RU2780976C1 - Dynamic method for monitoring the mass of the load of a hoisting machine - Google Patents
Dynamic method for monitoring the mass of the load of a hoisting machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780976C1 RU2780976C1 RU2021134454A RU2021134454A RU2780976C1 RU 2780976 C1 RU2780976 C1 RU 2780976C1 RU 2021134454 A RU2021134454 A RU 2021134454A RU 2021134454 A RU2021134454 A RU 2021134454A RU 2780976 C1 RU2780976 C1 RU 2780976C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- mass
- acceleration
- rotor
- frequency
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000002965 rope Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- TUBQDCKAWGHZPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazol-2-ylsulfanylmethyl thiocyanate Chemical compound C1=CC=C2SC(SCSC#N)=NC2=C1 TUBQDCKAWGHZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения массы груза, поднимаемого грузоподъемной машиной.The invention relates to weighing equipment and can be used to determine the mass of a load lifted by a hoisting machine.
Известен метод контроля массы груза подъемной машины, который реализуется устройством, включающим траверсу крана, грузотранспортный механизм, весоизмерительное средство с силоизмерительными тензодатчиками весовых нагрузок, преобразовательный блок, электрически связанный с силоизмерительными тензодатчиками, и световое табло отображения весовых нагрузок. При этом устройство имеет два весоизмерительных узла и балку, соединяющую их, каждый из весоизмерительных узлов состоит из тензодатчика, к которому присоединены сверху и снизу скобы, в которые вставлены кольца, нижнее кольцо установлено на ось подъемного блока траверсы крана, верхнее кольцо установлено на ось балки устройства, на балке устройства установлен вторичный преобразователь, связанный со светодиодным табло для отображения значения текущего веса (Патент РФ №2426077 С1, дата приоритета 14.12.2009, дата публикации 10.08.2010, авторы: Потытняков С.И. и др., RU).A known method for controlling the mass of the load of a lifting machine, which is implemented by a device that includes a crane crosshead, a cargo transport mechanism, a weighing tool with force-measuring strain gauges of weight loads, a converter unit electrically connected to the force-measuring strain gauges, and a light panel displaying weight loads. At the same time, the device has two weight-measuring units and a beam connecting them, each of the weight-measuring units consists of a load cell, to which brackets are attached at the top and bottom, into which rings are inserted, the lower ring is installed on the axis of the lifting block of the crane traverse, the upper ring is installed on the axis of the beam device, a secondary transducer is installed on the beam of the device, connected to an LED display to display the current weight value (RF Patent No. 2426077 C1, priority date 12/14/2009, publication date 08/10/2010, authors: Potytnyakov S.I. et al., RU) .
Недостатками аналога являются: сложность конструкции в виде двух весоизмерительных узлов; необходимость встраивания тензодатчиков в весоизмерительные узлы; невысокая надежность и точность измерения, как следствие, сложности конструкции и электрической схемы устройства; наличие кабелей связи для передачи сигнала от тензодатчика.The disadvantages of the analog are: the complexity of the design in the form of two weighing units; the need to embed strain gauges in weight-measuring units; low reliability and measurement accuracy, as a result, the complexity of the design and electrical circuit of the device; availability of communication cables for signal transmission from the load cell.
Известен метод определения массы груза, висящего на подъемном канате крана, принятый в качестве прототипа и реализуемый системой регистрации массы груза, включающей измерительную систему для измерения усилия в канате и вычислительное устройство для определения массы груза по усилию в канате. Вычислительное устройство снабжено блоком компенсации, который описывает в модели и, по меньшей мере, частично компенсирует воздействие косвенного определения массы груза по усилию в канате. Блок компенсации включает компенсацию массы каната, которая учитывает при расчете массы груза собственный вес подъемного каната и, в частности, воздействие изменения длины каната при подъеме и/или опускании груза (Патент РФ №2537728 С2, дата приоритета 15.09.2010, дата публикации 10.01.2015, авторы: Шнайдер Клаус (DE) и др., прототип).A known method for determining the mass of a load hanging on a crane hoisting rope, adopted as a prototype and implemented by a system for registering the mass of the load, including a measuring system for measuring the force in the rope and a computing device for determining the mass of the load by the force in the rope. The computing device is equipped with a compensation unit that describes in the model and at least partially compensates for the impact of indirect determination of the mass of the load from the force in the rope. The compensation unit includes compensation for the mass of the rope, which takes into account, when calculating the mass of the load, the own weight of the hoisting rope and, in particular, the effect of changing the length of the rope when lifting and / or lowering the load (RF Patent No. 2537728 C2, priority date 15.09.2010, publication date 10.01. 2015, authors: Schneider Klaus (DE) et al., prototype).
