RU2069320C1 - Устройство для взвешивания грузов на кранах - Google Patents
Устройство для взвешивания грузов на кранах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069320C1 RU2069320C1 SU5064168A RU2069320C1 RU 2069320 C1 RU2069320 C1 RU 2069320C1 SU 5064168 A SU5064168 A SU 5064168A RU 2069320 C1 RU2069320 C1 RU 2069320C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic element
- annular
- gravity
- bending part
- strain
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
Использование: взвешивание грузов на кранах. Сущность изобретения: устройство для взвешивания грузов на подъемных кранах содержит упругий элемент с размещенными на нем тензорезисторами. Силовоспринимающая часть упругого элемента, выполненная в форме цилиндра, охватывающего хвостовик крюка, сопряжена с кольцевой изгибаемой частью упругого элемента через кольцевую перемычку, срединная плоскость которой проходит через тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части, а плоскость сопряжения кольцевой изгибаемой части с опорной цилиндрической оболочкой смещена от срединной плоскости кольцевой перемычки на величину, определяемую приведенной зависимостью. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к устройствам взвешивания грузов на кранах.
Известно устройство для взвешивания грузов на подъемных кранах, принятое в качестве аналога, в котором крюковая подвеска сопрягается с крюком через несколько датчиков растяжения (Патент ФРГ (DE) N 3629158, B 66 C 1/40). К недостаткам аналога относится прежде всего громоздкость конструкции.
Известно устройство для взвешивания грузов на подъемных кранах, принятое в качестве прототипа, содержащее упругий элемент, выполненный в виде размещенной между выполненными с центральными отверстиями верхней и нижней опорными плитами и охватывающей хвостовик крюка кольцевой пластиной, на средней части которой, имеющей толщину, большую толщин верхней и нижней частей, размещены тензорезисторные преобразователи (а.с. СССР N 1301765, B 66 C 13/16, G 01 G 19/14, опубл. 07.04.87 г. Бюл. N 13). К недостаткам прототипа следует отнести многодетальность, сложность сопряжения упругого элемента с силовводящей и опорной частями устройства, сложность получения линейной характеристики датчика.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение линейности датчика.
Эта цель достигается тем, что в устройстве для взвешивания грузов на подъемных кранах, содержащем корпус, грузовой крюк, опорный подшипник, гайку и упругий элемент с размещенными на нем тензорезисторами и выполненный цельным телом вращения силовоспринимающая часть упругого элемента, выполненная в форме цилиндра, охватывающего хвостовик крюка, сопряжена с кольцевой изгибаемой частью упругого элемента через кольцевую перемычку, срединная плоскость которой проходит через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части, а плоскость сопряжения кольцевой изгибаемой части с опорной цилиндрической оболочкой смещена от срединной плоскости кольцевой перемычки на величину, определяемую зависимостью
где S коэффициент тензочувствительности материала тензорезисторов;
Кн заданное значение коэффициента передачи датчика при номинальном значении измеряемой силы тяжести груза;
C и ΔC соответственно жесткость упругого элемента и величина ее изменения при номинальной нагрузке;
hтi и Rтi соответственно расстояние от осевой плоскости, проходящей через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части упругого элемента и радиус подрезисторного выступа под i-тым тензорезистором;
Конструкция устройства для взвешивания груза на подъемных кранах представлена на фиг. 1. Устройство содержит крюк 1, который через гайку 2, опорный подшипник 3 и нажимную плиту 4 взаимодействует на силовоспринимающую часть 5 упругого элемента. Кольцевая изгибаемая часть 6 упругого элемента сопряжена с силовоспринимающей частью 5 через кольцевую перемычку 7, срединная плоскость которой проходит через точку О центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибающей части 6. Тензорезисторы 8 и 9 размещены на цилиндрических поверхностях выступов на торцах кольцевой изгибаемой части 6, которая через опорную цилиндрическую оболочку 10 сопряжена с корпусом 11, выполненным в виде траверсы, установленной в щеках 12. От внешней среды рабочая зона тензорезисторов герметизирована мембранами 13 и 14.
