RU2063921C1

RU2063921C1 - Device for weighing load on hook of cable load-lifting mechanisms

Info

Publication number: RU2063921C1
Application number: RU92002513A
Authority: RU
Inventors: Николай Гаврилович Огнев; Евгений Алексеевич Дмитриев
Original assignee: Николай Гаврилович Огнев; Евгений Алексеевич Дмитриев
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: weighing facilities. SUBSTANCE: potentiometer connected with controlled resilient section of load-lifting cable is made in form of rheohord mechanically coupled with drum of lifting winch. Controlled resilient section of cable is placed between head guide sheaves and hook load hanger and is made in form of two spans. One of upper sliding contacts in zone guide sheaves is directly connected with corresponding terminal of bridge fourth arm, and the other, through rheohord, both sliding contacts being insulated from each other. Rheohord. Rheohord resistance is equal to summary resistance of two spans of lifting cable between upper sliding contacts when no load is hanging from hook and the hook is in lowermost working position, with rheohord being coupled with winch drum to provide increase in resistance with winch drum rotated in load lifting direction. This provides continuous measuring of load built by lifted load on end of cable. EFFECT: enlarged operating capabilities. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для измерения массы груза на крюке или прицепном устройстве канатных грузоподъемных механизмов, которыми снабжены большинство подъемно-транспортных машин, например мостовые, козловые, строительные и другие краны с крюком, а также экскаваторы-мехлопаты и драглайны. Известно "Устройство для измерения массы (а. с. N 1543243, G 01 G 9/00, СССР, 1987 г.), предназначенное для грузоподъемных механизмов, содержащее грузоподъемный узел, индикатор, двигатель, токогенератор, сумматор и дифференциатор, которые в процессе измерения массы требуют достаточно сложной аппаратуры для измерения момента на валу грузоподъемного двигателя и последующего вычисления массы. The invention relates to a weight measuring technique and can be used to measure the mass of a load on a hook or towing device of rope hoisting mechanisms, which are equipped with most hoisting-and-transport machines, for example, bridge, gantry, construction and other cranes with a hook, as well as excavating shovels and draglines. It is known "Device for measuring mass (a.s. N 1543243, G 01 G 9/00, USSR, 1987), designed for lifting mechanisms, containing a lifting assembly, indicator, engine, current generator, adder and differentiator, which are in the process mass measurements require sophisticated equipment to measure the moment on the shaft of the hoisting motor and then calculate the mass.

Известный "Индикатор нагрузки крана (патент Великобритании, заявка N 1500501, IB 66 С 15/06, 1977 г. позволяет учесть и угол наклона стрелы крана, и вес части стрелы с использованием резистивных тензодатчиков. Однако тензодатчики для контроля напряжений при сдвиге, возникающих в стреле, обладают остаточной деформацией, что снижает чувствительность индикатора. The well-known “Crane load indicator (UK patent application N 1500501, IB 66 C 15/06, 1977, allows to take into account both the angle of the crane jib and the weight of the part of the jib using resistive strain gauges. However, strain gauges for monitoring shear stresses arising in boom, have permanent deformation, which reduces the sensitivity of the indicator.

За прототип принято "Устройство для контроля натяжения каната (а.с. N 1294739, В 66 В 5/12, СССР, 1984 г.), cодержащее мост постоянного тока, три плеча которого образованы резисторами, а в четвертое включены потенциометр и контролируемый упругий участок грузоподъемного каната, намотанного на барабан грузоподъемной лебедки, источник питания, включенный в одну диагональ моста, в другую диагональ включен нуль-орган, имеющий дискретный выход. For the prototype adopted "Device for monitoring the tension of the rope (AS N 1294739, 66 V 5/12, USSR, 1984), containing a DC bridge, three arms of which are formed by resistors, and the fourth includes a potentiometer and controlled elastic a section of a hoisting rope wound on a drum of a hoisting winch, a power source included in one diagonal of the bridge, a null-body having a discrete output is included in the other diagonal.

Однако наличие упругой пружины, средняя часть которой выполнена с возможностью опирания на канат и дискретного выхода нуль-органа, ограничивает применение указанного устройства только в качестве ограничителя предельного натяжения каната. Измерить же, тем более непрерывно, любую нагрузку каната данное устройство не сможет. However, the presence of an elastic spring, the middle part of which is able to lean on the rope and the discrete output of the zero-organ, limits the use of this device only as a limiter of the ultimate tension of the rope. This device, however, cannot measure any more continuously.

