RU135634U1

RU135634U1 - LOADING CRANE MODULE AND ITS CALIBRATION DEVICE

Info

Publication number: RU135634U1
Application number: RU2013123154/11U
Authority: RU
Inventors: Юрий Викторович Красников
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-12-20

Abstract

1. Весоизмерительный модуль грузоподъемного крана, характеризующийся тем, что он содержит грузовую траверсу, соединенную с обоймой блоков грузового полиспаста и с обоймой подвески грузозахватного механизма, весовой контроллер пульта управления и собственно силоизмерительное устройство, включающее корпус, составленный из верхнего и нижнего секторов, в которых установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси в подшипниках ступенчатый вал с подвеской для грузозахвата, при этом верхний сектор корпуса выполнен в виде перевернутого стакана с буртом и съемной крышкой, образуя полость, в которой размещены элементы, обеспечивающие вращение вала с грузовой подвеской, а нижний сектор корпуса, также выполненный по форме стакана с буртом, соединен направляющими с упомянутым верхним сектором с возможностью его свободного вертикального перемещения и с образованием между ними зазора, достаточного для неподвижного размещения в нем силоизмерительных датчиков с узлами вставки - эластомерами, при этом силоизмерительные датчики соединены через нормирующие преобразователи с весовым контроллером пульта управления, снабженным индикаторным табло, отображающим результаты измерения калибруемого весоизмерительного устройства, и связанным радиоканалом с дублирующим терминалом.2. Весоизмерительный модуль по п.1, характеризующийся тем, что контроллер пульта управления снабжен программным обеспечением, выполняющим функции приема, передачи и отображения информации.3. Весоизмерительный модуль по п.1, характеризующийся тем, что в качестве силоизмерительных датчиков использованы тензорезисторные датчики.4. Весоиз�1. A load-measuring module of a crane, characterized in that it contains a cargo beam connected to a clip of the blocks of the pulley block and with a clip of the suspension of the load gripping mechanism, a weight controller of the control panel and a force measuring device itself, including a housing composed of upper and lower sectors, in which a stepped shaft with suspension for load gripping is mounted with the possibility of rotation around a vertical axis in bearings, while the upper housing sector is made in the form of an inverted of the second cup with a shoulder and a removable lid, forming a cavity in which the elements are located that provide rotation of the shaft with the cargo suspension, and the lower sector of the body, also made in the form of a glass with a shoulder, is connected by guides to the said upper sector with the possibility of its free vertical movement and the formation of a gap between them, sufficient for the fixed placement of force measuring sensors in it with the insert nodes - elastomers, while the force measuring sensors are connected through normalizing transducers with a weight controller of the control panel, equipped with an indicator board displaying the measurement results of the calibrated weight measuring device, and a connected radio channel with a backup terminal. 2. The weighing module according to claim 1, characterized in that the controller of the control panel is equipped with software that performs the functions of receiving, transmitting and displaying information. The weighing module according to claim 1, characterized in that the load cells are used strain gauge sensors. 4. Weight

Description

Группа полезных моделей относится к весоизмерительной технике, ее метрологическому обеспечению и может быть использована в машиностроении, складском хозяйстве, в атомной энергетике и других отраслях промышленности для взвешивания перемещаемых подъемно-транспортными механизмами грузов, в частности, для взвешивания контейнеров с ядерным отработанным топливом.The group of utility models relates to weighing equipment, its metrological support and can be used in mechanical engineering, warehousing, nuclear energy and other industries for weighing goods transported by hoisting-and-transport mechanisms, in particular, for weighing containers with nuclear spent fuel.

Известно весоизмерительное грузоприемное устройство кранов, содержащее грузовую балку, на которой на одной прямой размещены оси обойм блоков грузового полиспаста и ось с обоймой для грузозахватного органа. В месте шарнирного соединения одной из обойм блоков грузового полиспаста с грузовой балкой на оси смонтированы два телескопически размещенные друг в друге стаканы. При этом наружный стакан жестко закреплен на щеках обоймы блоков и установлен на оси с зазором, а во внутреннем стакане размещен силоизмерительный датчик, который с одной стороны контактирует с центрирующей шайбой, а с другой стороны своими заплечиками опирается на крышку, соединенную с наружным стаканом при помощи шпилек и гаек (см. Авторское свидетельство СССР №1070431 G01G 19/14, опубл. 30.01.84 г. Бюл.№4). Как следует из описания изобретения, данное устройство не имеет возможности поворота транспортируемого груза, что очень важно при выполнении отдельных транспортных операций, и кроме того это устройство не обладает достаточной точностью определения веса транспортируемого груза, поскольку взвешиваемый груз и весоизмерительные датчики не находятся на одной вертикальной оси, а разнесены друг от друга на длины 11 и 12, которые технологически сложно выполнить строго одинаковыми, и этот фактор вносит свою погрешность в результаты измерения.Known load-bearing device of cranes containing a cargo beam, on which on one straight line are the axis of the yoke of the blocks of the hoisting block and the axis of the yoke for the load-gripping body. Two telescopically mounted glasses are mounted on the axis in the place of the articulation of one of the clips of the blocks of the cargo chain block with the cargo beam. In this case, the outer cup is rigidly fixed on the cheeks of the cage of the blocks and mounted on an axis with a clearance, and a force measuring sensor is placed in the inner cup, which on one side contacts the centering washer, and on the other hand, with its shoulders rests on the lid connected to the outer cup with studs and nuts (see USSR Author's Certificate No. 1070431 G01G 19/14, published on January 30, 1984, Bull. No. 4). As follows from the description of the invention, this device does not have the ability to rotate the transported cargo, which is very important when performing individual transport operations, and in addition, this device does not have sufficient accuracy to determine the weight of the transported cargo, since the weighed load and load cells are not on the same vertical axis , and are spaced from each other to lengths 11 and 12, which are technologically difficult to perform exactly the same, and this factor introduces its error into the measurement results.

