Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11966
.pdf
Данное изобретение относится к средствам индикации и регистрации нагрузок или сил; или нагрузок или сил,
которые могут возникать или возникают при работе машины, например, крана, транспортного средства или
системы и тому подобного.
Одной из целей настоящего изобретения является использование для индикации нагрузки составляющей
приложенной нагрузки только в одном направлении.
Еще одной целью изобретения является создание устройства индикации нагрузки в виде конструктивного
элемента в форме подшипника шкива, который может быть по желанию заменен любым существующим
подшипником шкива или колеса, на котором необходимо определить значение нагрузки.
Изобретение представляет собой усовершенствованное устройство индикации нагрузки, включающее ось и
наложенную на нее втулку, которая несет шкив или другой элемент, принимающий нагрузку и находящийся
под ее воздействием, а также средства, с помощью которых составляющая силы, создаваемой нагрузкой,
прямо или косвенно вызывает относительное перемещение между осью и втулкой, причем такое
перемещение происходит в определенном направлении, что позволяет определить величину нагрузки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, ступица шкива, который будет
подвергаться нагрузке, свободно устанавливается на втулку, предпочтительно более длинную, чем ступица,
так что ступица всегда будет обладать достаточной площадью опорной поверхности.
Внешняя поверхность втулки имеет цилиндрическую форму, тогда как внутренняя имеет вытянутую или
щелевидную форму, причем ее основная осевая плоскость расположена поперечно ступице.
Осевой штифт или болт шкива имеет поперечное сечение, соответствующее внутренней поверхности втулки,
то есть он представляет собой тело с противоположно уплощенными сторонами.
Одна из торцевых поверхностей поперечного сечения штифта, а также соответствующий конец паза внутри
втулки имеют неправильную, карманообразную форму, как будет показано далее.
Штифт проходит продольно через втулку, а его выступающие концы выточены таким образом, чтобы
удерживаться в соответствующих неподвижных подшипниках, исключающих вращение штифта, при этом
между внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью штифта предусмотрены ролики или шарики.
Прорезная внутренняя поверхность втулки обеспечивает зазор между концами прорези и соответствующими
сторонами штифта, так что при нагрузке на шкив втулка может перемещаться целиком и в направлении,
перпендикулярном оси штифта, причем это перемещение облегчается роликами между прилегающей
поверхностью штифта и втулки.
Такое поперечное перемещение втулки происходит прямо или косвенно за счет составляющей силы,
приложенной к втулке в направлении возможного ее перемещения.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением это поперечное перемещение втулки приспособлено
для приведения в действие индикатора, отображающего значение нагрузки, и для этой цели используется
следующая конструкция.
Понимание того, что штифт с противоположных сторон имеет плоские участки, позволит придать ему
поперечное сечение несколько вытянутой формы (I/1 is SQ 400,223), и это также относится к внутреннему
пространству, предусмотренному внутри втулки. Один конец внутреннего пространства во втулке, а также
прилегающий конец внутреннего пространства вырезаны таким образом, что вместе они образуют
продольную камеру, которая простирается по всей длине штифта и втулки, внутри которой нет припаянного
соответствующего продольного стержня. Такой стержень проходит вдоль и насквозь через штифт. Один конец
стержня выступает за пределы зажима штифта, к которому он крепится на одном конце рычага, индикации
нагрузки, который, как объяснил lereinaiter, находится под натяжением или сжатием, стремясь удерживать его
в заданном положении. Та часть стержня внутри втулки, которая с противоположных сторон имеет
продольное ребро, причем каждое ребро направлено в противоположную сторону по отношению к другому.
Край ребра с одной стороны предназначен для зацепления с выступающей поверхностью, образованной на
внутренней стороне втулки, в то время как край ребра с другой стороны зацепляется с выступом, образующим
часть углубления, сделанного в штифте. Точка соприкосновения последнего ребра образует центральную ось
вращения стержня.
-30 Конструкция такова, что сразу после приложения нагрузки втулка перемещается поперечно относительно
оси штифта в той степени, которая зависит от величины нагрузки.
Это движение приводит к тому, что стержень внутри штифта поворачивается вокруг своего нижнего
продольного ребра, передавая таким образом колебательное движение рычагу нагрузки, связанному со
стержнем, как описано выше. Такое движение неизбежно происходит вопреки сопротивлению, оказываемому
данным рычагом. Перемещая точку рычага нагрузки по градуированной шкале значений нагрузки, можно
увидеть нагрузку в любой момент времени.
