УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ГРУЗОВОГО КАНАТА ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к устройствам для контроля отклонения грузового каната от вертикали, и может быть использована в предохранительных устройствах для гашения колебаний груза, подвешенного на канате грузоподъемного крана.
Известны устройства (пространственные инклинометры) для определения положения элементов строительных и дорожных машин относительно гравитационной вертикали, например, платформы грузоподъемной машины, содержащие смонтированный на контролируемом объекте корпус, внутри которого установлена чувствительная часть инклинометра, включающая инерционный элемент с ортогональными преобразователями перемещения, связанными с формирователями сигналов (см., например, авторское свидетельство СССР №1118855, G 01 C 9/06, 15.10.1984). Недостатком подобных устройств является невозможность использования их для контроля углового положения грузового каната грузоподъемного крана, что бывает необходимо при управлении краном с гашением раскачивания груза при его подъеме и перемещении.
Известно также устройство для измерения угла наклона грузового каната грузоподъемного крана, содержащее основание, на котором установлены два датчика угла наклона грузового каната в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, в качестве которых использованы сельсины, обойму, через которую пропущен грузовой канат, и соединенную с обоймой горизонтальную тягу, кинематически связанную с роторами сельсинов (см. авторское свидетельство СССР №927727, B 66 C 15/00, B 66 C 13/46, 15.05.1982). Недостатком известного устройства является сравнительно сложная конструкция повышенные требования к обслуживанию.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для измерения угла наклона грузового каната грузоподъемного крана, содержащее корпус, внутри которого установлены датчики угла наклона грузового каната в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, соединенную с корпусом обойму, через которую пропущен грузовой канат, и средство для подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана (см. патент РФ №2025451, В 66 С 15/00, 30.12.1994). Данное устройство также обладает сравнительно сложной конструкцией, повышенной трудоемкостью в изготовлении и недостаточной надежностью.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства для измерения угла наклона грузового каната грузоподъемного крана с повышенной надежностью.
Поставленные технические задачи решаются тем, что в устройстве для измерения угла наклона грузового каната грузоподъемного крана, содержащем корпус, внутри которого установлены датчики угла наклона грузового каната в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, соединенную с корпусом обойму, через которую пропущен грузовой канат, и средство для подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана, согласно полезной модели, внутри корпуса установлен маятник, включающий вертикальную штангу, узел подвески одного из концов штанги к верхней части корпуса и закрепленное на другом конце штанги тело маятника, каждый из указанных датчиков имеет бесконтактный чувствительный элемент, а на средней части вертикальной штанги закреплены элементы, взаимодействующие с чувствительными элементами датчиков.
Кроме того, чувствительные элементы датчиков могут быть расположены в разнесенных по высоте горизонтальных плоскостях, или в одной горизонтальной плоскости, при этом воздействующие элементы целесообразно выполнить за одно целое.
Средство для подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана может быть выполнено в виде витой пружины.
Корпус и обойма могут быть выполнены за одно целое.
Предпочтительно, узел подвески одного из концов штанги к верхней части корпуса выполнен в виде карданной подвески.
Сущность полезной модели заключается в том, что в предлагаемом устройстве использованы датчики линейных перемещений с бесконтактными чувствительными элементами, относительно которых имеют возможность перемещаться воздействующие элементы, закрепленные на вертикальной штанге маятника, установленного внутри корпуса устройства, что упрощает конструкцию данного устройства и повышает его надежность, при этом любое отклонение грузового каната от гравитационной вертикали в двух ортогональных плоскостях вызывает перемещение воздействующих элементов относительно чувствительных элементов датчиков без использования каких-либо кинематических передач, что повышает точность измерений и позволяет сделать устройство компактным.
Расположение чувствительных элементов датчиков в разнесенных по высоте горизонтальных плоскостях позволяет сделать устройство более технологичным.
Расположение чувствительных элементов в одной горизонтальной плоскости и выполнение воздействующих элементов за одно целое упрощает конструкцию чувствительной части устройства.
Выполнение средства для подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана в виде витой пружины упрощает конструкцию данного подвеса и уменьшает стоимость устройства.
Выполнение корпуса и обоймы за одно целое повышает технологичность конструкции.
Технический результат от использования заявленной полезной модели заключается в упрощении конструкции устройства и повышении его надежности.
На фиг.1 и 2 представлено предлагаемое устройство со средствами подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана в виде карданного подвеса и витой пружины соответственно; на фиг.3 - предлагаемое устройство с расположением датчиков в одной горизонтальной плоскости.
