RU32480U1 - Ограничитель грузоподъемности для подъемного крана - Google Patents

Description

ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ ДЛЯ ПОДЪЁМНОГО КРАНА

Полезная модель относится к области нодъёмно-транспортного машиностроения и может быть использована в подъёмных кранах для защиты их от перегрузок и опрокидывания при подъёме груза.

Известен ограничитель грузоподъёмности для грузоподъёмных машин и механизмов, содержаш;ий встроенное в шарнир силовой опоры тензометрическое устройство для измерения усилия, представляюш;ее собой упругий элемент в форме полого цилиндра, имеющий боковые и центральную опорные части, соединённые между собой цилиндрическим чувствительным элементом. Тензометрические датчики усилия установлены на внутренней поверхности цилиндрического чувствительного элемента (см. патент Российской Федерации № 2081809 С1, В66С 23/88, 20.06.1997). Измерительная база цилиндрического чувствительного элемента совпадает с расстоянием между центральным и боковыми онорными частями, которое полностью определяется компоновкой узла опоры грузового барабана на грузовой тележке подъёмного крана и не может быть существенно изменено в сторону увеличения, в силу чего абсолютная величина деформации чувствительного элемента очень маленькая, а её увеличение невозможно, так как это связано с переходом в зону пластических деформаций. Малые размеры измерительной базы и малая величина деформации упругих балок

г о о у 3 А г7

МПК 7 - В66С 23/88, G01L 5/22

снижают точность измерения веса груза и соответственно понижают надёжность ограничителя грузоподъёмности подъёмного крана.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является ограничитель грузоподъёмности подъёмного крана, содержащий оснащённый датчиком усилия силоизмерительный элемент, размещённый между корпусом опоры вала грузового барабана и основанием. Силоизмерительный элемент представляет собой три жёстких основания в виде опорных призм, последовательно связанные друг с другом упругими балками. Корпус опоры вала закреплён на крайних опорных призмах, а средняя опорная призма закреплена на грузовой тележке крана. Датчики усилия (тензорезисторы) размещены на упругих балках. Сигнал с датчиков усилий передаётся в систему контроля работы подъёмного крана (см. авторское свидетельство СССР № 440330, В66С 23/88, 25.08.1974). Вся весовая нагрузка, в том числе вес груза, воспринимается непосредственно упругими балками, жёсткость которых должна быть достаточной для её восприятия. Учитывая нормативы по запасу прочности для подъёмной техники, деформация упругих балок получается незначительной, что приводит к низкой точности измерения веса поднимаемого груза. Размещение тензодатчиков на поверхности упругих балок делает их уязвимыми к механическому воздействию, что снижает надёжность ограничителя грузоподъёмности, учитывая условия эксплуатации грузоподъёмной техники. В силоизмерительном элементе призмы размещены по разные стороны относительно упругой балки, что приводит к увеличению его толщины и создаёт

дополнительные трудности при компоновке ограничителя грузоподъёмности в конструкции подъёмного крана.

Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в создании ограничителя грузоподъёмности для подъёмного крана, с повышенной точностью измерения веса поднимаемого груза. Другой задачей полезной модели является создание ограничителя грузоподъёмности для подъёмного крана, обеспечивающего повышенную защиш;ённость датчика усилия от механических внешних воздействий. Ещё одной задачей полезной модели является создание ограничителя грузоподъёмности для подъёмного крана, обеспечивающего большие возможности компоновки его в конструкцию подъёмного крана за счёт уменьшения толщины силоизмерительного элемента.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в ограничителе грузоподъёмности Д|1я подъёмного крана, содержащем оснащённый датчиком усилия силоизмерительный элемент, размещённый между корпусом опоры вала грузового барабана и основанием, согласно полезной модели, силоизмерительный элемент выполнен в виде плоского упругого элемента прямоугольной формы в плане, имеющего утолщённую центральную часть, разделённую двумя поперечными прорезями на три опорные площадки, и примыкающие с двух сторон к торцам опорных площадок боковые Шобразные упругие подвесные элементы, центральная опорная площадка присоединена к корпусу опоры вала грузового барабана, боковые опорные площадки присоединены к основанию, а датчик усилия размещён в одной из

поперечных прорезей и присоединёп одним концом к центральной опорной площадке, а другим - к боковой опорной площадке.