Следует отметить, что два выступа, которые соответственно входят в зацепление с продольными ребрами на
стержне, должны быть точно выровнены таким образом, чтобы плоскость поверхности на втулке проходила
через ось, вокруг которой вращается стержень.
Относительное расположение втулки, стержня и штифта может быть таким, что указанная поверхность
образована на штифте, а выступ, вокруг которого вращается стержень, образован на втулке.
В описанном выше примере предполагается, что подъемный барабан или ствол установлен вблизи нижнего
конца мачты или стойки крана, а подъемный трос 56 проложен вверх рядом с мачтой и перекинут через шкив,
расположенный на верхнем конце мачты. Это шкив, к которому применяются описанные выше
усовершенствования, а стержень внутри оси несет рычаг нагрузки, который в данном случае вытянут вниз
вдоль мачты и перемещается против сопротивления, которое может представлять собой пружину растяжения
или сжатия, поддерживаемую с одного конца мачтой и взаимодействующую с рычагом с другого конца.
Свободный конец рычага нагрузки 70 в данном случае соединен с одним концом металлической ленты или
троса, другой конец которого частично натянут вокруг барабана, на центральном шпинделе которого
установлен указательный палец 75, предназначенный для перемещения под действием изменяющихся
нагрузок по градуированному квадранту, отображающему значения нагрузки.
Описанное выше устройство включает в себя индикатор нагрузки, который не учитывает изменяющиеся
движения стрелы крана 80, и все эти движения необходимо учитывать для получения безопасного значения
нагрузки.
Для внесения такой поправки в указанное значение, рядом с упомянутой выше металлической лентой или
кабелем расположен кулачок, предназначенный для вращения под действием возвратной пружины или иным
образом под воздействием стрелы при ее подъеме. Вращательное регулировочное движение кулачка
приводит к подъему или опусканию рычага с роликом, расположенным на кулачке. Рычаг также имеет
направляющий шкив, который прижимает металлическую ленту, передающую движение рычага нагрузки на
указательный палец, тем самым слегка поворачивая указательный палец для корректировки значения
нагрузки, которое необходимо изменить с учетом перемещения стрелы, обеспечивая тем самым индикацию
безопасной нагрузки IOQ.
Изобретение допускает множество конструктивных модификаций и не обязательно должно применяться к
кранам или подъемникам; оно может использоваться на любой машине, где необходимо измерить или указать
нагрузку.
Для удержания роликов в рабочем положении между штифтом и втулкой, последний может быть выполнен в
форме двойного конуса, а ролики на каждом конусе должны быть установлены или закреплены в подходящей
обойме, охватывающей оба конуса.
При необходимости показания нагрузки могут отображаться на циферблате, расположенном рядом с одним из
концов стержня и штифта, при этом на стержне 115 непосредственно закреплен указательный палец. Кроме
того, если машина периодически обрабатывает груз, например, грейфер, каждый груз может последовательно
отображаться на скользящей диаграмме перераспределения, которую впоследствии можно проверить, чтобы
убедиться в правильности последовательности грузов.
Описанное устройство, состоящее из штифта, втулки и стержня, может применяться к любому типу крана,
подъемника или другой машины, за исключением любых устройств, указывающих на безопасную загрузку.
Дата: 15-й день месяца АпиДж, 19.302 М-АПКИС и КЛЕРК.
400,223 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 22533, 1932 г. н.э.
Усовершенствования, касающиеся устройств индикации и/или регистрации нагрузки для кранов,
транспортных средств или систем, а также других устройств, создающих усилие.
Мы, Роберт Траффорд Джеймс, Перси Чарльз Гирэксвуд Хауссе и Роберт Лоудокс. АррИКЕН, все британские
подданные и вся территория Буш-Хаус, Олдсвич, Лондон, Западная Англия, настоящим заявляют, что
характер данного изобретения заключается в следующем: данное изобретение относится к средствам
индикации и/или регистрации нагрузок или сил на подъемном и другом оборудовании и предусматривает
случаи, когда необходимо указать, когда нагрузка на оборудование достигла предела безопасности.
