for den svingbare opphengning av kranutliggeren.

7. Anordning som angitt i krav 2-4, karakter i-, i ■ sert ved at styreapparatet omfatter en differensialfor- I dsetlers kveir nk(e1l4m)å, lteriel n hv(i1l3k)e, n sodm eles r dtililatkoombleett ervet ia (1en 1) aner alokgob/ldiet gio-g talomformer (15).

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at det mellom utgangen for analog/digital-omformeren (15). og inngangen for differensialforsterkeren (14) er koblet inn en korreksjonsmatrise (16).

9. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at styreapparatet omfatter en spenningsdeler (17), til hvis inngang differensialforsterkerens (14) utgang er koblet og til hvis andre inngang vinkelmåleren (13) er koblet.

10. Anordning som angitt i krav 9, karakterisert ved at det til utgangen for spenningsdeleren (17) er koblet en vurderingsenhet (18), som omfatter en forste lampe (19) for varsling av at 95% av maksimalbelastningen er nådd, en andre lampe (20) for varsling av at maksimalbelastningen er nådd og en tredje lampe (21) for varsling av at 105% av maksimalbelastningen er nådd.

11. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at vurderingsenheten (18) omfatter et signalhorn (22) for akustisk varsling av at det er inntrådt en tilstand av overbelastning.