Известен также и весовой тензометрический модуль мостового крана, который содержит грузовую подвеску, крановые электронно-тензометрические весы и опорную раму. Ветви каната грузовой подвески огибают уравнительный блок, вмонтированный в вилку, опирающуюся гайкой на тензодатчик, установленный на траверсе, которая подвешена посредством гибкой связи на опорном блоке. Опорный блок смонтирован на вышеупомянутой раме, прикрепленной к тележке крана. Тензодатчик соединен с указательным прибором электронно-тензометрических весов имеющимся кабелем. Сигнал от тензодатчика через кабель поступает на двигатель указательного прибора электронно-тензометрических весов, стрелки которого вращаются и после подъема груза фиксируются, указывая на циферблате численное значение веса в единицах измерения (см. Авторское свидетельство СССР №477931 B66C 1/40, B66C 13/16, опубл. 25.07.75 г.Бюл.№27). Этот весовой модуль также не лишен недостатка, заключающийся в наличии погрешности при измерении груза, обусловленной растяжением гибкой связи траверсы, деформирующейся при нагрузке и искажающей за счет этого результат измерения.Also known is the weight strain gauge module of an overhead crane, which contains a load suspension, crane electronic strain gauge scales and a support frame. The branches of the suspension cable rope go around a leveling unit mounted in a fork, which is supported by a nut on a load cell mounted on a crossarm, which is suspended by means of a flexible connection on a support block. The support block is mounted on the aforementioned frame attached to the crane truck. The strain gauge is connected to the pointing device of the electronic tensometric balance by an existing cable. The signal from the strain gauge through the cable enters the pointer gauge engine of the electronic tensometric balance, the arrows of which rotate and are fixed after lifting the load, indicating the numerical value of the weight in units of measurement on the dial (see USSR Author's Certificate No. 477731 B66C 1/40, B66C 13/16 Publish. July 25, 75 Bull. No. 27). This weight module is also not without drawback, consisting in the presence of an error in the measurement of the load, due to the stretching of the flexible connection of the beam, deforming under load and distorting the result of the measurement.

Известно и собственно весоизмерительное устройство для взвешивания контейнеров, содержащее установленный с возможностью поворота вокруг вертикальной оси в подвеске грузозахват, на хвостовике которого размещены крепежная гайка, верхний подшипник, датчик, крышка, корпус и нижний подшипник. К отличительным его особенностям относятся то, что оно снабжено установленной между верхним подшипником и датчиком на крепежном кольце шайбой, смонтированной под датчиком прокладкой и втулкой, установленной под нижним подшипником, корпус выполнен с расширением в верхней части, датчик смонтирован в расширенной части корпуса на подкладке, а втулка - в суженной части корпуса, при этом шайба в нижней части имеет выпуклую поверхность, а крепежное кольцо в верхней части выполнено с вогнутой сферической поверхностью, соразмерной выпуклой поверхности сферической шайбы (см. Патент на полезную модель №84362 В66 13/16, опубл. 10.07.2009 г.). Это устройство обеспечивает поворот груза вокруг вертикальной оси при его транспортировке, но оно достаточно сложное по своей конструкции из-за наличия в его составе большого количества деталей и не предназначено для измерения веса значительной грузоподъемности.Known and actually a weighing device for weighing containers, containing mounted with the possibility of rotation around a vertical axis in the suspension, a load gripper, on the shank of which is placed a mounting nut, upper bearing, sensor, cover, housing and lower bearing. Its distinguishing features include the fact that it is equipped with a washer installed between the upper bearing and the sensor on the mounting ring, a gasket mounted under the sensor and a sleeve installed under the lower bearing, the housing is made with expansion in the upper part, the sensor is mounted in the expanded part of the housing on the lining, and the sleeve is in the narrowed part of the body, while the washer in the lower part has a convex surface, and the mounting ring in the upper part is made with a concave spherical surface commensurate with the convex surface ited spherical washers (see. A utility model patent №84362 B66 13/16, publ. 10.07.2009). This device provides rotation of the cargo around the vertical axis during transportation, but it is quite complex in its design due to the presence in its composition of a large number of parts and is not intended to measure the weight of a significant carrying capacity.