Изобретение, применительно к кранам с изменяемым углом наклона стрелы, особенно полезно, поскольку
позволяет указывать допустимый предел нагрузки при любом угле наклона стрелы.
Согласно настоящему изобретению, нагрузка прикладывается к подвижному элементу любым подходящим
способом, например, в случае крана, путем прогиба над ним троса, несущего поднимаемый и измеряемый
груз, при этом на такой подвижный элемент действует результирующая сила, обусловленная нагрузкой, при
любом конкретном угле наклона стрелы, и в силу наклона троса над подвижным элементом,
соответствующего положению или диапазону стрелы. Таким образом, будет видно, что результирующая сила
является результатом непосредственной нагрузки на кабель и силы, возникающей из-за этой нагрузки на
наклонной части кабеля над результирующим элементом, причем этот наклон изменяется в зависимости от
наклона или положения стрелы.
Разрешающий элемент посредством направляющих, расположенных под прямым углом или любым другим
подходящим углом друг к другу, предназначен для разложения результирующей силы на две силы,
действующие в направлениях, соответствующих направлениям направляющих, и эти движения
предназначены для перемещения — против действия пружин — двух шарнирно-поворотных передающих
элементов или рычагов, приспособленных для перемещения в одной плоскости под углом друг к другу и для
работы механизма индикации и/или записи.
Первый из пружинно-управляемых рычагов несет поворотный рычаг или толкатель, имеющий часть,
приспособленную для непосредственного управления механизмом «наклонного стрелочного механизма
комплекта», калиброванной шкалой, в то время как второй рычаг на толкателе входит в зацепление с
пластиной, предназначенной для перемещения с помощью рычажного или рычажного механизма от первого
рычага, и, таким образом, перемещает стрелку по шкале.
При применении изобретения к крану, регулирующий элемент предпочтительно имеет форму втулки, а
направляющие расположены перпендикулярно друг другу по вертикали и горизонтали, и на втулке
предусмотрен вращающийся шкив, через который проходит подъемный трос от намоточного барабана к
шкиву в головке стрелы.
Втулка вспомогательного механизма опирается на горизонтальную планку таким образом, что может
перемещаться по горизонтальной направляющей, расположенной на ней, -70 при этом сама горизонтальная
планка расположена таким образом, чтобы перемещаться по вертикальной направляющей, предусмотренной
в неподвижном элементе рамы машины, и обе эти направляющие могут быть снабжены роликовыми
подшипниками, чтобы обеспечить 75 максимально свободное перемещение вдоль них.
Горизонтальное перемещение втулки по горизонтальной планке ограничивается спиралевидным штифтом,
перемещающимся под углом 8Q вокруг своей оси, расположенной параллельно оси втулки. Этот
подпружиненный штифт имеет расположенные на нем диаметрально противоположные выступы,
выполненные таким образом, что в то время как один из них входит в зацепление с выступом в отверстии
втулки, другой входит в зацепление в противоположном направлении с выступом, выполненным на
горизонтальной планке. Выступы расположены таким образом, что горизонтальное перемещение втулки на
горизонтальной планке вызывает угловое перемещение штифта, и это кольцевое перемещение
ограничивается двумя рычагами, один из которых прикреплен к штифту, а другой к планке. Перемещение
между двумя рычагами контролируется регулируемой пружиной.
Вертикальное перемещение втулки, а также горизонтальной перекладины внутри нее, ограничивается с
помощью подпружиненного штифта, расположенного параллельно оси втулки, и аналогично первому
угловому подвижному штифту снабжено двумя противоположно расположенными боковыми выступами,
расположенными таким образом, что когда один из них входит в зацепление с выступом на горизонтальной
перекладине, другая составляющая результирующей силы...
e7. Измеряет в противоположном направлении. Величина такого компонента проецируется на неподвижный
элемент каркаса. Величина (d- 4) — величина перемещения, так что вертикальное перемещение
горизонтальной балки относительно неподвижного каркаса измеряется пружиной, и это перемещение
вращает штифт. Рычаг расположен таким образом, чтобы работать в сочетании с вращением на штифте. Он
расположен таким образом, чтобы сжимать радиус или коэффициент, определяющий положение элемента в
таком положении. Закрепленный на конце, регулируемо позволяет регулировать положение компонента, если
перемещение компонента, закрепленного на каркасе, Рычаг измерения усилия pc-nent превышает al '75.
