EASYREACHLIFTS.RU

ДАТЧИКИ НАГРУЗКИ ДЛЯ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ

Для измерения нагрузки в силовой цепи грузоподъемного механизма используются тензометрические датчики промышленного изготовления различных фирм и датчики собственного изготовления.

Основными принципами, которыми руководствуется при выборе типов датчиков и узлов их встройки являются:

• обеспечение прочностных характеристик силовой цепи грузоподъемного механизма на уровне, заложенном при проектировании крана;
• легкость монтажа-демонтажа датчика;
• обеспечение выполнения грузовых операций после демонтажа датчика (например, для ремонта или замены);
• ремонтопригодность.

Из датчиков промышленного изготовления наиболее широко применяются датчики, используемые в весоизмерительных системах фирм «FLINTEC», «ТЕНЗО-М», которые могут встраиваться в специальную опору барабана, под ось обводных блоков и т.д.

Датчики фирмы «FLINTEC»
Датчик балочного типа SB-14		Датчик сжатия типа RC-3
Датчики фирмы  «ТЕНЗО-М»
Датчик балочного типа Н-2		Датчик растяжения-сжатия типа С2 (С2А)

Датчики балочного типа

Датчики балочного типа фирмы «FLINTEC», «Тензо-М» применяются в различных узлах встройки, примеры конструкций которых будут рассмотрены ниже.

Датчики фирмы «FLINTEC» типа SB14 имеют сравнительно малые габариты, широкий температурный диапазон (-400С...+800С), допускают безопасную перегрузку до 200% (предельная перегрузка – 300%), имеют степень защиты IP 68.

Датчики SB14 выпускаются с пределом измерений 227, 454, 1134, 2268 и 4536 кг.

Датчики балочного типа Н2 фирмы «Тензо-М» имеют несколько большие габариты по сравнению с датчиками, указанными выше, но они более доступны и не уступают импортным по эксплуатационным свойствам.

Датчики Н2 выпускаются с пределом измерений 1000, 2000, 5000, 10000 и 15000 кг.

Датчики сжатия

Датчики сжатия фирмы «FLINTEC» RC3 обладают высокой несущей способностью (до 50т) и применяются в основном в кранах большой грузоподъемности. Датчики имеют температурный диапазон от -400С до +800С, допускают безопасную перегрузку до 200% (предельная перегрузка – 300%), имеют степень защиты IP 68.

Имеются исполнения датчиков с пределом измерений 7,5, 15, 22,5, 30, 40 и 50 т.

Датчики растяжения-сжатия

Особое место в ряду устройств для измерения нагрузки в силовой цепи грузоподъемного механизма занимают универсальные датчики растяжения-сжатия. Указанные датчики широко применяются в системах силоизмерения портальных кранов с рычажной системой передачи усилий. В некоторых случаях они могут быть использованы для измерения усилий на тележку в кранах мостового типа.

Фирма  «Тензо-М» выпускает ряд S-образных стальных и алюминиевых датчиков типа С2 и С2А с пределом измерений 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10000 кг.

Наряду с датчиками промышленного изготовления выпускает ряд специальных тензодатчиков, спроектированных с учетом специфики их использования в составе грузоподъемных кранов.

Для изготовления тензодачиков в используются тензорезисторы,  специальные клеи и материалы фирмы Flintec.  Качество наклейки тензорезисторов и соблюдение режимов сушки обеспечивается использованием специальной оснастки и сушильных шкафов, оборудованных электронным  программатором.

Датчики накладные для измерения нагрузки в канате типа «ДНК»

Датчики накладные  типа «ДНК» используются  для измерения нагрузки в грузовых канатах при оборудовании грузоподъемных кранов ограничи­телями грузоподъемности.  В большинстве случаев датчики типа «ДНК» устанавливаются в полиспастную систему грузовой лебедки крана, в которой имеется неподвижная ветвь. 

Датчик состоит из упругого элемента балочного типа, регулируемых упоров и винтового зажима для каната.