Цель изобретения взвесить нагрузку на конце каната, созданную поднимаемым грузом, закрепленным за канат крюком, и расширить область применения от небольших до значительных усилий в канате, причем выполнить это непрерывно. The purpose of the invention is to weigh the load at the end of the rope created by the load being lifted, attached to the rope by a hook, and to expand the scope from small to significant forces in the rope, and to do this continuously.

Эта цель достигается тем, что потенциометр выполнен в виде реохорда, механически связанного с барабаном грузоподъемного каната, контролируемый упругий участок грузоподъемного каната размещен между головными направляющими шкивами и грузовой подвеской крюка и включает в себя две ветви, на каждой из которых установлено по два скользящих контакта, при этом нижние скользящие контакты расположены в зоне грузовой подвески крюка на ее подвижной траверсе и имеют электрическое соединение между собой, а верхние скользящие контакты размещены в зоне головных направляющих шкивов и изолированы друг от друга, причем один из верхних скользящих контактов соединен с соответствующим выводом четвертого плеча моста напрямую, а другой через реохорд. К тому же реохорд связан с барабаном грузоподъемной лебедки с возможностью увеличения сопротивления при вращении грузоподъемной лебедки в сторону подъема груза, а реохорд выполнен с сопротивлением, равным суммарному электрическому сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната между двумя верхними скользящими контактами в условиях отсутствия груза на крюке и нахождении его в самом нижнем рабочем положении, при этом реохорд выполнен с возможностью установки ползунком нуля резисторного моста. This goal is achieved by the fact that the potentiometer is made in the form of a rechord mechanically connected to the drum of the hoisting rope, a controlled elastic section of the hoisting rope is placed between the head guide pulleys and the cargo suspension of the hook and includes two branches, each of which has two sliding contacts, the lower sliding contacts are located in the area of the cargo suspension of the hook on its movable traverse and have an electrical connection with each other, and the upper sliding contacts are placed in These are the main guide pulleys and are isolated from each other, one of the upper sliding contacts being connected directly to the corresponding terminal of the fourth shoulder of the bridge, and the other through a reochord. In addition, the rechord is associated with the drum of the hoist winch with the possibility of increasing resistance when the hoist hoist rotates in the direction of lifting the load, and the reochord is made with a resistance equal to the total electrical resistance of the two branches of the hoisting rope between the two upper sliding contacts in the absence of load on the hook and finding it in the lowest working position, while the reochord is made with the possibility of setting the slider to the resistor bridge.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Не вызывает сомнения, что величина нагрузки на крюке канатного грузоподъемного механизма, например автокрана, влияет на упругое удлинение грузонесущего каната, которое вызывает изменение его электрического сопротивления. Для того, чтобы увеличение сопротивления каната было строго пропорциональным только полезной нагрузке на крюке, необходимо компенсировать ту часть сопротивления обеих ветвей каната, которая вызвана весом самого каната между направляющими головными шкивами и грузовой подвески груза, и весом грузовой подвески крюка с грузозахватными приспособлениями. Причем выполнить это необходимо так, чтобы при подъеме груза крюком, намотанная на барабан часть каната в виде его уменьшенного электрического сопротивления, была бы компенсирована увеличением сопротивления другого резистора. В качестве последнего предлагается реохорд, ползунок которого механически связан с барабаном лебедки и подключен таким образом, что при вращении барабана в сторону подъема груза, сопротивление реохорда увеличивается на такую же величину, на которую уменьшилось электрическое сопротивление грузонесущего каната. А поскольку изменившуюся величину сопротивления нагруженного каната предлагается измерить классической схемой резисторного моста, следовательно, полное сопротивление реохорда должно быть равно сопротивлению двух ветвей грузоподъемного каната, измеренных между двумя скользящими контактами у направляющих головных шкивов при отсутствии полезного груза на крюке и при условии нахождения крюка с грузозахватным вооружением в самом нижнем рабочем положении. К тому же, наличие ползунка реохорда позволяет отказаться от устройства установки нуля нуль-органа, поскольку ползунок реохорда можно устанавливать при настройке на любое грузозахватное приспособление. There is no doubt that the magnitude of the load on the hook of the rope hoisting mechanism, such as a truck crane, affects the elastic elongation of the load-carrying rope, which causes a change in its electrical resistance. In order for the increase in rope resistance to be strictly proportional only to the payload on the hook, it is necessary to compensate for that part of the resistance of both branches of the rope that is caused by the weight of the rope itself between the guide head pulleys and the load suspension of the load, and the weight of the load suspension of the hook with load gripping devices. Moreover, it is necessary to perform this so that when lifting the load with a hook, the part of the rope wound on the drum in the form of its reduced electrical resistance would be compensated by an increase in the resistance of another resistor. As the latter, a reochord is proposed, the slider of which is mechanically connected to the winch drum and connected in such a way that when the drum rotates in the direction of lifting the load, the resistance of the rechord increases by the same amount by which the electrical resistance of the load-carrying rope decreases. And since it is proposed to measure the changed value of the resistance of the loaded rope with the classical circuit of the resistor bridge, therefore, the total resistance of the re-chord should be equal to the resistance of two branches of the hoisting rope, measured between two sliding contacts at the guide head pulleys in the absence of a payload on the hook and subject to finding a hook with a load-gripping weapons in the lowest working position. In addition, the presence of a rechord slider allows you to abandon the zero-organ zero-setting device, since the rechord slider can be set when tuning to any load-gripping device.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема "Устройство." применительно к подъемно-транспортному механизму. На фиг.2 электрическая схема "Устройства." на фоне кинематики канатного грузоподъемного механизма. На фиг.3 фрагмент крепления головных направляющих шкивов с осью. In FIG. 1 shows a schematic diagram of "Device." in relation to the lifting and transport mechanism. In Fig.2 electrical diagram of the "Device." on the background of the kinematics of the cable hoisting mechanism. Figure 3 is a fragment of the mounting of the head guide pulleys with an axis.