Каждый из рычагов с пружинным управлением имеет допустимое отклонение, определяемое
профилированной пластиной, снабженной средствами для регулировки его вращающегося положения,
измерения радиуса крана и, таким образом, соединения штифтов вместе. В этом элементе толкатель,
установленный на рычаге, будет перемещаться в большей или меньшей степени. Верхняя часть рычага,
несущего индикаторный рычаг ii--h mo -s over the visible 80. Рычаг, управляющий индикаторным механизмом, -
шкала или циферблат - срабатывает в точке осцилляции, то есть на рычаге, несущем опасность, - звуковое и
световое сигнальное воздействие. Первый вращающийся штифт имеет выступ, который подает сигнал или
тревогу.
распространяется на механизм управления, обеспечивающий реализацию изобретения, и управляет им в
случае крана, при этом одна часть механизма индикации опирается на раму над ним. Разрешающий элемент
OI1 имеет форму верхней части этого рычага, снабженной втулкой для подшипника, предназначенного для
перемещения вертикально расположенного удлинителя над шкивом, несущим несущий нагрузку трос.
Втулка опирается на роликовые подшипники, расположенные вертикально друг над другом, на штифте или
стержне, закрепленном на ее верхнем конце. Втулка поддерживается на горизонтально расположенных
рычагах, имеющих противоположные длинные и короткие рычаги. Штифт может перемещаться только в
предварительно коротком рычаге, который имеет горизонтальное положение, определенное в поперечном
направлении относительно штифта, концы которого могут свободно перемещаться в горизонтальном пазу,
предусмотренном в кронштейне, закрепленном в продольном пространстве, образованном рамой машины.
Другая часть между штифтом и втулкой вставляется - конец горизонтального рычага раздвоен, и стержень
имеет такую форму, что он состоит из двух диаметральных - несет горизонтальный поворотный стержень, на
котором расположены противоположные выступы внутри центральной части, свободно перемещающийся во
втулке, которая входит в пазы в вертикальном пазу, предусмотренном в вертикальной втулке и штифте
соответственно, таким образом, что расположенное звено, шарнирно соединенное с кронштейном, таким
образом, что когда втулка перемещается транс-1 - горизонтальные шарниры, расположенные параллельно
вертикали - относительно штифта, стержень вращается вокруг одного из своих выступов относительно
горизонтального рычага. - относительно штифта или для того, чтобы увидеть, какой из них 10t - В конкретной
конструкции - наиболее удобен.
В измерительном аппарате на одном или обоих концах стержня и штифта расположены рычаги или рукоятки,
предназначенные для измерения результирующей силы в двух направлениях, предпочтительно таким
образом, чтобы вращение стержня было прямым и параллельным друг другу, а сам аппарат вращается вокруг
неподвижной пружины, которая обеспечивает измерение силы, действующей на втулку, независимо от
направления результирующей силы.
- величина вращения этого элемента. Каждый из рычагов, управляемых пружиной, указывает угол,
образованный в конце несущего троса и, следовательно, в его положении, а значит, и в положении стержня
относительно его выступов на кране.
Стрела крана и радиус действия нагрузки. Выступы на стержне и на кране. Линии контакта с втулкой и
штифтом. При любом конкретном угле крана они находятся в плоскости, перпендикулярной направлению
движения. Допустимая нагрузка на несущую способность. Изменение направления движения втулки
относительно троса соответствует результирующей нагрузке на штифт, так что сила трения оказывает очень
малый сопротивляющий момент относительно оси вращения стержня.
Величина одной из составляющих сил - Стержень расположен таким образом, чтобы проходить через S V,
измеряемое - разрешающим - аппаратом, втулку, которая образует подшипник для соответствующего - ее
отношения к другому несущему шкиву, таким образом 130 - - IL - 400,223, чтобы шкив мог перемещаться
аксиально по втулке без того, чтобы его движение или изменение положения влияли на измерение силы,
действующей на втулку под прямым углом к оси втулки, и чтобы поперечные силы на стержне могли
передаваться в любом осевом положении шкива на втулке, и чтобы силы в стержне могли удобно
передаваться с одной стороны шкива на другую.
