RU77426U1

RU77426U1 - LOAD SENSOR ON A FLEXIBLE BODY OF A TOWLING SYSTEM OF A LOADING MACHINES

Info

Publication number: RU77426U1
Application number: RU2008110573/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Кузьмич Лагуткин; Леонид Варламович Екимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Петролайн-А"
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2008-10-20

Abstract

Предлагается датчик нагрузки для определения величины нагрузки на крюке талевой системы грузоподъемных механизмов, например на канатах, кабелях, проволоках, в процессе эксплуатации. Целью изобретения является уменьшение погрешности при измерении нагрузки на талевых системах грузоподъемных механизмов, устранение зависимости результатов измерений от взаимного положения точек взаимодействия гибкого органа и измерителя и положения каната на этих точках, износа и деформации гибкого органа и прочих факторов. Цель достигается за счет того, что взаимодействие каната и корпуса датчика осуществляется через ролики, расположенные на осях в корпусе датчика, и ложемент, который выполнен дугообразным и расположен между роликами, а также за счет того, что отсутствуют винтовые соединения в креплениях роликов и ложемента к корпусу датчика. В результате при использовании данной полезной модели точность измерения натяжения на канате оказывается выше, по сравнению с аналогичными приборами.A load sensor is proposed for determining the load on the hook of the tackle system of lifting devices, for example, on ropes, cables, wires, during operation. The aim of the invention is to reduce the error in measuring the load on the hoist systems of lifting mechanisms, eliminating the dependence of the measurement results on the mutual position of the points of interaction of the flexible body and the meter and the position of the rope at these points, wear and deformation of the flexible body and other factors. The goal is achieved due to the fact that the interaction of the rope and the sensor housing is carried out through rollers located on the axes in the sensor housing, and the lodgement, which is made arcuate and located between the rollers, and also due to the fact that there are no screw connections in the mountings of the rollers and the lodgement to sensor housing. As a result, when using this utility model, the accuracy of measuring the tension on the rope is higher in comparison with similar devices.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для определения величины нагрузки на крюке талевой системы грузоподъемных механизмов, например на канатах, кабелях, проволоках, в процессе эксплуатации.The proposed utility model relates to measuring technique and is intended to determine the magnitude of the load on the hook of the hoist system of lifting devices, for example, on ropes, cables, wires, during operation.

Для измерения натяжения гибкого органа в настоящее время широко применяется принцип измерения деформации корпуса силоизмерительного устройства при воздействии на него гибкого органа, натяжение которого необходимо измерить.To measure the tension of a flexible organ, the principle of measuring the deformation of the housing of a force measuring device when a flexible organ is exposed to it, the tension of which must be measured, is now widely used.