Плоский упругий элемент целесообразно выполнить за одно целое из пластины, при этом поперечные прорези центральной части и боковых Ш-образных упругих подвесных элементов имеют одинаковую ширину и являются продолжением друг друга.

Кроме того, корпус опоры вала выполнен в виде кронштейна, первый конец которого закреплён на центральной опорной площадке силоизмерительного элемента, а второй конец кронштейна соединён с основанием через плоский промежуточный элемент, выполненный аналогично пластине силоизмерительного элемента.

Ограничитель грузоподъёмности целесообразно оснастить дополнительным датчиком усилия, размещённым в поперечной прорези центральной части плоского промежуточного элемента опоры второго конца кронштейна.

Кроме того, концы датчика усилия закреплены на обращённых к поперечной прорези стенках центральной и боковой опорных площадок равноудалённо относительно продольной оси силоизмерительного элемента.

Центральная и боковая опорные площадки могут быть оснащены жёстко соединёнными с ними консольными силопередающими балочками, размещёнными параллельно поперечной прорези, концы которых соединены с датчиком усилий.

Целесообразно консольные силопередающие балочки выполнить за одно целое с соответствующими опорными площадками.

Кроме того, в ограничителе грузоподъёмности центральная и боковые опорные площадки соединены с корпусом опоры вала грузового барабана и основанием резьбовыми крепёжными элементами.

Целесообразно в Ш-образных упругих подвесных элементах выполнить отверстия для пропуска измерительного кабеля.

Внешние полки Ш-образных упругих подвесных элементов целесообразно выполнить утолщёнными, причём указанные внешние полки могут быть выполнены с толщиной, равной толщине центральной части плоского упругого элемента, а на кронщтейне и основании выполнены приливы.

Сущность предложенного технического рещения заключается в том, что при выполнении силоизмерительного элемента виде плоского упругого элемента прямоугольной формы в плане, имеющего утолщённую центральную часть, разделённую двумя поперечными прорезями на три опорные площадки, и примыкающие с дв) сторон к торцам опорных площадок боковые Ш-образные упругие подвесные элементы, с присоединением центральной опорной площадки к корпусу опоры вала грузового барабана, а боковых опорных площадок к основанию, положение боковых опорных площадок жёстко фиксируется относительно основания и тележки подъёмного крана, не изменяется при изменении нагрузки и представляет собой исходную базу, относительно которой измеряется перемещение соединённой с корпусом опоры вала центральной опорной площадки при передаче на неё веса груза, величина которого является максимальной для данного силоизмерительного элемента и определяется весом груза и жёсткостью

боковых Ш-образных упругих подвесных элементов. Датчик усилия размещён в одной из поперечных прорезей, присоединён одним концом к центральной опорной площадке, а другим - к боковой опорной площадке и измеряет непосредственное смещение центральной опорной площадки относительно боковых опорных площадок. Данное смещение является максимальным, что увеличивает измерительную базу и повышает точность измерения. Размеще-ние датчика усилия в прорези без выступания его над поверхностью центральной и боковых опорных площадок защищает его от случайных механических внешних воздействий, в частности при случайном ударе по узлу крепления опоры вала грузового барабана. Силоизмерительный элемент выполнен плоским и его толщина равна толщине опорных площадок, что позволяет легко встроить его в конструкцию опоры грузового барабана. Симметричное расположение центральной опорной площадки относительно боковых опорных площадок позволяет повысить точность измерения веса груза, исключив погрешности, связанные с несимметричностью подвески.

Выполнение плоского упругого элемента за одно целое из пластины, при этом поперечные прорези центральной части и боковых Ш-образных упругих подвесных элементов имеют одинаковую щирину и являются продолжением друг друга увеличивает точность измерения веса груза за счёт уменьшения температурных напряжений в силоизмерительном элементе, а также делает его изготовление более технологичным.