где S коэффициент тензочувствительности материала тензорезисторов;
Кн заданное значение коэффициента передачи датчика при номинальном значении измеряемой силы тяжести груза;
C и ΔC соответственно жесткость упругого элемента и величина ее изменения при номинальной нагрузке;
hтi и Rтi соответственно расстояние от осевой плоскости, проходящей через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части упругого элемента и радиус подрезисторного выступа под i-тым тензорезистором;
Конструкция устройства для взвешивания груза на подъемных кранах представлена на фиг. 1. Устройство содержит крюк 1, который через гайку 2, опорный подшипник 3 и нажимную плиту 4 взаимодействует на силовоспринимающую часть 5 упругого элемента. Кольцевая изгибаемая часть 6 упругого элемента сопряжена с силовоспринимающей частью 5 через кольцевую перемычку 7, срединная плоскость которой проходит через точку О центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибающей части 6. Тензорезисторы 8 и 9 размещены на цилиндрических поверхностях выступов на торцах кольцевой изгибаемой части 6, которая через опорную цилиндрическую оболочку 10 сопряжена с корпусом 11, выполненным в виде траверсы, установленной в щеках 12. От внешней среды рабочая зона тензорезисторов герметизирована мембранами 13 и 14.
Работает устройство для взвешивания следующим образом. Под действием измеряемой силы веса груза F кольцевая часть 6 изгибается так, что ее меридиональное сечение поворачивается вокруг центра тяжести О на угол Φ. При этом тензорезисторы 8 растягиваются, а тензорезисторы 9 сжимаются, что позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя активными тензорезисторами.
Связь коэффициента передачи тензорезисторного датчика (К) с геометрическими и жесткостными параметрами упругого элемента можно представить в виде
(1)
где К' константа;
RB и RA соответственно радиусы опирания и силовведения для кольцевой изгибаемой части 6;
C коэффициент жесткости упругого элемента, приведенный в точке Oc.
где К' константа;
RB и RA соответственно радиусы опирания и силовведения для кольцевой изгибаемой части 6;
C коэффициент жесткости упругого элемента, приведенный в точке Oc.
Для обеспечения линейности характеристики датчика необходимо, чтобы
(2)
Так как в процессе деформирования упругого элемента величина изменяется, то условие (2) можно представить в виде:
(3)
где ΔR и ΔC соответственно изменение плеча изгибающих кольцо сил и изменение жесткости упругого элемента;
Изменение плеча изгибающих кольцо сил (ΔR) связано с углом поворота его меридионального сечения (Φ) и смещением (D) торца опорной оболочки 10 относительно срединной плоскости перемычки 7 зависимостью
DR=Φ•Δ
Угол поворота меридионального сечения кольца 6 связан с задаваемым коэффициентом передачи датчика при номинальной нагрузке (Кн), с радиусом цилиндрической поверхности под i-тым тензорезистором (Rтi), с расстоянием i-того тензорезистора от осевой плоскости, проходящей через точку Oc и коэффициентом тензочувствительности материала тензорезисторов (S) зависимостью:
(5)
На основании зависимостей (3), (4), (5) получим зависимость для искомой величины Δ, обеспечивающей линейность характеристики устройства
Новым в предлагаемой конструкции устройства для взвешивания грузов на подъемных кранах является введение между силовоспринимающей цилиндрической частью упругого элемента и его кольцевой изгибаемой частью кольцевой перемычки, срединная плоскость которой проходит через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части и смещение от этой плоскости торца опорной цилиндрической оболочки, что обеспечивает изменение плеча изгибаемых кольцо сил пропорционально изменению жесткости упругого элемента и, как следствие, обеспечивает высокую линейность характеристики датчика.
Так как в процессе деформирования упругого элемента величина изменяется, то условие (2) можно представить в виде:
где ΔR и ΔC соответственно изменение плеча изгибающих кольцо сил и изменение жесткости упругого элемента;
Изменение плеча изгибающих кольцо сил (ΔR) связано с углом поворота его меридионального сечения (Φ) и смещением (D) торца опорной оболочки 10 относительно срединной плоскости перемычки 7 зависимостью
DR=Φ•Δ
Угол поворота меридионального сечения кольца 6 связан с задаваемым коэффициентом передачи датчика при номинальной нагрузке (Кн), с радиусом цилиндрической поверхности под i-тым тензорезистором (Rтi), с расстоянием i-того тензорезистора от осевой плоскости, проходящей через точку Oc и коэффициентом тензочувствительности материала тензорезисторов (S) зависимостью:
На основании зависимостей (3), (4), (5) получим зависимость для искомой величины Δ, обеспечивающей линейность характеристики устройства
Новым в предлагаемой конструкции устройства для взвешивания грузов на подъемных кранах является введение между силовоспринимающей цилиндрической частью упругого элемента и его кольцевой изгибаемой частью кольцевой перемычки, срединная плоскость которой проходит через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части и смещение от этой плоскости торца опорной цилиндрической оболочки, что обеспечивает изменение плеча изгибаемых кольцо сил пропорционально изменению жесткости упругого элемента и, как следствие, обеспечивает высокую линейность характеристики датчика.