Так, известно устройство для измерения натяжения троса (патент №2244275 RU, 17.01.2002), которое содержит установленные в общем корпусе три ролика и чувствительный элемент в форме цилиндра, механически соединенный толкателем со средним роликом, отличающееся тем, что чувствительный элемент установлен перпендикулярно толкателю, толкатель выполнен в виде вилки, один из крайних роликов выполнен с возможностью вращения, другой зафиксирован от проворота, средний ролик выполнен с возможностью демонтажа и обратной установки в вилке, при этом на поверхности чувствительного элемента взаимно перпендикулярно установлено несколько групп тензодатчиков, которые подключены к регистрирующей аппаратуре. Зафиксированный ролик выполнен из двух симметричных половинок, обращенных навстречу друг другу ручьем для троса. Одна из половинок зафиксированного ролика установлена с возможностью съема и закреплена двумя болтами. Чувствительный элемент выполнен в виде съемной втулки с лысками на наружной поверхности, в которые входит планка, фиксирующая съемную втулку в корпусе. Работа устройства осуществляется следующим образом. Снимают половину разъемного неподвижного ролика, устанавливают устройство так, чтобы трос прошел над крайними роликами и под средним. Затем пропускают трос в ручей неподвижного ролика, устанавливают вторую половину неподвижного ролика, фиксируют неподвижный ролик. В толкатель вставляют средний ролик. При натяжении троса толкатель деформирует чувствительный элемент, зажатый между ним и опорой. На группах тензодатчиков возникают механические напряжения, которые регистрируются. Недостатками являются: жесткое крепление каната к неподвижному ролику, использование ролика диаметром, сравнимым с диаметром контролируемых канатов. За счет этого происходит передавливание проволок каната, возникает зависимость результатов измерений от качества укладки каната в корпусе измерителя, что приводит к увеличению погрешности измерений.So, it is known a device for measuring cable tension (patent No. 2244275 RU, 01/17/2002), which contains three rollers installed in a common housing and a cylinder-shaped sensing element mechanically connected by a pusher to the middle roller, characterized in that the sensing element is installed perpendicular to the pusher , the pusher is made in the form of a fork, one of the extreme rollers is made to rotate, the other is fixed against rotation, the middle roller is made with the possibility of dismantling and reinstallation in the fork, while on the surface STI mutually perpendicular sensing element has multiple groups of strain sensors that are connected to recording equipment. The fixed roller is made of two symmetrical halves facing towards each other with a cable brook. One of the halves of the fixed roller is removable and fixed with two bolts. The sensing element is made in the form of a removable sleeve with flats on the outer surface, which includes a strip fixing the removable sleeve in the housing. The operation of the device is as follows. Remove half of the detachable fixed roller, install the device so that the cable passes over the extreme rollers and under the middle. Then a cable is passed into the creek of the fixed roller, the second half of the fixed roller is installed, and the fixed roller is fixed. The middle roller is inserted into the pusher. When the cable is pulled, the pusher deforms the sensitive element sandwiched between it and the support. On the groups of load cells there are mechanical stresses that are recorded. The disadvantages are: rigid fastening of the rope to the fixed roller, the use of a roller with a diameter comparable to the diameter of the controlled ropes. Due to this, there is a crushing of the wire ropes, there is a dependence of the measurement results on the quality of laying the rope in the meter body, which leads to an increase in measurement error.

В настоящее время широко применяются следующие приборы для измерения натяжения гибкого органа: ГИВ производства предприятия "Спецмаш", г.Пенза, датчик веса ИВ-50 производства ЗАО "Предприятие В-1336", датчики силы МС-130 и МС-131 производства ООО "Маркетинг Сервис", г.Набережные Челны.Currently, the following instruments for measuring the tension of a flexible organ are widely used: GIV manufactured by Spetsmash, Penza, weight sensor IV-50 manufactured by CJSC Enterprise B-1336, force sensors MS-130 and MS-131 manufactured by LLC Marketing Service ", Naberezhnye Chelny.

Наиболее близким аналогом является силоизмерительное устройство для определения натяжения неподвижного гибкого органа (ГО), предложенное в патенте №2188941 RU, 2002.09.10. Это силоизмерительное устройство содержит измерительный преобразователь, соединенный с нормирующим преобразователем, расположенный на упругой балке, на которой расположено прижимно-прогибочное устройство, охватывающее ГО и прижимающее его к упругой балке. Дополнительно оно содержит обжимные устройства и упоры, один из концов которых выполнен в виде клина или сферы. При этом обжимные устройства состоят из двух плотно обхватывающих ГО в точках его перегибов элементов, стягивающихся между собой винтовой парой. Внутренние поверхности элементов соответствуют форме ГО. Направление ГО по отношению к упругой балке зафиксировано в точках контакта упора направляющей, выполненной, например, в виде штифта и/или паза. Количество обжимных устройств и упоров соответствует числу перегибов ГО. Измерительный преобразователь выполнен на полупроводниковых тензоэлементах, установленных на мембране, расположенной внутри упругой балки. Прижимно-прогибочное устройство содержит скобу, охватывающую ГО, пластину и элементы, прижимающие ГО к упругой балке.The closest analogue is a force measuring device for determining the tension of a stationary flexible body (GO), proposed in patent No. 2188941 RU, 2002.09.10. This load-measuring device contains a measuring transducer connected to a normalizing transducer located on an elastic beam, on which a pressure-bending device is located, covering the GO and pressing it to the elastic beam. Additionally, it contains crimping devices and stops, one of the ends of which is made in the form of a wedge or sphere. In this case, the crimping devices consist of two tightly wrapping GOs at the points of its inflection of elements, which are pulled together by a screw pair. The inner surfaces of the elements correspond to the shape of GO. The direction of the GO relative to the elastic beam is fixed at the contact points of the guide stop, made, for example, in the form of a pin and / or groove. The number of crimping devices and stops corresponds to the number of bends GO. The measuring transducer is made on semiconductor strain elements mounted on a membrane located inside an elastic beam. The press-bending device contains a bracket covering the GO, the plate and the elements pressing the GO to the elastic beam.

