ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ СТРОП

Полезная модель относится к разделу оснастки кранового оборудования и предназначена для контроля за величиной растягивающих усилий, действующих в тросовых системах грузоподъемных машин.
Канаты, тросы в различном конструктивном исполнении являются основным, главным связующим элементом в работе с грузами, выступая как передаточное растягивающих усилий, нагрузок звено от поднимаемого, опускаемого, перемещаемого груза к силовым конструкциям крана и силовым проводам. Канаты используются в механизмах подъема груза, в системах удержания противовесной консоли и грузовой стрелы крана и оценка, действующих в процессе работы растягивающих усилий, позволяет осуществлять текущий или пороговый контроль за их величиной.
Использование для этого различного рода динамометров связано, в первую очередь, с необходимостью внедрения датчиков нагрузки в тросовую систему, что и сложно, и неприемлемо с точки зрения выполнения технологических процессов, выполняемых подъемными кранами.
Целью полезной модели обоснования конструкции устройства, органично вписывающегося в компоновку крана и позволяющего получать объективную информацию о действующих во время работы крана нагрузках.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели, принятой за аналог, является конструкция стропа [Акатьев В.А. «Производственная безопасность» РГСУ, 2010 г.]
Строп представляет собой отрезок троса, предназначенный для подвески груза, для различного рода растяжек в системах, обеспечивающих устойчивость стрелового подъемного крана. Воспринимает только растягивающие нагрузки. Конструкция стропа, принятая за прототип, состоит из отрезка каната длиной 2-2,5 м, концы которого крепятся в коушах, представляющих собой объемные фигурные металлические направляющие, предохраняющие концы стропа от крутого перелома и истирания. Крепление концов каната, выходящих из коуша к тросу стропа осуществляется через дужки сжима винтовой парой винт-гайка.
Техническое решение поставленной задачи достигается тем, что в полезной модели предлагается использовать один из способов замера упругих линейных продольных деформаций троса между узлами крепления его концов в стропе под действием нагрузок, возникающих непосредственно во время работы крана.
Реализация технического решения производится путем установки на узлах крепления в стропе импульсного лазерного излучателя, приемника и отражателя. Условием, необходимым для работы лазерных элементов, является обеспечение прямого прохождения (проникновения) лазерных импульсов на участках «излучатель - отражатель» и «отражатель -приемник». Время прохождения импульсом участков между узлами крепления от излучателя до отражателя и от отражателя до приемника будет соответствовать расстоянию (удвоенному расстоянию) между узлами, а сравнение результатов замеров с некоторой эталонной величиной времени позволяет сделать вывод о величине деформации стропа в тот или иной момент работы.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется рисунком (фиг. 1)
Динамометрический строп состоит из троса 1, двух коушей 2 и 3 и узлов крепления 4 концов троса. Каждый из узлов крепления имеет радиально располагаемые несущие элементы 5. На одном из несущих элементов 5 устанавливается импульсный лазерный излучатель 6 и приемник лазерного излучения 7, а на другом несущем элементе 5 -отражатель 8, с условием прямого прохождения лазерного и импульсного на участках «излучатель - отражатель» и «отражатель - приемник».
Выработка лазерного сигнала производится импульсным лазерным генератором 9 (ИЛГ), а оценка величины нагрузки - блоком сравнения времен (длительности) прохождения импульсов (БС) 10. Генератор 9 выдает лазерные импульсы заданной мощности и частоты, а блок сравнения 10 определяет величину увеличения времени прохождения прямым и отраженным импульсами расстояния на участках излучатель-отражатель-приемник при действии нагрузок на строп. Это время сравнивается с тарировочной, эталонной величиной и блок сравнения выдает информацию о величине действующей нагрузки.
Работа динамометрического стропа происходит следующим образом. При работе без груза, только лишь с несущими конструкциями (стрелой, подвеской груза) расстояние между несущими элементами 5-5 будет иметь величину , При приложении нагрузки в виде поднимаемого груза расстояние между несущими элементами изменяется и достигает величины L. Сигнал с импульсного лазерного генератора (ИЛГ) 9, подаваемый лазерный излучатель 6 будет отражаться от отражателя 8 и фиксироваться приемником 7.
Время прохождения импульса t и Т будут зависеть от расстояния, проходимого им, а именно:
,
а разность временбудет определять величину продольной деформации стропа по действием нагрузки от веса Р поднимаемого груза.
Таким образом, растягивающие усилия в стропе будут определяться как некоторая функция от времени прохождения лазерного импульса:
ЭТ
Сопоставление в блоке сравнения БС 10 времени прохождения импульса τ с некоторой эталонной величиной τ позволяет оценить величину деформации стропа под действием поднимаемого груза и выдать значение этой величины в соответствующую систему контроля работы крана (мониторинга, предельных нагрузок, циклограмм и т.д.) в виде величины растягивающего усилия Р.
Импульсный лазерный генератор (ИЛГ) и блок (блоки) сравнения (БС) предположительно должны входить в состав системы приборов контроля работы крана и оценивать действующие нагрузки нескольких силовых элементов крана, оснащенных динамометрическими стропами.