МОДУЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАГРУЗКИ НА ОПОРУ БАРАБАНА МОСТОВОГО КРАНА
MODULE TO MEASURE LOAD ON TRAVELLING CRANE DRUM SUPPORT

Изобретение относится к области грузоподъемной техники, а именно к модулям нагрузки ограничителей грузоподъемности мостовых кранов. Модули нагрузки служат для передачи нагрузки от подшипниковой опоры барабана на датчик ограничителя грузоподъемности.
Датчик является одним из главных элементов ограничителя грузоподъемности. Он должен устанавливаться таким образом, чтобы при передаче нагрузки от подшипниковой опоры барабана на датчик передавалась бы только вертикальная нагрузка, пропорциональная нагрузке на опору, возникающая от веса груза, при этом другие нагрузки, например, вызванные вращением барабана, не должны передаваться на датчик.
Модуль должен быть прочным и обеспечивать надежное соединение подшипниковой опоры с основанием, в том числе и при возникновении горизонтальных нагрузок, возникающих, например, при раскачке груза и в других случаях.
Модуль должен обеспечивать работоспособность крана при отсутствии датчика, например в случае замены или ремонта датчика, при этом время, затрачиваемое на снятие и установку датчика, должно быть минимальным.
В качестве ближайшего аналога может быть принят модуль для измерения нагрузки, применяемый на ограничителях грузоподъемности мостовых кранов и раскрытый в документе RU 57005U1 (опубл. 27.09.2006).
Модуль, устанавливаемый под подшипниковую опору барабана мостового крана, состоит из нижней пластины и верхнего элемента, соединенных шарнирно между собой, и датчика, установленного между ними и регистрирующего нагрузку на верхний элемент.
Недостатками известных модулей и ближайшего аналога обычно являются:
- недостаточная точность передачи вертикальной нагрузки от подшипниковой опоры на датчик, обусловленная передачей на датчик момента сил трения, возникающего при вращении подшипника. Величина момента зависит от степени износа подшипника, наличия смазки и ее консистенции, меняющейся в широких пределах, в зависимости от температуры окружающей среды и других факторов;
- недостаточная надежность конструкции, обусловленная соединением двух элементов в одной точке, что не обеспечивает необходимую прочность модуля при воздействии горизонтальных нагрузок, возникающих при раскачке груза и ударах, например тупиковый упор;
- потеря работоспособности крана при демонтаже датчика в случае его ремонта или необходимости замены.
Вышеуказанные недостатки конструкции известных модулей приводят к тому, что погрешность измерения вертикальной нагрузки на опору барабана может достигать ±10-15%, причем она зависит от направления вращения барабана и в общем случае величина зарегистрированной нагрузки на опору барабана может колебаться в пределах 20-30% при подъеме и опускании груза.
Недостаточная надежность конструкции опоры может явиться причиной возникновения аварий.
Простой крана, вызванный невозможностью продолжить работу при отсутствии датчика (например, при его ремонте), обуславливает наличие значительных финансовых потерь.
Все эти недостатки могут явиться причиной перегрузки крана и, как следствие, привести к нарушению условий их безопасной эксплуатации.
Задачей изобретения является создание модуля, в котором передача нагрузки на датчик происходит за счет упругой деформации верхней пластины, а безопасность работы при отсутствии датчика обеспечивается применением страховочных упоров.
Поставленная задача достигается тем, что модуль для измерения нагрузки на опору барабана мостового крана содержит верхний элемент, нижний элемент, выполненный в виде плиты, упор и датчик вертикальной нагрузки, установленный на нижнем элементе, при этом верхний элемент выполнен в виде плиты с возможностью прикрепления к ней с помощью болтового соединения подшипниковой опоры барабана, верхний элемент установлен на стойках нижнего элемента и прикреплен к ним с помощью болтового соединения, нижний элемент выполнен с возможностью крепления к нижней опоре барабана с помощью болтового соединения, упомянутый датчик установлен с фиксацией головки датчика на верхнем элементе и с предварительным натягом, полученным при затяжке болтовых соединений, при этом жесткость материала упомянутого датчика существенно превышает жесткость материала упомянутого верхнего элемента.
Предпочтительно, чтобы головка упомянутого датчика была зафиксирована в углублении верхнего элемента.
Предпочтительно, чтобы модуль дополнительно содержал второй упор, при этом оба упора должны быть установлены на нижнем элементе с зазором относительно верхнего элемента. При этом величина зазора должна превышать величину упругой деформации упомянутого датчика.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана установка подшипниковой опоры на модуле.
Модуль состоит из верхнего элемента в виде плиты 1, на которую с помощью болтового соединения 2 крепится подшипниковая опора 3 барабана. Верхняя плита 1 крепится к нижнему элементу в виде плиты 4 с помощью болтов 5, вворачиваемых в стойки 6, прикрепленные к нижней плите 4 с помощью сварки. Нижняя плита 4 имеет упоры 7, установленные с зазором относительно плиты 1. На нижнюю плиту 4 устанавливается датчик 8 вертикальной нагрузки с фиксацией головки датчика 8 в углублении верхней плиты 1. Нижняя плита 4 крепится к нижней опоре барабана 9 с помощью болтов и гаек 10, 11.
Модуль работает следующим образом.
Высота датчика 8, высота стоек 6, высота упоров 7 и размер углубления в плите 1 под головку датчика 8 выбираются таким образом, чтобы при установке датчика 8 и затяжке болтов 2 и 5 между верхней плитой 1 и упорами 7 нижней плиты 4 образовался зазор, величина которого превышает величину упругой деформации датчика 8 (не более 0,5 мм).
Таким образом, при затяжке болтовых соединений 2 и 5 создается некоторая начальная нагрузка на датчик 8 - натяг, обеспечивающий передачу нагрузки P подшипниковой опоры непосредственно на датчик. Расстояние "а" между осями болтов 2 и 5 и толщина верхней плиты 1 выбираются таким образом, чтобы обеспечивалась прочность верхней плиты 1 при отсутствии датчика 8 и жесткость участка "а" верхней плиты 1 была бы существенно меньше (минимум на порядок) жесткости датчика 8. Для установки модуля необходимо уменьшить высоту подшипниковой опоры на высоту модуля и закрепить его на опоре 9 с помощью болтов и гаек 10, 11.