Недостатком прототипа является сложность вычислительного устройства для определения массы груза по усилию в канате в связи с необходимостью включения в устройство блока компенсации для обеспечения точности при регистрации массы груза.The disadvantage of the prototype is the complexity of the computing device for determining the mass of the load by the force in the rope due to the need to include a compensation unit in the device to ensure accuracy when registering the mass of the load.
Технической проблемой является создание динамического метода контроля массы груза подъемной машины, не требующего сложного оборудования и свободного от вышеназванных недостатков аналогов, а также обеспечивающего точность контроля массы груза.The technical problem is the creation of a dynamic method for controlling the weight of the load of a lifting machine that does not require sophisticated equipment and is free from the above disadvantages of analogues, as well as ensuring the accuracy of monitoring the weight of the load.
Изобретение направлено на обеспечение возможности контроля массы груза в процессе его вертикального подъема с грузом.The invention is aimed at providing the possibility of controlling the weight of the load in the process of its vertical lifting with the load.
Изобретение базируется на установленной закономерности зависимости крутящего момента, а соответственно, угловых ускорений ротора приводного электродвигателя от нагрузки электродвигателя (L) и угла поворота ротора относительно нулевых точек (ф) при конкретной угловой скорости ротора приводного электродвигателя, которые описаны в работе сотрудников национального университета Пусана [Um, D.Y., Park, G.S. Comparison of Electromagnetic Characteristics of Single-Phase Induction Motor between Balanced and Unbalanced Operation under Different Loads. Energies 2021, 14, 919. DOI: 10.3390/enl4040919].The invention is based on the established regularity of the dependence of the torque, and accordingly, the angular accelerations of the drive motor rotor on the motor load (L) and the angle of rotation of the rotor relative to zero points (φ) at a specific angular velocity of the drive motor rotor, which are described in the work of employees of the National University of Busan [ Um, D.Y., Park, G.S. Comparison of Electromagnetic Characteristics of Single-Phase Induction Motor between Balanced and Unbalanced Operation under Different Loads. Energies 2021, 14, 919. DOI: 10.3390/enl4040919].
Так как в процессе движения ротора приводного электродвигателя его ускорения в течение одного оборота будут меняться пропорционально изменению нагрузки, то, следовательно, будут меняться и линейные ускорения поднимаемого груза.Since during the movement of the rotor of the drive motor, its accelerations during one revolution will change in proportion to the change in load, then, consequently, the linear accelerations of the lifted load will also change.
Сущность изобретения заключается в том, что масса груза подъемной машины определяется как произведение массы устройства фиксации груза на отношение разности ускорения, сообщаемого устройству фиксации груза при конкретной угловой скорости ротора и конкретном законе изменения амплитуды и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения, и, ускорения, сообщаемого устройству фиксации груза с жестко зафиксированным на нем грузом при конкретной угловой скорости ротора при том же конкретном законе изменения амплитуды и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения, к сумме ускорения, сообщаемого устройству фиксации груза с жестко зафиксированным на нем грузом при конкретной угловой скорости ротора при том же конкретном законе изменения амплитуды и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения, и ускорения свободного падения.The essence of the invention lies in the fact that the mass of the load of the lifting machine is determined as the product of the mass of the load fixation device and the ratio of the difference in acceleration reported to the load fixation device at a specific angular velocity of the rotor and a specific law of change in the amplitude and frequency of the voltage rise supplying the drive motor, and the acceleration reported load fixation device with a load rigidly fixed on it at a specific angular velocity of the rotor with the same specific law of change in the amplitude and frequency of the voltage rise supplying the drive electric motor, to the amount of acceleration imparted to the load fixation device with a load rigidly fixed on it at a specific angular velocity of the rotor, while the same specific law of change in the amplitude and frequency of the voltage rise supplying the drive motor, and the acceleration of free fall.