"Устройство." (фиг.2) содержит барабан 1 грузоподъемной лебедки, тяговый канат 2, перекинутый через два головных направляющих шкива 3 и 4, и несущий на себе подвижной блок 5 с крюком 6. Тяговый канат 2 закреплен одним концом на барабане 1 лебедки, а вторым к неподвижной подвеске 7. Головные направляющие шкивы 3 и 4 закреплены на неподвижной траверсе 8, несущей также токоподводящую рамку 9 со скользящими контактами 10,11, разделенные изолированной вставкой 12, с изоляторами 13,14. Подвижной блок 5 несет на себе изолированную траверсу 15 с размещенными на ней с помощью проводящего зажима 16 скользящими контактами 17 и 18. "Device." (figure 2) contains a drum 1 of a hoisting winch, a traction rope 2 thrown over two head guide pulleys 3 and 4, and bearing a movable block 5 with a hook 6. The traction rope 2 is fixed at one end to the winch drum 1, and the second to fixed suspension 7. The head guide pulleys 3 and 4 are mounted on a fixed crosshead 8, which also carries a current-carrying frame 9 with sliding contacts 10,11, separated by an insulated insert 12, with insulators 13,14. The movable unit 5 carries an insulated crosshead 15 with sliding contacts 17 and 18 placed on it with the help of a conductive clamp 16.

Вал барабана 1 грузоподъемной лебедки механически связан с ползунком 19 реохорда 20, один конец которого соединен с ползунком электрически таким образом, что при вращении барабана лебедки в сторона подъема груза, величина сопротивления реохорда увеличивается на величину сопротивления намотанного на барабан каната. Головные направляющие шкивы 3 и 4 закреплены соответственно на осях 21 и 22, изолированные друг от друга и от корпуса механизма изолирующими втулками 23 (фиг.3). The shaft of the drum 1 of the hoist winch is mechanically connected to the slider 19 of the reochord 20, one end of which is electrically connected to the slider so that when the winch drum rotates in the direction of lifting the load, the resistance value of the rechord increases by the resistance value of the rope wound around the drum. The head guide pulleys 3 and 4 are mounted respectively on the axes 21 and 22, isolated from each other and from the mechanism body by insulating bushings 23 (Fig. 3).

Источник постоянного тока для питания резисторного моста может быть строго адресован по полярности в случае использования "Устройства." в механизмах с собственным бортовым источником постоянного тока, например в автокранах и некоторых экскаваторах. В отсутствие бортового источника питания, такая строгая адресация полярности питания резисторного моста необязательна. The DC source for supplying the resistor bridge can be strictly addressed by polarity in the case of using "Device." in mechanisms with their own on-board direct current source, for example, in truck cranes and some excavators. In the absence of an on-board power supply, such strict addressing of the power supply polarity of the resistor bridge is optional.