Выполнение корпуса опоры вала в виде кронштейна, первый конец которого закреплён на центральной опорной площадке силоизмерительного

элемента, а второй конец кронштейна соединён с основанием через нлоский промежуточный элемент, выполненный аналогично пластине силоизмерительного элемента, повышает точность измерения веса груза, так как двухточечное крепление корпуса опоры вала обеспечивает вертикальное смеш;ение корпуса опоры вала без поворота, в том числе и при смещении нагрузки относительно вертикального положения.

Оснаш;ение ограничителя грузоподъёмности дополнительным датчиком усилия, размещённым в поперечной прорези центральной части плоского промежуточного элемента опоры второго конца кронштейна, повышает точность измерения веса груза, так как позволяет исключить погрещности, связанные с действующими на корпус опоры вала изгибающими моментами.

Закрепление концов датчика усилия на обращённых к поперечной прорези стенках центральной и боковой опорных площадок равноудалённо относительно продольной оси силоизмерительного элемента позволяет использовать датчики различной конструкции, отличающиеся друг от друга по длине и увеличивает базу крепления датчика усилия.

Оснащение центральной и боковой опорных площадок жёстко соединёнными с ними консольными силопередающими балочками, размещёнными параллельно поперечной прорези, концы которых соединены с датчиком усилий, позволяет использовать в ограничителе грузоподъёмности высокоточные датчики с малой величиной рабочей деформации, в частности кремниевых тензоэлементов.

Выполнение консольных силопередающих балочек за одно целое с соответствующими опорными площадками делает конструкцию более техгнологичной.

Соединение центральной и боковых оиорных площадок с корпусом опоры вала грузового барабана и основанием резьбовыми крепёжными элементами упрощает технологию изготовления ограничителя грузоподъёмности и монтаж его на подъёмном кране.

Выполнение в Ш-образных упругих подвесных элементах отверстий для пропуска измерительного кабеля упрощает монтаж ограничителя грузоподъёмности на подъёмном кране.

Выполнение внешних полок Ш-образных упругих подвесных элементов утолщёнными, в том числе с толщиной, равной толщине центральной части плоского упругого элемента, повышает точность измерения веса груза, так обеспечивает плоскопараллельное смещение центральной опорной площадки относительно боковых опорных площадок, а приливы на основании и кронщтейне обеспечивают свободу перемещения силоизмерительного и плоского промежуточного элементов.

Полезная модель поясняется рисунками. На фиг.1 изображён узел крепления вала грузового барабана с предлагаемым ограничителем грузоподъ-ёмности подъёмного крана, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фигЛ; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - в увеличенном масщтабе место В на фиг.З; на фиг.З - второе исполнение ограничителя

грузоподъёмности; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.5; на фнг.7 - третье иснолнение ограничителя грузонодъёмности.

Узел крепления вала грузового барабана с встроенным ограничителем грузоподъёмности подъёмного ьфана включает в себя корпус 1 опоры вала и основание 2, являющееся частью тележки крана. Корпус 1 представляет собой кронштейн 3 с отверстием 4 для вала грузового барабана. Между первым концом 5 кронштейна и основанием размеш,ён силоизмерительный элемент 6. Между вторым концом 7 кронштейна и основанием размеш;ён плоский промежуточный элемент 8.

Силоизмерительный элемент 6 выполнен в виде плоского упругого элемента прямоугольной формы в плане, имеющего утолщённую центральную часть 9, разделённую двумя поперечными прорезями 10 на три опорные площадки 11-13, и примыкающие с двух сторон к торцам опорных площадок боковые Ш-образные упругие подвесные элементы 14, имеющие внешнюю полку 15 и перемычки 16. Центральная опорная площадка 11 присоединена резьбовыми крепёжными элементами 17 к концу 5 кронштейна 3. Боковые опорные площадки 12 и 13 присоединены к основанию 2 резьбовыми крепёжными элементами 18.

Плоский упругий элемент выполнен за одно целое из пластины, при этом поперечные прорези центральной части 9 и боковых Ш-образных упругих подвесных элементов 14 имеют одинаковую ширину и являются продолжением друг друга. Внешняя полка 15 и перемычки 16 Ш-образных упругих подвесных элементов 14 имеют одинаковую толшину. Плоский

промежуточный элемент 8 выполнен аналогично пластине силоизмерительного элемента 6.