Claims (1)
1. Устройство для взвешивания грузов на подъемных кранах, содержащее корпус, грузовой крюк, опорный подшипник, гайку и упругий элемент с размещенными на нем тензорезисторами и выполненный цельным телом вращения, отличающееся тем, что в нем силовоспринимающая часть упругого элемента, выполненная в форме цилиндра, охватывающего хвостовик крюка, сопряжена с кольцевой изгибаемой частью упругого элемента через кольцевую перемычку, срединная плоскость которой проходит через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части, а плоскость сопряжения кольцевой изгибаемой части с опорной цилиндрической оболочкой смещена от срединной плоскости кольцевой перемычки на величину, определяемую зависимостью:
где S коэффициент тензочувствительности материала тензорезисторов;
Кн заданное значение коэффициента передачи датчика при номинальном значении измеряемой силы тяжести груза;
C и ΔC- соответственно жесткость упругого элемента и величина ее изменения при номинальной нагрузке;
hтi и Rтi соответственно расстояние от осевой плоскости, проходящей через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части упругого элемента, и радиус подрезисторного выступа под i-тым тензорезистором.
где S коэффициент тензочувствительности материала тензорезисторов;
Кн заданное значение коэффициента передачи датчика при номинальном значении измеряемой силы тяжести груза;
C и ΔC- соответственно жесткость упругого элемента и величина ее изменения при номинальной нагрузке;
hтi и Rтi соответственно расстояние от осевой плоскости, проходящей через центр тяжести меридионального сечения кольцевой изгибаемой части упругого элемента, и радиус подрезисторного выступа под i-тым тензорезистором.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5064168/10 RU2069320C1 (ru) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Устройство для взвешивания грузов на кранах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5064168/10 RU2069320C1 (ru) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Устройство для взвешивания грузов на кранах |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU5064168A RU5064168A (ru) | 1995-02-10 |
| RU2069320C1 true RU2069320C1 (ru) | 1996-11-20 |
Family
ID=21614214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5064168/10 RU2069320C1 (ru) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Устройство для взвешивания грузов на кранах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2069320C1 (ru) |
-
1992
- 1992-09-28 RU SU5064168/10 patent/RU2069320C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1244078, кл. G 01G 19/14, 1986. 2. Авторское свидетельство СССР N 1301765, кл G 01G 19/14, 1987. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3535923A (en) | Load-sensitive transducer | |
| US6349604B1 (en) | Parallel type six-axes force-moment measuring apparatus | |
| US5569866A (en) | Force measuring device | |
| US6898989B2 (en) | Load cell | |
| SE439990B (sv) | Lastcell | |
| US3216245A (en) | Load cell | |
| RU2069320C1 (ru) | Устройство для взвешивания грузов на кранах | |
| Muftah et al. | An improved strain gauge-based dynamic torque measurement method | |
| US4596155A (en) | Isotropic strain sensor and load cell employing same | |
| US5419210A (en) | High capacity weigh module | |
| RU1809324C (ru) | Тензорезисторный датчик крановых весов | |
| SU1624283A1 (ru) | Тензорезисторный датчик силы | |
| RU5064168A (ru) | Устройство для взвешивания грузов на кранах | |
| RU124796U1 (ru) | Тензорезисторный мембранный датчик веса и силы | |
| US3319461A (en) | Device for sensing compressive forces | |
| SU678349A1 (ru) | Тензорезисторный силоизмерительный датчик | |
| JPS63228037A (ja) | 力測定装置 | |
| EP0186860A2 (en) | A unit for measurement of overturning moment of a heavy working machine, especially a crane | |
| SU455253A1 (ru) | Тензорезисторный датчик усили | |
| KR102498987B1 (ko) | 하중 검출 장치 | |
| CN114018462B (zh) | 一种力传感器及智能设备 | |
| RU2069326C1 (ru) | Датчик силы | |
| RU2251670C2 (ru) | Многокомпонентный датчик силовых воздействий | |
| RU2035U1 (ru) | Устройство для контроля силовой неоднородности покрышек пневматических шин | |
| RU167644U1 (ru) | Датчик усилия |