Новизна изобретения состоит в том, что измеряя вертикальное ускорение устройства фиксации груза (например, крюк крана, лифтовая кабина, кабина шахтного подъемника и т.д.) известной массы в процессе подъема при конкретной угловой скорости ротора ω при конкретном законе изменения напряжения и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения и измеряя вертикальное ускорение устройства фиксации груза известной массы с зафиксированным в нем грузом неизвестной массы в процессе подъема при конкретной угловой скорости ротора ω при том же конкретном законе изменения напряжения и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения определяют неизвестную массу груза.The novelty of the invention lies in the fact that by measuring the vertical acceleration of a load fixing device (for example, a crane hook, an elevator cabin, a mine hoist cabin, etc.) of a known mass in the process of lifting at a specific angular velocity of the rotor ω with a specific law of changing the voltage and frequency of the supply the drive electric motor of the voltage rise and by measuring the vertical acceleration of the device for fixing the load of a known mass with the load of an unknown mass fixed in it in the process of lifting at a specific angular velocity of the rotor ω with the same specific law of change in the voltage and frequency of the voltage rise supplying the drive electric motor, the unknown mass of the load is determined.
На чертеже изображена схема реализации предлагаемого динамического метода контроля массы груза подъемной машины.The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed dynamic method for controlling the weight of the load of the lifting machine.
Подъемная машина 1 снабжена устройством фиксации груза 2, на котором зафиксирован груз неизвестной массы 3.The
Реализуется предлагаемый динамический метод контроля массы груза подъемной машины следующим образом.The proposed dynamic method for controlling the mass of the load of the hoisting machine is implemented as follows.
На начальном этапе на устройстве фиксации груза 2 не происходит фиксирование груза неизвестной массы 3. Устройству фиксации груза 2 массой m при подъеме при конкретной угловой скорости ротора ω при конкретном законе изменения напряжения и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения сообщается ускорение а(ϕ, ω) пропорционально ускорению ротора электродвигателя подъемной машины в зависимости от угла его поворота ϕ.At the initial stage, a load of
Затем устройство фиксации груза 2 массой m возвращают на высоту начала осуществления начального этапа и фиксируют на нем груз неизвестной массы 3 массой mгр. Устройству фиксации груза 2 и жестко зафиксированному на нем грузу неизвестной массы 3 при подъеме при конкретной угловой скорости ротора ω при том же конкретном законе изменения напряжения и частоты питающего приводной электродвигатель подъема напряжения сообщается ускорение a1(ϕ, ω) пропорционально ускорению ротора электродвигателя подъемной машины в зависимости от угла его поворота ϕ.Then the load fixing device 2 with mass m is returned to the height of the beginning of the initial stage and a load of
Силу, прикладываемую к устройству фиксации груза 2 и грузу неизвестной массы 3, со стороны приводного электродвигателя подъема в зависимости от угла поворота ротора электродвигателя ϕ при конкретной угловой скорости ротора ω обозначим через F(ϕ, ω).The force applied to the load fixing device 2 and the load of
Запишем проекции действующих сил на ось Оу для первого и второго подъемов:We write the projections of the acting forces on the Oy axis for the first and second lifts:
g - ускорение свободного падения.g is the free fall acceleration.
Так как закон изменения напряжения и частоты питающей сети в процессе первого и второго подъемов был идентичным, то сила F(ϕ, ω), прикладываемая со стороны приводного электродвигателя подъема при повороте на один и тот же угол ϕ, развивалась при первом и втором подъеме одна и та же.Since the law of change in the voltage and frequency of the supply network during the first and second lifts was identical, the force F(ϕ, ω) applied from the lifting drive motor when turning through the same angle ϕ developed during the first and second lifts one and the same.