Датчнк 19 усилня размещён в одной из поперечных прорезей 10 силоизмерительного элемента 6 и присоединён одним концом к центральной опорной площадке 11, а другим - к боковой опорной площадке 12 равноудалённо относительно продольной оси силоизмерительного элемента. Центральная 11 и боковая 12 опорные площадки оснащены консольными силопередающими баночками 20, размещёнными параллельно поперечной прорези 10. Силопередающие балочки 20 выполнены за одно целое с соответствующими опорными площадками и отделены от них прорезями 21. Концы силопередающих балочек 20 соединены с датчиком 19 усилия.

Датчик 19 усилия может быть любого типа. В качестве иллюстрации показан датчик с чувствительным элементов в виде упругой измерительной балочки 22, оснащённой тензорезисторами 23. Могут использоваться также любые другие известные датчики с различными вариантами исполнения чувствительного элемента. В Ш-образных упругих подвесных элементах 14 выполнено отверстие 24 для пропуска измерительного кабеля от тензорезисторов 23 к блоку управления.

Представленный на фиг.5-6 пример исполнения огранргаителя грузоподъёмности подъёмного крана совпадает с предыдущим по схеме крепления кронщтейна 3 к основанию 2 и отлргаается от него конструкцией силоизмерительного элемента 6. Первый конец 5 кронщтейна соединён с основанием 2

10

через силоизмерительный элемент 6. Второй конец 7 1фонштейна соединён с основанием 2 через нлоский промежуточный элемент 8,

Силоизмерительный элемент 6 представляет собой выполненный за одно целое из пластины плоский упругий элемент прямоугольной формы в плане, имеющий утолщённую центральную часть 9, разделённую двумя поперечными прорезями 10 на три опорные площадки 11-13, и примыкающие с двух сторон к торцам опорных площадок боковые Ш-образные упругие подвесные элементы 25, имеющие утолщённую внещнюю полку 26 и перемычки 27. Внещние полки 26 выполнены с толщиной, равной толщине центральной части 9 плоского упругого элемента. Плоский промежуточный элемент 8 выполнен аналогично пластине силоизмерительного элемента 6.

Центральная опорная площадка 11 присоединена резьбовыми крепёжными элементами 17 к концу 5 кронштейна 3. Боковые опорные площадки 12 и 13 присоединены к основанию 2 резьбовыми крепёжными элементами 18. На кронщтейне 3 и основании 2 имеются приливы 28, обеспечивающие свободу перемещения силоизмерительного 6 и плоского промежуточного элемента 8 между кронщтейном и основанием.

Датчик 19 усЕшия размещён в одной из поперечных прорезей 10 силоизмерительного элемента 6 и присоединён одним концом к обращённой к поперечной прорези 10 стенке центральной опорной площадки 11, а другим к противолежащей стенке боковой опорной площадки 12 равноудалённо относительно продольной оси силоизмерительного элемента.

(. /7 гс 11

в данном примере исполнения ограничитель грузоподъёмности оснащён дополнительным датчиком 29 усилия, размещённым в поперечной прорези 10 центральной части плоского промежуточного элемента 8 опоры второго конца кронштейна 3 между опорными площадками 11 и 13.

Для малых подъёмных кранов возможно упрощённое исполнение узла крепления вала грузового барабана с креплением корпуса 1 опоры вала грузового барабана только на силоизмерительном элементе, в котором корпус 1 присоединён к центральной опорной площадке 11 силоизмерительного элемента резьбовыми крепёжным элементами 30, а боковые опорные площадки 12 и 13 присоединены к основанию 2 резьбовыми крепёжными элементами 18. Силоизмерительный элемент может быть выполнен в любом описанном выще исполнении.

При конкретном исполнении узла крепления опоры вала грузового барабана к основанию может использоваться любое из описанньгх исполнений силоизмерительного и плоского промежуточного элементов с любой схемой размещения датчиков усилия в прорезях.

Предлагаемый ограничитель грузоподъёмности работает следующим образом.