Все известные весоизмерительные устройства для обеспечения их стабильной точности взвешивания требуют постоянной калибровки.All known weighing devices require constant calibration to ensure their stable weighing accuracy.

Так известно устройство для осуществления поверки весов, в котором силозадающий механизм выполнен в виде имеющий привод лебедки, с помощью которой передают результирующую нагрузку перпендикулярно вниз поверяемым весам. В качестве силопередающего элемента используют трос с одной или несколькими ветвями. Преобразователь предназначен для изменения направления движения троса, а с помощью силоизмерительного датчика измеряют нужную величину нагрузки, при этом указанный силоизмерительный датчик аттестован на один или более разряд выше поверяемых весов. Затем считывают нагрузки с сохранением усилия нагружения неизменным на весь период поверки (см. Патент РФ на изобретение №2246705 G01G 23/01, опубл.20.02.2005 г.). Ввиду того, что в этом устройстве использован в качестве силопередающего элемента трос, который при нагрузке подвержен растяжению, то оно не способно обеспечить стабильность и высокую точность результатов измерения, и чем выше нагрузка, тем больше будет погрешность в измерении.So it is known a device for calibrating the scales, in which the silage mechanism is made in the form of a winch drive, with the help of which the resulting load is transferred perpendicularly downward to the calibrated scales. As a power-transmitting element, a cable with one or more branches is used. The converter is designed to change the direction of movement of the cable, and with the help of a load cell, the required load is measured, while the specified load cell is certified one or more discharges above the calibrated scales. Then the loads are read with preservation of the loading force unchanged for the entire verification period (see RF Patent for the invention No. 226705 G01G 23/01, published on 02.20.2005). Due to the fact that this device uses a cable as a power-transmitting element, which is subject to tension under load, it is not able to provide stability and high accuracy of the measurement results, and the higher the load, the greater the measurement error.

Известно также и устройство для калибровки тензометрических весов, которое содержит установленные на основании гидроцилиндр со штоком и гидравлический насос, аналого-цифровой преобразователь и цифровое табло. Устройство снабжено также асинхронным электродвигателем, вал которого соединен с насосом и преобразователем частоты, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, причем эталонный тензодатчик установлен на штоке гидроцилиндра таким образом, что давление от штока передается на эталонный тензодатчик и тензодатчик поверяемых весов. Кроме того, устройство имеет микропроцессор, блок выходных сигналов, выход которого соединен со входом преобразователя частоты, а вход связан с выходом микропроцессора (см. патент РФ на изобретение №23447197 G01G 23/01, опубл.20.02.2009 г.). Данное устройство является наиболее близким к заявляемому по функциональному назначению и достигаемому результату, но имеют принципиально различное конструктивное исполнение. Однако это устройство не обеспечивает возможность калибровки весоизмерительных модулей, содержащих несколько параллельно включенных датчиков, что чаще всего неизбежно при больших нагрузках.A device for calibrating tensometric scales is also known, which comprises a hydraulic cylinder with a rod and a hydraulic pump, an analog-to-digital converter, and a digital display installed on the base. The device is also equipped with an asynchronous electric motor, the shaft of which is connected to the pump and the frequency converter, the output of which is connected to the input of the analog-to-digital converter, and the reference strain gauge is mounted on the hydraulic cylinder rod so that the pressure from the rod is transmitted to the reference strain gauge and strain gauge of the calibrated scales. In addition, the device has a microprocessor, an output signal block, the output of which is connected to the input of the frequency converter, and the input is connected to the output of the microprocessor (see RF patent for invention No. 23447197 G01G 23/01, published on 02.20.2009). This device is the closest to the claimed functional purpose and the achieved result, but have a fundamentally different design. However, this device does not provide the ability to calibrate weighing modules containing several sensors connected in parallel, which is most often inevitable at high loads.

В виду того, что весоизмерительные модули грузоподъемного крана и устройства для его калибровки совпадают с известными аналогами только по функциональному назначению и в тоже время эти технические решения имеют различное конструктивное исполнение, поэтому они не могут считаться близкими аналогами заявляемой группы полезных моделей.In view of the fact that the load measuring modules of the crane and devices for its calibration coincide with known analogues only in terms of functionality and at the same time, these technical solutions have different designs, so they cannot be considered close analogues of the claimed group of utility models.

Задача по созданию весоизмерительного модуля грузоподъемных кранов повышенной тоннажности с устройством для его калибровки решается путем исключения возможности влияния растягиваемости тросов на точность измерения взвешиваемого груза и за счет выполнения их иной конструкции, элементы которых находятся одновременно под действием как растягивающих, так и сжимающих усилий.The task of creating a load-measuring module of overhead tonnage cranes with a device for its calibration is solved by eliminating the possibility of the influence of the cable extensibility on the measurement accuracy of the weighed load and due to the implementation of their other design, the elements of which are simultaneously under the action of both tensile and compressive forces.