Приравнивая (1) к (2), определяем неизвестную массу mгр:Equating (1) to (2), we determine the unknown mass m gr :
Предлагаемый динамический метод контроля массы груза подъемного устройства позволит сигнализировать о превышении допустимой массы груза непосредственно при начале и в процессе подъема груза.The proposed dynamic method for controlling the mass of the load of the lifting device will allow signaling the excess of the permissible mass of the load immediately at the beginning and in the process of lifting the load.
Технический результат - возможность контроля массы груза подъемного устройства путем измерения вертикального ускорения устройства фиксации груза известной массы и измерения вертикального ускорения устройства фиксации груза известной массы с зафиксированным в нем грузом неизвестной массы в процессе подъема при идентичных условиях.EFFECT: possibility of controlling the weight of the load of the lifting device by measuring the vertical acceleration of the device for fixing a load of known mass and measuring the vertical acceleration of the device for fixing a load of known mass with a load of unknown mass fixed in it during lifting under identical conditions.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2780976C1 true RU2780976C1 (en) | 2022-10-04 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537728C2 (en) * | 2009-09-16 | 2015-01-10 | Либхерр-Верк Ненцинг Гез.М.Б.Х. | Weight registration system for load suspended on lifting crane cable |
| RU2018139226A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-12 | Алексей Васильевич Егоров | DYNAMIC HELICOPTER MASS CONTROL METHOD |
| RU2018139179A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-12 | Алексей Васильевич Егоров | DYNAMIC LIFTING MACHINE MONITORING METHOD |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537728C2 (en) * | 2009-09-16 | 2015-01-10 | Либхерр-Верк Ненцинг Гез.М.Б.Х. | Weight registration system for load suspended on lifting crane cable |
| RU2018139226A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-12 | Алексей Васильевич Егоров | DYNAMIC HELICOPTER MASS CONTROL METHOD |
| RU2018139179A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-12 | Алексей Васильевич Егоров | DYNAMIC LIFTING MACHINE MONITORING METHOD |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Егоров А.В., Спиридонов А.А., Белоусов К.С., Смикулис Ю.Е., Игнатьев А.В., Степанова К.С. Динамические методы контроля массы груза, транспортируемого подъёмной машиной // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. 2021. стр. 37-44. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108750946B (en) | Crane load identification, measurement and adjustment control method | |
| CN108469296A (en) | A kind of electronic crane scale automatic detection device | |
| CN206172785U (en) | Wind generating set hoist | |
| CN104045006B (en) | Tower crane and jacking Self-balance Control System thereof and control method | |
| CN206955472U (en) | A kind of raising lift heavy weighs and control device | |
| JP5322102B2 (en) | elevator | |
| CN110411772B (en) | Elevator no-load static traction test detection method and device | |
| RU2780976C1 (en) | Dynamic method for monitoring the mass of the load of a hoisting machine | |
| CN109982952B (en) | Elevator control device and elevator control method | |
| CN110234587B (en) | Method for determining the weight of a car and a counterweight in an elevator | |
| CN103950836A (en) | Electronic scale for travelling crane | |
| CN106938828B (en) | Crane and hoisting mechanism thereof | |
| CN104828665B (en) | A kind of double load capacity scene electrical inspection methods of friction type winder system | |
| CN204211371U (en) | A kind of high precision driving electronic scales | |
| CN101244790B (en) | Mechanical weighing mechanism of gantry crane dynamic grab bucket electronic weighing scale | |
| CN108946403A (en) | Elevator | |
| CN109484942A (en) | The device and method of braking is detected and triggered for traction fracture of rope | |
| CN114030962A (en) | Elevator no-load measuring instrument | |
| CN208887827U (en) | Synchnorous gearless dragging machine braking-force detecting device | |
| CN108975166B (en) | Weighing method based on variable-amplitude steel wire rope force taking | |
| CN209940222U (en) | Elevator car weighing system | |
| JP2540665B2 (en) | Method and apparatus for generating elevator load data | |
| CN203877769U (en) | Travelling electronic scale | |
| CN109029823A (en) | Synchnorous gearless dragging machine braking-force detecting device and detection method | |
| KR20160081456A (en) | Elevator weight measuring method using a sound and vibration level meter |