Датчики накладные изготавливаются из высокопрочной стали и имеют антикоррозионную защиту и исполнение IP-67. Диапазон рабочих температур датчиков от -40 до +50°С, при этом температурный дрейф выходного сигнала составляет не более ±1% в рабочем диапазоне.

Допустимая перегрузка датчика составляет 50% от номинальной нагрузки (разрушающая – 200%).

Датчики выпускаются трех типоразмеров:

• ДНК-1   для измерения нагрузок в канатах диаметром от 8 до 13 мм, с нагрузкой в канатах от 700 до 1800 кг;
• ДНК-2   для измерения нагрузок в канатах диаметром от 15 до 22 мм, с нагрузкой в канатах от 2,5 до 5,2 т;
• ДНК-3   для измерения нагрузок в канатах диаметром от 23 до 31 мм, с нагрузкой в канатах от 5,8 до 10,3 т;

Датчики нагрузки типа «ДНК» наиболее удобны при оборудовании   ограничителями грузоподъемности  кранов, находящихся в эксплуатации.

Датчики измерения деформаций «ДДН-140»

В отдельных случаях при оборудовании мостовых и козловых кранов ограничителями грузоподъемности, когда встройка серийно выпускаемых датчиков сильно затруднена или невозможна, может быть использован датчик измерения деформации несущих металлоконструкций. 
Установка датчиков ДДН-140 производится только по проектам. На основе анализа напряженного состояния металлоконструкции.

Датчики ДДН могут устанавливаться в тех зонах металлоконструкции крана, где напряжения пропорциональны массе груза на крюке. Датчик удобен при использовании на кранах большой грузоподъемности (100т и более). 

Тензооси

При оборудовании мостовых и козловых кранов ограничителями грузоподъемности в некоторых случаях могут быть применены тензооси. В большинстве случаев тензооси устанавливаются в полиспастную систему грузовой лебедки крана. Ограничения, накладываемые на применение тензоосей, определяется их уникальностью, в связи с чем затруднена, а иногда и невозможна замена неисправной тензооси без длительной остановки крана.

В настоящее время разрабатываем и производим унифицированную тензоось для кранов типа ККД грузоподъемностью до 20т, выпускаемых ООО «Кран-сервис плюс», г. Вологда. Данная тензоось является серийным изделием и при необходимости может быть заменена.

Тензооси изготавливаются из высокопрочной стали и имеют антикоррозионную защиту. Расчетное напряжение в оси при номинальной нагрузке не превышает 100МПа.

Датчик сжатия типа ДС

Серийно производимые датчики ДС-93, ДС-95 используются преимущественно в модулях встройки, устанавливаемых под опору барабана грузовых лебедок мостовых и козловых кранов, при их оборудовании ограничителями грузоподъемности. Датчики имеют одинаковые габариты: диаметр – 90 мм, высота – 60 мм. Номинальная нагрузка – 3 т для ДС-93 и 5 т - для ДС-95.

Датчики изготавливаются из высокопрочной стали; имеют антикоррозионное покрытие; степень защиты IР-67.

Особенностью данных датчиков является то, что в нем установлено два тензорезистора, что повышает надежность датчика, который остается работоспособным при выходе из строя одного из  них.

Специальные датчики

Разработан ряд специальных датчиков типа ММК, предназначенных в основном для использования в модулях встройки, устанавливаемых под опору барабана грузовых лебедок. Необходимость такой разработки была вызвана большим разнообразием конструкций опор барабанов. В настоящее время датчики типа ММК выпускаются с пределом измерений 1300, 2100, 6000 и 8200 кг. При необходимости могут быть изготовлены датчики другой грузоподъемности.

Кроме того, имеется рад специальных датчиков, предназначенных для установки под ось обводного блока. Применение таких датчиков упрощает установку по сравнению с установкой серийного балочного или S-образного датчика. Имеются датчики с пределом измерений 1300 и 2000 кг.