Технический результат, заключающийся в повышении точности калибровки весоизмерительного модуля, обеспечивается прежде всего за счет отличия его новой конструкции, в которой грузовая траверса с силоизмерительным устройством соединена с обоймой блоков грузового полиспаста и с обоймой подвески грузозахватного механизма, а силоизмерительное устройство включает в свой состав корпус, составленный из верхнего и нижнего секторов, в которых установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси в подшипниках ступенчатый вал с подвеской для грузозахвата. При этом верхний сектор корпуса выполнен в виде перевернутого стакана с буртом и съемной крышкой, образуя полость, в которой размещены элементы, обеспечивающие вращение грузовой траверсы, а нижний сектор корпуса, также выполненный по форме стакана с буртом, соединен направляющими с упомянутым верхним сектором с возможностью его свободного вертикального перемещения и образованием между ними зазора, достаточного для неподвижного размещения в нем силоизмерительных датчиков с узлами вставки - эластомерами, причем силоизмерительные датчики соединены через нормирующие преобразователи с весовым контроллером пульта управления, который связан радиоканалом с дублирующим терминалом.The technical result, which consists in increasing the accuracy of calibration of the load-measuring module, is ensured primarily due to the difference in its new design, in which the load beam with the load-measuring device is connected to the clip of the blocks of the hoisting gear and to the clip of the suspension of the load-gripping mechanism, and the load-measuring device includes a housing, composed of upper and lower sectors, in which a stepped shaft with suspension is mounted rotatably around a vertical axis in bearings for lifters. The upper housing sector is made in the form of an inverted cup with a collar and a removable cover, forming a cavity in which elements are provided to rotate the cargo beam, and the lower housing sector, also made in the form of a glass with a collar, is connected with rails with the above upper sector its free vertical movement and the formation of a gap between them, sufficient for the stationary placement of force measuring sensors in it with insert nodes - elastomers, and force measuring sensors and normalizing converters are connected via a weight controller, control panel, which is associated with redundant radio link terminal.

Точности калибровки весоизмерительного модуля способствует также и наличие в контроллере пульта управления программного обеспечения по приему, передаче и отображению измерительной информации калибруемого канала.The accuracy of the calibration of the weighing module is also facilitated by the presence in the controller of the control panel of the software for receiving, transmitting and displaying measuring information of the calibrated channel.

Для обеспечения калибровки весоизмерительного модуля повышенной грузоподъемности в конструкции самого силоизмерительного устройства предусмотрено наличие трех весоизмерительных тензорезисторных датчиков, а для обеспечения его работоспособности предусмотрены также равноудаленно друг от друга три направляющие, обеспечивающие относительное перемещение верхнего и нижнего секторов. Технический результат - повышение точности калибровки весоизмерительного модуля грузоподъемного кранаTo ensure the calibration of the load-measuring module of increased load capacity, the design of the load-measuring device itself provides for three load-measuring strain gauge sensors, and to ensure its performance, three guides are also equally spaced from each other, providing relative movement of the upper and lower sectors. EFFECT: increased accuracy of calibration of a load-measuring module of a crane обеспечивается также устройством, предусмотренным для этой цели, которое характеризуется тем, что оно содержит силовую раму с опорными площадками для размещения весоизмерительного модуля с подвеской для грузозахвата, основание, на котором жестко установлен с гидроприводом гидроцилиндр, на штоке которого закреплена силонагружающая нижняя траверса, воздействующая на эталонные силоизмерительные датчики, размещенные на опорных площадках, скрепленных каждая из них со штоком гидроцилиндра с помощью талрепа. Имеющаяся же в устройстве соединенная с подвеской весоизмерительного модуля силорастягивающая верхняя траверса скреплена с помощью стяжек с упомянутыми площадками эталонных силоизмерительных датчиков, причем эталонные датчики соединены через нормирующие преобразователи с контроллером, снабженным индикаторным табло, отображающим результат измерения эталонного канала.it is also provided with a device provided for this purpose, which is characterized in that it comprises a power frame with supporting platforms for accommodating a load measuring module with a suspension for load gripping, a base on which a hydraulic cylinder is rigidly mounted with a hydraulic actuator, on the rod of which a load-bearing lower beam is mounted, acting on reference force sensors placed on supporting platforms, each of them fastened to the hydraulic cylinder rod using a lanyard. The force-extending upper crossbar connected to the suspension of the weighing module, which is connected to the suspension, is fastened with ties to the mentioned areas of the standard load-sensing sensors, and the standard sensors are connected via standard converters to a controller equipped with an indicator board displaying the measurement result of the reference channel.

Возможность выполнения повышенной калибровочной эталонной нагрузки весоизмерительного модуля производится с помощью гидропривода гидроцилиндра, включающего в свой состав насос ручной и насос плунжерный, гидрораспределитель, гидробак, манометр и рукава высокого давления. Наиболее оптимальными для преобразования деформации упругих элементов весоизмерительных датчиков, возникающей под действием нагрузки на крюке крана, в электрический аналоговый сигнал являются тензорезисторные датчики.The ability to perform an increased calibration reference load of the weighing module is performed using a hydraulic cylinder hydraulic actuator, which includes a manual pump and a plunger pump, a control valve, a hydraulic tank, a manometer and high pressure hoses. Strain gage sensors are the most optimal for converting the deformation of the elastic elements of load cells arising under the action of a load on the crane hook into an electrical analog signal.