При подъёме груза его вес передаётся на вал грузового барабана и через опору вала - на центральную опорную площадку 11 силоизмерительного элемента и она смещается относительно боковых опорных площадок 12 и 13. Смещение центральной опорной площадки 11 относительно боковой опорной площадки 12 регистрируется датчиком 19 усилия. Сигнал с датчика 19

ii.-у ij(L ri с 12

передаётся в блок управления, В случае если вес груза превышает грузоподъёмность крана, поступающий с датчика 19 сигнал будет выше порогового уровня и блок управления блокирует привод механизма подъёма груза.

Заявленная полезная модель может быть изготовлена промышленным способом с использованием известных материалов и технологий. При реализации полезной модели могут использоваться различные конструктивные исполненрм датчиков усилия, корпуса опоры вала грузового барабана, в том числе с введением дополнительных промежуточных деталей, обеспечивающих согласование размеров силоизмерительного элемента, например, его толщины, с компоновкой корпуса опоры относительно грузовой тележки крана, отличающиеся от описанных в данной заявке и приведённых на рисунках, иллюстрирующих полезную модель, без отхода от духа и рамок настоящей полезной модели, определяемых объёмом притязаний, изложенных в формуле полезной модели.

13

Claims (11)

1. Ограничитель грузоподъемности для подъемного крана, содержащий оснащенный датчиком усилия силоизмерительный элемент, размещенный между корпусом опоры вала грузового барабана и основанием, отличающийся тем, что силоизмерительный элемент выполнен в виде плоского упругого элемента прямоугольной формы в плане, имеющего утолщенную центральную часть, разделенную двумя поперечными прорезями на три опорные площадки, и примыкающие с двух сторон к торцам опорных площадок боковые Ш-образные упругие подвесные элементы, центральная опорная площадка присоединена к корпусу опоры вала грузового барабана, боковые опорные площадки присоединены к основанию, а датчик усилия размещен в одной из поперечных прорезей и присоединен одним концом к центральной опорной площадке, а другим - к боковой опорной площадке.

2. Ограничитель грузоподъемности по п.1, отличающийся тем, что плоский упругий элемент выполнен за одно целое из пластины, при этом поперечные прорези центральной части и боковых Ш-образных упругих подвесных элементов имеют одинаковую ширину и являются продолжением друг друга.

3. Ограничитель грузоподъемности по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус опоры вала выполнен в виде кронштейна, первый конец которого закреплен на центральной опорной площадке силоизмерительного элемента, а второй конец кронштейна соединен с основанием через плоский промежуточный элемент, выполненный аналогично пластине силоизмерительного элемента.

4. Ограничитель грузоподъемности по п.3, отличающийся тем, что он оснащен дополнительным датчиком усилия, размещенным в поперечной прорези центральной части плоского промежуточного элемента опоры второго конца кронштейна.

5. Ограничитель грузоподъемности по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что концы датчика усилия закреплены на обращенных к поперечной прорези стенках центральной и боковой опорных площадок равноудаленно относительно продольной оси силоизмерительного элемента.

6. Ограничитель грузоподъемности по п.5, отличающийся тем, что центральная и боковая опорные площадки оснащены жестко соединенными с ними консольными силопередающими балочками, размещенными параллельно поперечной прорези, концы которых соединены с датчиком усилий.

7. Ограничитель грузоподъемности по п.6, отличающийся тем, что консольные силопередающие балочки выполнены за одно целое с соответствующими опорными площадками.

8. Ограничитель грузоподъемности по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что центральная и боковые опорные площадки соединены с корпусом опоры вала грузового барабана и основанием резьбовыми крепежными элементами.

9. Ограничитель грузоподъемности по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что в Ш-образных упругих подвесных элементах выполнены отверстия для пропуска измерительного кабеля.

10. Ограничитель грузоподъемности по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что внешние полки Ш-образных упругих подвесных элементов выполнены утолщенными.

11. Ограничитель грузоподъемности по п.10, отличающийся тем, что внешние полки Ш-образных упругих подвесных элементов выполнены с толщиной, равной толщине центральной части плоского упругого элемента, а на кронштейне и основании выполнены приливы.