Основным недостатком приведенных силоизмерительных устройств является то, что их корпус контактирует с гибким органом в трех точках. В результате погрешность измерения оказывается большой из-за зависимости результата измерений от взаимного положения точек взаимодействия гибкого органа и измерителя и положения каната на этих точках.The main disadvantage of these load-measuring devices is that their body is in contact with a flexible body at three points. As a result, the measurement error is large due to the dependence of the measurement result on the mutual position of the points of interaction of the flexible organ and the meter and the position of the rope at these points.

Также оказывается большой зависимость результата измерений от диаметра гибкого органа. Государственные стандарты по изготовлению и эксплуатации канатов допускают отклонение диаметра до 6% от номинала. Измерения на канатах с допустимым отклонением по диаметру, проводимые приведенными устройствами, дают значения погрешностей, превышающие допустимые значения. В результате чрезвычайно усложняется процесс измерений и искажаются данные калибровки устройств.It also appears that the measurement result is very dependent on the diameter of the flexible organ. State standards for the manufacture and operation of ropes allow deviations of diameters of up to 6% of the nominal. Measurements on ropes with a permissible deviation in diameter, carried out by the above devices, give error values that exceed the permissible values. As a result, the measurement process is extremely complicated and the calibration data of the devices are distorted.

Кроме того, в некоторых приборах гибкий орган прижимается к измерителю блоками, в результате чего появляется погрешность, обусловленная деформацией гибкого органа.In addition, in some devices, the flexible organ is pressed against the meter in blocks, resulting in an error due to the deformation of the flexible organ.

Целью изобретения является уменьшение погрешности при измерении нагрузки на талевых системах грузоподъемных механизмов.The aim of the invention is to reduce the error in measuring the load on the hoist systems of hoisting mechanisms.

Предлагаемый датчик имеет корпус с выполненным посередине вдоль корпуса ложементом, размещенными в нем тензометрическим преобразователем неэлектрических величин и платой электронной схемы обработки и передачи данных, прикрепленными к корпусу по краям роликами на осях.The proposed sensor has a housing with a lodgement made in the middle along the housing, a strain gauge transducer of non-electric quantities and a circuit board for electronic data processing and transmission attached to the housing along the edges of the axle rollers.

Цель достигается за счет того, что взаимодействие гибкого органа и корпуса датчика осуществляется через ролики, расположенные на осях в корпусе датчика, и ложемент, который выполнен дугообразным и расположен между роликами, а также за счет того, что отсутствуют винтовые соединения в креплениях роликов и ложемента к корпусу датчика.The goal is achieved due to the fact that the interaction of the flexible body and the sensor housing is carried out through rollers located on the axes in the sensor housing and the lodgement, which is made arcuate and located between the rollers, and also due to the fact that there are no screw connections in the fasteners of the rollers and the lodgement to the sensor housing.

За счет того, что канат перегибается через протяженный дугообразный ложемент, а не испытывает прогиб в одной точке, уменьшается погрешность, связанная с деформацией каната. Также за счет этого сила реакции корпуса датчика на воздействие на него каната в средней части датчика представляет собой сумму от удельных реакций, распределенных по всей длине дугообразного ложемента. В результате снижается зависимость результата измерения от взаимного расположения всех точек взаимодействия между корпусом датчика и канатом, от степени изношенности каната, и, следовательно, повышается точность измерения.Due to the fact that the rope bends through an extended arc-shaped lodgement, and does not experience deflection at one point, the error associated with the deformation of the rope decreases. Also due to this, the reaction force of the sensor housing to the action of a rope in it in the middle of the sensor is the sum of the specific reactions distributed along the entire length of the arc-shaped lodgement. As a result, the dependence of the measurement result on the relative position of all points of interaction between the sensor housing and the rope, on the degree of wear of the rope, and, therefore, the measurement accuracy is reduced.