В том случае, когда установка датчика под опору барабана затруднена из-за ограниченной высоты модуля встройки возможно применение специального датчика – тензоплиты  типа ПТТ, имеющего малую высоту.

Однако данный тип датчика требует доработки под конкретную опору барабана, а замена его в случае выхода из строя требует остановки крана.

Все специальные датчики, как и другие выпускаемые, имеют антикоррозионное покрытие и степень защиты IP 67.

Узлы встройки датчиков

Наиболее важным в обеспечении работоспособности крана является выбор места установки датчика и схемы его нагружения. В конечном счете, надежность работы ограничителя грузоподъемности определяется датчиком и местом его установки.

Ниже приведен ряд примеров конструктивных решений, используемые для ограничителей грузоподъемности типа ОГШ и дан их анализ с точки зрения возможных погрешностей регистрации нагрузок.

Установка датчиков под опору барабана 

Установка датчиков нагрузки в опору барабана или под опору барабана получила широкое распространение не только в но и в других фирмах, выпускающих ограничители грузоподъемности.
Существуют краны, на которых измерить нагрузку возможно, только установив датчик под опору грузового барабана.

При установке датчиков под опору барабана надо иметь ввиду невысокую точность измерения нагрузки на крюке (погрешность до 10%). Нагрузка на опору грузового барабана может измениться при перезапасовке грузового каната, неправильной его намотке на барабан, при замене грузового каната и т.д.

Существенно меняется нагрузка при подъеме и опускании груза, что необходимо учитывать при цифровом отображении нагрузки на крюке, хотя данный дефект практически не влияет на точность срабатывания ограничителя, т.к. нагрузка при подъеме груза всегда выше нагрузки при опускании.

Под опору барабана могут быть установлены датчики балочного типа, датчики сжатия различного типа, специальные датчики (типа ММК).

При монтаже, как правило, срезается  часть старой опоры барабана и на освободившееся место монтируется заранее изготовленный модуль встройки с датчиком нагрузки. Монтаж может осуществляться как сваркой, так и болтовыми соединениями.

Большинство конструкций модулей встройки допускают демонтаж датчика (например, для замены или ремонта) при сохранении работоспособности крана.

Измерение усилий в канате

Способ определения нагрузки на механизм подъема, основанный на измерении нагрузки в канате, во многих случаях позволяет обеспечить надежную работу ограничителя грузоподъемности, т.к. нагрузка в канате напрямую связана с весом поднимаемого груза.

Для измерения нагрузки в неподвижном канате использует датчики нагрузки типа ДНК. Для измерения нагрузки в подвижном канате применяются обводные блоки, отклоняющие канат.

Ограничением для применения датчиков типа ДНК для измерения нагрузки в неподвижном канате является режим работы крана и место установки датчика.

Датчики типа ДНК могут быть рекомендованы к установке на неподвижную (заякоренную) ветвь каната на краны легкого режима работы при кратности полиспаста не более 6, т.к. вследствие потерь в полиспасте (кпд<0,95) максимальная нагрузка в канате возникает при опускании груза, а при подъеме она минимальна, что приводит к запаздыванию срабатывания ограничителя.

При установке датчика ДНК необходимо так же учитывать связанную с режимом работы периодичность замены каната. Установку датчика ДНК можно рекомендовать, если периодичность замены каната не менее 5 лет.

Измерение усилий на оси обводного блока

Данный способ измерения нагрузки является предпочтительным с точки зрения точности получаемого результата, особенно при большой кратности запасовки грузового полиспаста (n=6...10), т.к. нагрузки на обводном блоке при подъеме и опускании меняются в меньшей степени и на обводном блоке практически отсутствуют посторонние нагрузки, влияющие на точность измерений.

В зависимости от конструкции и грузоподъемности крана применяются различные способы установки датчиков под ось обводного блока, как с непосредственной передачей усилия, так и с использованием рычагов и специальных опор обводных блоков. При этом используются датчики различной конструкции, как промышленного изготовления, так и специальные.

Ниже приведены несколько примеров установки датчиков под ось обводного блока.