Устройство работает следующим образом. При подъеме груза крюком 6 происходит упругое удлинение обеих ветвей каната R₁, и R₂, находящихся между головными направляющими шкивами 3 и 4 (верхние скользящие контакты 10,11) и подвижным блоком 5 (нижние скользящие контакты 17,18). Сумма этих сопротивлений (R₁ + R₂) R_1-2 и образует рабочую часть измерительного плеча. Последовательно включенный с ней реохорд R_px предназначен для устранения (компенсации) собственного веса этих ветвей каната и подвижного блока 5 с крюком 6 с грузозахватным вооружением (стропами).The device operates as follows. When the load is lifted by hook 6, both branches of the rope R ₁ and R ₂ elastically elongate between the head guide pulleys 3 and 4 (upper sliding contacts 10,11) and the movable block 5 (lower sliding contacts 17,18). The sum of these resistances (R ₁ + R ₂ ) R _1-2 and forms the working part of the measuring arm. The rechord R _px, connected in series with it, is designed to eliminate (compensate) the dead weight of these branches of the rope and the movable block 5 with hook 6 with load-gripping weapons (slings).

Возрастание величины сопротивления R_1-2 одного плеча приведет к изменению разности потенциалов в измерительной диагонали моста, в которую включен измерительный прибор (например милливольтметр pV). Достаточно проградуировать его в величинах массы (кг, тн) и поместить, например, в кабину водителя или машиниста крана, чтобы точно знать, груз какой массы находится на крюке. При пользовании стропами, их необходимо навешивать на крюк, чтобы настроить реохордом 19, поворачивая его относительно вала барабана лебедки 1, резисторный мост на нуль.An increase in the resistance value R _{1-2 of} one arm will lead to a change in the potential difference in the measuring diagonal of the bridge into which the measuring device is included (for example, pV millivoltmeter). It is enough to calibrate it in terms of mass (kg, tn) and place it, for example, in the driver's cab or crane operator, in order to know exactly what mass of load is on the hook. When using slings, they must be hung on the hook in order to adjust the rechord 19, turning it relative to the shaft of the winch drum 1, the resistor bridge to zero.

Таким образом, удается взвесить массу груза, подвешенную на крюк, а использование в качестве упругого элемента тягового каната позволяет осуществлять это непрерывно, в какой бы точке подъема не находился груз. Кроме того, достаточно включить, например, вольтметр параллельно реохорду, чтобы по нему можно было определить высоту подъема крюка, а следовательно, и груза, что может быть использовано при разработке "Устройства для защиты от недоподъема груза", потребность в котором остро испытывают все кран-балки металлургических и машиностроительных заводов. ЫЫЫ2 Thus, it is possible to weigh the mass of cargo suspended on a hook, and the use of a traction rope as an elastic element allows this to be carried out continuously, no matter where the lifting point is. In addition, it is enough to include, for example, a voltmeter parallel to the rechord so that it can be used to determine the height of the hook and, consequently, the load, which can be used in the development of a “Device for protection against under-lifting of the load,” the need for which is felt by all the crane -Balks of metallurgical and engineering plants. YYY2

Claims

1. A device for weighing cargo on the hook of rope hoisting mechanisms, containing a DC bridge, three arms of which are formed by resistors, and the fourth includes a potentiometer and a controlled elastic section of the hoisting rope wound around the hoist winch drum, a power source included in one diagonal of the bridge, a measuring device included in the second diagonal of the bridge, characterized in that the potentiometer is made in the form of a rechord, mechanically connected with a drum of a hoisting winch, The elastic section of the hoisting rope placed between the head guide pulleys and the hook of the cargo suspension includes two branches, each of which has two sliding contacts, the lower sliding contacts are located in the zone of the cargo suspension of the hook on its movable traverse, and the upper sliding the contacts are located in the area of the head guide pulleys and are isolated from each other, one of the upper sliding contacts being connected directly to the corresponding terminal of the fourth shoulder, and the other through s reochord.

2. The device according to claim 1, characterized in that the reochord is connected with the drum of the hoist winch with the possibility of increasing resistance when the hoist hoist rotates in the direction of lifting the load.

3. The device according to claim 2, characterized in that the rechord is made with the ability to set the slider of the resistor bridge to zero.

4. The device according to claim 2, characterized in that the rechord is made with a resistance equal to the total electrical resistance of the two branches of the hoisting rope between the upper sliding contacts in the absence of cargo on the hook and when it is in the lowest working position.