Устройство для измерения угла наклона грузового каната грузоподъемного крана, представленное на фиг.1, содержит корпус 1, внутри которого на его верхней части закреплен с помощью карданной подвески 2 один из концов вертикальной штанги 3 маятника, на другом конце которой закреплено тело 4 маятника. В корпусе имеется вертикальное отверстие, образующее обойму 5, через которую пропущен грузовой канат 6, закрепленный на оголовке 7 стрелы в коуше 8.
Корпус 1 закреплен на несущей конструкции грузоподъемного крана - оголовке 7 стрелы с помощью подвески 9, которая совместно с обоймой 5 обеспечивает параллельность вертикальных плоскостей корпуса и стрелы, а для того, чтобы при качании каната корпус мог отклоняться вместе с грузовым канатом, подвеска 9 выполнена карданного типа.
В корпусе устройства установлены симметрично относительно вертикальной штанги маятника два чувствительных элемента 10 датчиков угла наклона грузового каната в плоскости, параллельной вертикальной плоскости стрелы, для подключения к дифференциальной схеме измерения, а в средней части вертикальной штанги закреплен элемент 11 с возможностью взаимодействия с чувствительными элементами 10 датчиков при отклонении грузового каната относительно гравитационной вертикали.
Для измерения угла наклона грузового каната в плоскости, перпендикулярной плоскости стрелы, в корпусе устройства установлены симметрично относительно вертикальной штанги маятника два чувствительных элемента 12 датчиков угла наклона грузового каната, а в средней части вертикальной штанги закреплен элемент 13 с возможностью взаимодействия с
чувствительными элементами 12 датчиков при отклонении грузового каната в данной плоскости относительно гравитационной вертикали.
Чувствительные элементы 10 и 12 датчиков расположены в разнесенных по высоте горизонтальных плоскостях и электрически подключены к двум преобразователям 14 и 15, создающими сигналы, пропорциональные отклонению грузового каната от вертикали в двух ортогональных плоскостях.
На фиг.2 представлено предлагаемое устройство, которое отличается от выше описанного тем, что средство для подвески корпуса к несущей конструкции грузоподъемного крана выполнено в виде витой пружины 16.
На фиг.3 представлена конструкция устройства, в котором чувствительные элементы 10 и 12 датчиков расположены в одной горизонтальной плоскости, а воздействующие элементы выполнены за одно целое в виде совмещенного воздействующего элемента 17, влияющего на чувствительные элементы 10 и 12 своими кромками, смещенными друг относительно друга на 90°.
Конструкция устройства предусматривает работу маятника, как без демпфирования, так и с демпфированием, для чего может быть применено жидкостное или магнитное демпфирование. Бесконтактные чувствительные элементы 10 и 12 могут быть индуктивными, емкостными, светочувствительными. Преобразователи 14 и 15 выполняются по электрическим схемам, как правило, генераторного типа.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 устройства, закрепленный на оголовке 7 стрелы с помощью карданной подвески 9 или витой пружины 16, благодаря обойме 5, имеющей возможность скользить по грузовому канату 6, ориентирован относительно вертикальной плоскости стрелы. Тем самым относительно вертикальной плоскости стрелы ориентированы чувствительные элементы 10 и 12.
Маятник устройства вне зависимости от углового положения стрелы отслеживает гравитационную вертикаль. Отклонение грузового каната грузоподъемного крана в любой вертикальной плоскости, что возникает при подъеме или перемещении груза, вызывает такое же угловое смещение корпуса, в результате чего чувствительные элементы 10 и 12 смещаются относительно воздействующих элементов 11 и 13 или воздействующего элемента 17, создавая преобразователями 14 и 15 сигналы, пропорциональные угловому смещению каната от вертикали в двух ортогональных плоскостях, одна из которых параллельна вертикальной плоскости стрелы крана. Дальнейшая обработка сигналов производится в соответствии с алгоритмом управления гашением раскачивания груза.
Заявляемая полезная модель может быть изготовлена на приборостроительном предприятии. Специалисту в данной области техники должно быть очевидным, что в заявляемой полезной модели возможны разнообразные модификации и изменения. Соответственно предполагается, что заявляемая полезная модель охватывает указанные модификации и изменения, а также их эквиваленты, без отступления от сущности и объема полезной модели, раскрытого в прилагаемой формуле полезной модели.