Отсутствие винтовых соединений в креплении к корпусу датчика, взаимодействующих с канатом роликов и ложемента, также уменьшает количество факторов, влияющих на погрешность измерения.The absence of screw connections in the mount to the sensor housing, interacting with the rope rollers and tool tray, also reduces the number of factors affecting the measurement error.

В результате при использовании данной полезной модели точность измерения натяжения на канате оказывается выше, по сравнению с аналогичными приборами.As a result, when using this utility model, the accuracy of measuring the tension on the rope is higher in comparison with similar devices.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Предлагаемый датчик конструктивно включает в себя корпус, в котором выполняются продольные прорези для укладки гибкого органа, и отверстия на концах корпуса, перпендикулярные прорезям, для крепления осей роликов. Также между роликами по центру корпус имеет дугообразный ложемент, через который перегибается неподвижный гибкий орган. Кроме того, датчик включает в себя два ролика с осями, и, расположенные внутри корпуса в основании дугообразного ложемента, тензометрический преобразователь неэлектрических величин и электронную плату со схемой обработки и передачи сигнала.The proposed sensor structurally includes a housing in which longitudinal slots are made for laying a flexible organ, and holes at the ends of the housing, perpendicular to the slots, for fixing the axes of the rollers. Also, between the rollers in the center, the body has an arc-shaped lodgement, through which a stationary flexible organ is bent. In addition, the sensor includes two rollers with axles, and, located inside the housing at the base of the arc-shaped tool tray, a strain gauge transducer of non-electric quantities and an electronic board with a signal processing and transmission circuit.

Датчик устанавливается на неподвижном гибком органе таким образом, что гибкий орган перегибается через дугообразный ложемент между роликами.The sensor is mounted on a stationary flexible organ in such a way that the flexible organ is bent through an arc-shaped lodgement between the rollers.

Натяжение гибкого органа приводит к деформации корпуса силоизмерительного устройства, величина которой регистрируется тензометрическим преобразователем неэлектрических величин и электронной схемой, данные обрабатываются и могут быть переданы в устройства хранения и отображения.The tension of a flexible organ leads to deformation of the housing of the load-measuring device, the value of which is recorded by a strain gauge transducer of non-electric quantities and an electronic circuit, the data is processed and can be transferred to storage and display devices.

Описание рисунковDescription of drawings

На рисунке 1 представлен чертеж предлагаемого датчика нагрузки на гибком органе талевой системы грузоподъемных механизмов. Рисунок 1a - продольный разрез датчика с уложенным в него гибким органом 1. Гибкий орган перегибается через дугообразный ложемент 2 и упирается в ролики 3, в дугообразном ложементе имеется ниша 4 с крышкой, в которой размещается тензометрический преобразователь неэлектрических величин и электронная плата, также в дугообразном ложементе крепится разъем 5, рисунок 1б - поперечный разрез датчика.Figure 1 shows a drawing of the proposed load sensor on a flexible body tackle system of lifting devices. Figure 1a is a longitudinal section through a sensor with a flexible organ 1. A flexible organ is bent through an arc-shaped lodgement 2 and abuts against the rollers 3, in the arc-shaped lodgement there is a niche 4 with a cover in which a strain gauge of non-electric quantities and an electronic board are placed, also in an arc-shaped connector 5 is attached to the lodgement, Figure 1b is a transverse section of the sensor.

Claims

A load sensor on a flexible body of the hoisting system of load-lifting mechanisms, characterized in that it has a one-piece housing in which a strain gauge transducer of non-electric quantities and an electronic circuit for processing and transmitting data are placed and through which a flexible organ is passed, and rollers fixed on one side of the rope are fixed on the housing, and on the other, between the rollers, a lodgement through which the flexible organ is bent, and the fact that the sensor housing interacts with the flexible organ Res rollers and the cradle, wherein the cradle is formed arcuate and located in the center of the body between the rollers, and in that the screw structure does not contact with the compound body of the flexible elements and the housing.