Группа полезных моделей представляет собой единый комплекс технических решений, взаимосвязанных друг с другом авторским замыслом, обеспечивающим достижение конечного результата, поскольку именно такое устройство предназначено для точной калибровки именно такого конкретного весоизмерительного модуля грузоподъемного крана повышенной тоннажности, ибо другие калибрующие устройства по своей конструкции в данном случае применены быть не могут.The group of utility models is a single set of technical solutions interconnected by the author’s intention to achieve the final result, since it is such a device that is designed to accurately calibrate such a specific load-measuring module of a crane with increased tonnage, because other calibrating devices are designed in this case cannot be applied.

Весоизмерительный модуль грузоподъемного крана и устройство для его калибровки являются новыми, так как в источниках информации подобное единое сочетание устройств и совокупность предложенных признаков в формулах полезной модели заявителем не обнаружены. Предлагаемая группа полезных моделей промышленно применима, так как уже разработана конструкторская документация и руководство по их эксплуатации, а сам весоизмерительный модуль и устройство для его калибровки находятся в стадии промышленного изготовления опытного образца.The load-measuring module of the crane and the device for calibrating it are new, since such a single combination of devices and the totality of the proposed features in the utility model formulas have not been found by the applicant in the information sources. The proposed group of utility models is industrially applicable, since design documentation and a manual for their operation have already been developed, and the weight measuring module and device for its calibration are in the stage of industrial production of a prototype.

Полезные модели проиллюстрированы чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид весоизмерительного модуля в плане, на фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1, на фиг.3 выполнен поперечный разрез на фиг.2, общий вид в плане устройства для калибровки совместно с весоизмерительным модулем изображен на фиг.4, на фиг.5 показана схема нагружения калибруемых измерительных датчиков весоизмерительного модуля и эталонных датчиков устройства калибровки, и на фиг.6 изображена гидравлическая схема гидропривода гидроцилиндра.Utility models are illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general plan view of a load-measuring module, Fig. 2 shows a section along aa in Fig. 1, Fig. 3 shows a transverse section in Fig. 2, a general plan view of a device for calibration, together with the weighing module, is shown in Fig. 4, Fig. 5 shows the loading diagram of calibrated measuring sensors of the weighing module and reference sensors of the calibration device, and Fig. 6 shows the hydraulic circuit of the hydraulic cylinder hydraulic drive.

Весоизмерительный модуль грузоподъемного крана содержит грузовую траверсу 1, соединенную с обоймой 2 грузового полиспаста 3 и с обоймой подвески 4 грузозахватного механизма (на фиг. не показан), весовой контроллер 5 пульта управления 6, собственно силоизмерительное устройство 8, включающее корпус 9, составленный из верхнего и нижнего секторов 10 и 11, в которых установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси в подшипниках 12 ступенчатый вал 13 с подвеской 4 для грузозахвата. Верхний сектор 10 корпуса 9 выполнен в виде перевернутого стакана 14 с буртом 15 и съемной крышкой 16, образуя полость 17, в которой размещены элементы 18 в виде конических подшипника 19 и кольца 20, обеспечивающие вращение вала 13 с грузовой подвеской 4, а нижний сектор 11, также выполненный по форме стакана 21 с буртом 22, соединен тремя направляющими 23 с упомянутым верхним сектором 10 с возможностью его свободного вертикального перемещения и образованием между ними зазора 24, достаточного для неподвижного размещения в нем силоизмерительных датчиков 25 с узлами вставки - эластомерами 26. При этом все силоизмерительные датчики 25 соединены через нормирующие преобразователи 27 с весовым контроллером 5 пульта управления 6, снабженным индикаторным табло 28, отображающим результаты измерения калибруемого весоизмерительного устройства 8, причем пульт управления 6 связан радиоканалом 29 через антенны 30 с дублирующим терминалом 31. Весовой контроллер 5 снабжен программным обеспечением, выполняющим функции приема, передачи и отображения информации. В качестве силоизмерительных датчиков 25 выбраны тензорезисторные датчики. Все три тензорезисторных датчика 25 и направляющие 23 установлены в зазоре 24 между верхним и нижним секторами 10 и 11, равноудаленно друг от друга на угол α=120°, что обеспечивает на них равномерность прилагаемой нагрузки. Предельная нагрузка на три силоизмерительных датчика 25 составляет 160 т.Принцип действия силоизмерительного устройства 8 основан на преобразовании деформации узлов вставок-эластомеров 26 силоизмерительных датчиков 25, возникающей под действием нагрузки, создаваемой массой взвешиваемого груза на подвеске 4 крана, в аналоговый электрический сигнал, пропорциональный изменению взвешиваемой массы. Затем аналоговый сигнал поступает в нормирующий преобразователь 27, где он преобразуется в цифровой сигнал, подаваемый в весовой контроллер на пульт управления 6. Как и всякое измерительное средство весоизмерительный модуль грузоподъемного крана периодически подвергается калибровке с целью определения действительного значения его метрологических характеристик с использованием устройства, снабженного тензометрическими эталонными датчиками.The load-measuring module of the crane contains a cargo beam 1 connected to the clip 2 of the load-bearing pulley 3 and to the clip of the suspension 4 of the load-gripping mechanism (not shown in Fig.), The weight controller 5 of the control panel 6, the actual load-measuring device 8, including the housing 9, composed of the upper and lower sectors 10 and 11, in which a stepped shaft 13 with suspension 4 for load gripping is mounted rotatably around a vertical axis in bearings 12. The upper sector 10 of the housing 9 is made in the form of an inverted cup 14 with a collar 15 and a removable cover 16, forming a cavity 17, in which there are elements 18 in the form of a tapered bearing 19 and a ring 20, providing rotation of the shaft 13 with the cargo suspension 4, and the lower sector 11 , also made in the form of a glass 21 with a collar 22, is connected by three guides 23 with the aforementioned upper sector 10 with the possibility of its free vertical movement and the formation of a gap 24 between them, sufficient for stationary placement of force measuring sensors in it 25 s insert nodes - elastomers 26. In this case, all load cells 25 are connected via normalizing transducers 27 to a weight controller 5 of the control panel 6, equipped with an indicator board 28 that displays the measurement results of the calibrated weighing device 8, and the control panel 6 is connected by radio channel 29 through the antenna 30 to the backup terminal 31. The weight controller 5 is equipped with software that performs the functions of receiving, transmitting and displaying information. As load sensors 25 selected strain gauge sensors. All three strain gauge sensors 25 and the guides 23 are installed in the gap 24 between the upper and lower sectors 10 and 11, equidistant from each other at an angle α = 120 °, which ensures uniformity of the applied load on them. The maximum load on the three load cells 25 is 160 tons. The principle of the load device 8 is based on the transformation of the deformation of the nodes of the elastomeric inserts 26 of the load cells 25, arising under the action of the load created by the weight of the weighed load on the crane suspension 4, into an analog electrical signal proportional to the change weighed mass. Then the analog signal enters the normalizing transducer 27, where it is converted into a digital signal supplied to the weight controller to the control panel 6. Like any measuring means, the load measuring module of the crane is periodically calibrated to determine the actual value of its metrological characteristics using a device equipped with strain gauge reference sensors.

Устройство для калибровки весоизмерительного модуля грузоподъемного крана включает в свой состав силовую раму 32 с опорами 33 для размещения силоизмерительного модуля с подвеской 4 для грузозахвата, с основанием 7, на котором жестко установлен с гидроприводом 34 гидроцилиндр 35, на штоке 36 которого закреплена силонагружающая нижняя траверса 37, воздействующая на два эталонных силоизмерительных тензорезисторных датчика 38, размещенных на двух опорных площадках 39, скрепленная каждая из них со штоком 36 гидроцилиндра 35 с помощью талрепа 40, а имеющаяся в устройстве соединенная с подвеской 4 модуля силорастягивающая верхняя траверса 41 скреплена стяжками 42 с упомянутыми опорными площадками 39 эталонных датчиков 38, соединенных через нормирующие преобразователи 43 с весовым контроллером 44, снабженным индикаторным табло 45, отображающим результаты измерения эталонного канала 46. Для приложения с помощью гидроцилиндра высокотонной нормативной нагрузки в 40 т на весоизмерительные и эталонные датчики 25 и 38 в устройстве имеется гидропривод 34, который состоит из насоса 47 ручного и насоса 48 плунжерного, гидрораспределителя 49, гидробака 50, манометра 51 и рукава 52 высокого давления. В корпусе 53 гидропривода 34 размещен весовой контроллер 44, который снабжен программным обеспечением, выполняющим функции приема, передачи и отображения информации.The device for calibrating the load-measuring module of the crane includes a power frame 32 with supports 33 for accommodating the load-measuring module with a suspension 4 for load gripping, with a base 7, on which a hydraulic cylinder 35 is rigidly mounted with a hydraulic actuator 34, on the rod 36 of which a load-bearing lower beam 37 is fixed acting on two reference force-measuring strain gauge sensors 38 located on two supporting platforms 39, each of them fastened to the rod 36 of the hydraulic cylinder 35 using the lanyard 40, and I have the force-extending upper cross-beam 41 connected to the module suspension 4 is fastened with ties 42 to said reference points 39 of the reference sensors 38 connected via normalizing transducers 43 to a weight controller 44 equipped with an indicator board 45 displaying the results of the measurement of the reference channel 46. For application using a hydraulic cylinder with a high-ton normative load of 40 tons for weight measuring and reference sensors 25 and 38, the device has a hydraulic actuator 34, which consists of a manual pump 47 and a 48 p pump unzhernogo, the control valve 49, hydraulic reservoir 50, a manometer 51 and a sleeve 52 of high pressure. In the housing 53 of the hydraulic actuator 34 is placed a weight controller 44, which is equipped with software that performs the functions of receiving, transmitting and displaying information.

Для мобильной сборки и разборки верхней траверсы 41 и опорных площадок 39 они скреплены между собой стяжками 42, которые выполнены в виде шпилек 54 и гаек 55, а крепление подвески 4 с верхней траверсой 41 произведено болтами с гайками 56.For the mobile assembly and disassembly of the upper beam 41 and bearing pads 39, they are fastened together by couplers 42, which are made in the form of pins 54 and nuts 55, and the suspension 4 with the upper beam 41 is mounted using bolts with nuts 56.

Работа устройства калибровки весоизмерительного модуля грузоподъемного крана осуществляется следующим образом.The operation of the calibration device of the load measuring module of the crane is as follows.

На опоры 33 силовой рамы 32 устанавливают грузовую траверсу 1, с освобожденными от тросовой нагрузки грузового полиспаста 2 и 3, затем закрепляют нижнюю траверсу 37 на штоке 36, соединяют болтами с гайками 56 подвеску 4 с верхней траверсой 41 и скрепляют ее стяжками 42, с опорными площадками 39, соединяя их талрепами 40. Схема силовой цепи скомпанована так, что цилиндр 35 гидравлический, датчики 38 эталонные весоизмерительные и силоизмерительное устройство соединены посредством силовой рамы 32 в силовую цепь, все элементы которой находятся под одинаковой нагрузкой, создаваемой гидравлическим ручным насосом 47, входящим в состав гидропривода 34. Величина давления в гидросистеме устройства калибровки контролируется манометром 51. Для стабилизации воспроизводимого давления в течение требуемого времени используется плунжерный насос 48. При нормируемом от гидропривода 34 нагружении силовой цепи усилие от перемещающегося штока 36 гидроцилиндра 35 передается на нижнюю траверсу 37, которая деформирует узлы вставок- эластомеров 26 и эталонные силоизмерительные датчики 38, при этом последние генерируют аналоговые сигналы, которые поступают в нормирующие преобразователи 43, где преобразуются в цифровой сигнал, который принимает весовой контроллер 44 и выводит на индикаторное табло 45, образуя таким образом измерительный эталонный канал 46. Одномоментно прилагаемое нормированное усилие передается через стяжки 42, верхнюю траверсу 41, и ступенчатый вал 13 на верхний сектор 10 корпуса 9, который под действием силы перемещается по направляющим 23 относительно нижнего сектора 11 и деформирует крышкой 16 три калибруемых с узлами вставок-эластомерами 26 силоизмерительных датчика 25, находящихся в зазоре 24, которые генерируют аналоговые сигналы, поступающие в нормирующие преобразователи 27, где преобразуются уже в цифровой сигнал, передаваемый в весовой контроллер 5 пульта управления 6, откуда через антенны 30 выведенная на индикаторное табло 28 информация передается на дублирующий терминал 31, образуя вместе с радиоканалом 29 канал измерения веса калибруемых силоизмерительных датчиков 25. Полученные результаты измерения каналов эталонных и калибруемых датчиков сравниваются между собой и поправка, корректирующая весовую характеристику калибруемых датчиков, вводится программно с пульта управления 6 в процесс взвешивания груза.On the supports 33 of the power frame 32, a load beam 1 is installed, with the load pulley 2 and 3 freed from the cable load, then the lower beam 37 is fixed on the rod 36, the suspension 4 is bolted to the nuts 56 with the upper beam 41 and fastened with couplers 42, with support pads 39, connecting them with lanyards 40. The circuit of the power circuit is arranged so that the cylinder 35 is hydraulic, the sensors 38 are the reference weight measuring and force measuring devices connected by means of the power frame 32 to the power circuit, all elements of which are under the same the load created by the hydraulic hand pump 47, which is part of the hydraulic actuator 34. The pressure in the hydraulic system of the calibration device is controlled by a pressure gauge 51. To stabilize the reproducible pressure for the required time, the plunger pump 48 is used. When loading the power circuit normalized from the hydraulic actuator 34, the force from the moving rod 36 of the hydraulic cylinder 35 is transmitted to the lower beam 37, which deforms the nodes of the elastomer inserts 26 and the reference load cells 38, while the last analog signals are fed into the normalizing converters 43, where they are converted into a digital signal, which is received by the weight controller 44 and displayed on the indicator board 45, thereby forming a measuring reference channel 46. The instantaneous applied normalized force is transmitted through the couplers 42, the upper beam 41, and a stepped shaft 13 on the upper sector 10 of the housing 9, which under the action of force moves along the guides 23 relative to the lower sector 11 and deforms the cover 16 three elastomer inserts calibrated with nodes and 26 load cells 25 located in the gap 24, which generate analog signals supplied to the normalizing transducers 27, where they are already converted into a digital signal transmitted to the weight controller 5 of the control panel 6, from where through the antenna 30 the information displayed on the indicator board 28 is transmitted to the backup terminal 31, forming together with the radio channel 29 a channel for measuring the weight of calibrated load cells 25. The obtained measurement results of the channels of the reference and calibrated sensors are compared with each other and a correction correcting the weight characteristic of calibrated sensors is entered programmatically from the control panel 6 into the process of weighing the load.

Предлагаемая группа полезных моделей особенно применима в атомной энергетике, где на крупнотоннажных кранах требуется смена грузозахватных органов, которые устанавливаются на кране с помощью подвески 4, которая должна иметь возможность поворота, причем механическая силовая цепочка в виде двух траверс, опорных площадок, стяжек и талрепа предназначена для применения калибровки конкретного предлагаемого весоизмерительного устройства 8.The proposed group of utility models is especially applicable in the nuclear industry, where large-capacity cranes require a change in the load-gripping bodies, which are mounted on the crane using the suspension 4, which must be able to rotate, and the mechanical power chain in the form of two traverses, supporting platforms, couplers and turnbuckles is designed to apply the calibration of the specific proposed weighing device 8.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки на полезную модельSources of information taken into account when applying for a utility model

1. Патент РФ на полезную модель №71428 G01G 23/01, опубл. 10.03.2008 г.1. RF patent for utility model No. 71428 G01G 23/01, publ. 03/10/2008

2. Авторское свидетельство СССР №517804 G01G 23/02, опубл. 30.07.76 г.2. USSR Author's Certificate No. 517804 G01G 23/02, publ. 07/30/76

3. Авторское свидетельство СССР №870963 G01G 23/01, опубл. 10.10.81 г.3. USSR Author's Certificate No. 870963 G01G 23/01, publ. 10/10/81

4. Авторское свидетельство СССР №1229587 G01G 23/01, опубл. 07.05.86 г.4. USSR Author's Certificate No. 1229587 G01G 23/01, publ. 05/07/86

5. Авторское свидетельство СССР №1415069 G01G 23/01, опубл. 07.08.88 г.5. Copyright certificate of the USSR No. 1415069 G01G 23/01, publ. 08/07/88

6. Патент РФ на полезную модель №279663 G01G 23/01, опубл.20.01.2009 г.6. RF patent for utility model No. 279663 G01G 23/01, published on January 20, 2009.

7. Заявка РФ на изобретение №2005108905 B66C 1/00, опубликована 20.07.2005 г.7. RF application for invention No. 2005108905 B66C 1/00, published July 20, 2005

8. Патент РФ на полезную модель №58521 B66C 13/16, опубл.27.11.2006 г.8. RF patent for utility model No. 58521 B66C 13/16, published on November 27, 2006.

9. Патент РФ на изобретение №2460976 G01G 19/14, B66C 13/16, опубл.10.09.2012 г.9. RF patent for the invention No. 2460976 G01G 19/14, B66C 13/16, publ. 09/10/2012

10. Патент РФ на полезную модель №101439 B66C 1/40, опубл.20.01.2011 г.10. RF patent for utility model No. 101439 B66C 1/40, publ. 20.01.2011

Claims

1. A load-measuring module of a crane, characterized in that it contains a cargo beam connected to a clip of the blocks of the pulley block and with a clip of the suspension of the load gripping mechanism, a weight controller of the control panel and a force measuring device itself, including a housing composed of upper and lower sectors, in which a stepped shaft with suspension for load gripping is mounted with the possibility of rotation around a vertical axis in bearings, while the upper housing sector is made in the form of an inverted of the second cup with a shoulder and a removable lid, forming a cavity in which the elements are located that provide rotation of the shaft with the cargo suspension, and the lower sector of the body, also made in the form of a glass with a shoulder, is connected by guides to the said upper sector with the possibility of its free vertical movement and the formation of a gap between them, sufficient for the fixed placement of force measuring sensors in it with the insert nodes - elastomers, while the force measuring sensors are connected through normalizing transducers with a weight controller of the control panel equipped with an indicator board displaying the measurement results of the calibrated weight measuring device, and a connected radio channel with a backup terminal.

2. The weighing module according to claim 1, characterized in that the controller of the control panel is equipped with software that performs the functions of receiving, transmitting and displaying information.

3. The load measuring module according to claim 1, characterized in that the strain gauge sensors are used as load cells.

4. The weighing module according to claim 1, characterized in that the three strain gauge sensors are installed in the gap of the housing equidistant from each other.

5. A device for calibrating a load-measuring module of a crane, characterized in that it contains a power frame with supports for accommodating a load-measuring module with a suspension for load gripping, a base on which a hydraulic cylinder is rigidly mounted with a hydraulic actuator, on the rod of which a load-bearing lower beam is mounted, acting on the reference force sensors placed on supporting platforms, each of them fastened to the hydraulic cylinder rod using a lanyard, and the device is connected to I, with the suspension of the module, the force-stretching upper crosshead is fastened with ties with the mentioned reference platforms of the reference sensors connected via normalizing transducers to a weight controller equipped with an indicator board displaying the measurement results of the reference channel.

6. The device according to claim 5, characterized in that the hydraulic actuator of the hydraulic cylinder includes a manual pump and a plunger pump, a control valve, a hydraulic tank, a manometer and high pressure hoses.

7. The device according to claim 5, characterized in that the weight controller is equipped with software that performs the functions of receiving, transmitting and displaying information.

8. The device according to claim 5, characterized in that two reference thermistor sensors are placed on the reference sites.

9. The device according to claim 5, characterized in that the couplers are made in the form of studs and nuts.