Штифт или стержень, несущий втулку, сам на своих концах установлен в неподвижных подшипниках таким
образом, что штифт или стержень может перемещаться только в заданном направлении, перпендикулярном
оси втулки.
Второй штифт, аналогичный по принципу действия ранее упомянутому стержню, входит в зацепление с
расположенными соответственно в штифте и неподвижном подшипнике, в котором работает штифт, и
сконструирован таким образом, что любое перемещение штифта относительно неподвижных подшипников
приводит к вращению стержня относительно неподвижного подшипника.
Этот стержень проходит через продольное пространство, образованное в штифте и неподвижном
подшипнике, а также через пространство, образованное между штифтом и втулкой, но имеет такую форму,
что не входит в зацепление со втулкой, а вращается только за счет перемещения штифта относительно
неподвижных подшипников с обеих сторон штифта. Благодаря такой конструкции изменяющееся положение
несущего шкива вдоль оси втулки не оказывает изменяющегося влияния на силу, стремящуюся повернуть
стержень относительно неподвижных подшипников.
К второму стержню с одного или обоих его концов прикреплен рычаг или плечо, которое входит в зацепление
с пружиной и сжимает или растягивает ее таким образом, чтобы противостоять вращению стержня
относительно неподвижных подшипников, а величина перемещения этой пружины является мерой силы,
прилагаемой штифтом в заданном направлении, в котором ему разрешено перемещаться относительно
неподвижных подшипников. Рассматривая рычаг, прикрепленный к первому стержню, величина перемещения
этого рычага относительно рычага, прикрепленного к штифту, перемещение которого сдерживается первой
пружиной, является мерой силы, оказываемой втулкой на штифт в одном направлении, при этом сам штифт
не может двигаться в этом направлении, но поступательное движение штифта, и, следовательно, двух
рычагов, относительно неподвижных подшипников и, следовательно, относительно неподвижной точки
является мерой силы, оказываемой втулкой на штифт в другом заданном направлении.
Таким образом, конец рычага или плеча, прикрепленного к первому штифту, совершает два движения: одно —
окружное или горизонтальное движение, измеряющее силу, оказываемую втулкой на штифт в одном
направлении, и другое — поступательное или вертикальное движение, измеряющее силу, оказываемую
втулкой на штифт в другом заданном направлении. Для большей ясности эти два направления будут
называться горизонтальным и вертикальным.
На конце рычага расположен шарнирный коромысло, перемещающееся вокруг оси, расположенной ближе к
одному его концу, чем к другому; при этом коромысло «5» в положении без нагрузки предпочтительно
находится в горизонтальном положении. На конце короткого рычага качающегося механизма имеется выступ,
который входит в паз, образованный горизонтально в приспособлении, в то время как другой конец 80
качающегося механизма входит в паз, образованный во втором качающемся элементе, который может
качаться вокруг оси, установленной в приспособлении.
Коромысло предназначено для увеличения поступательного вертикального перемещения 85 конца первого
рычага или плеча, и величина вертикального перемещения конца коромысла, взаимодействующего со вторым
качающимся элементом, является отношением к величине вертикального перемещения конца рычага.
Горизонтальный паз, в который входит короткий конец коромысла, позволяет осуществлять это увеличение,
не влияя на величину горизонтального перемещения конца рычага 95 и, следовательно, на величину
горизонтального перемещения конца коромысла, входящего в зацепление со вторым качающимся элементом.
При приложении нагрузки к тросу, подшипнику 10 (вращающемуся вокруг шкива, который, в свою очередь,
вращается вокруг втулки), конец коромысла, входящий в паз второго качающегося элемента, совершает
движение, величина которого в горизонтальном направлении соответствует величине горизонтального
перемещения.
зональная сила, приложенная к втулке, и величина вертикального перемещения, соответствующая величине
вертикальной силы, приложенной к втулке. Таким образом, второй качающийся элемент поворачивается
относительно неподвижной точки на величину, соответствующую отношению горизонтальной и вертикальной
сил, и это отношение указывает угол результирующей силы на втулке, 1 и, следовательно, угол,
образованный в изгибе троса, проходящего мимо шкива, и, следовательно, в случае крана, угол стрелы и
радиус действия крана. 120 К второму качающемуся элементу, или, как его теперь можно назвать, элементу,
указывающему радиус, прикреплена и вращается вместе с ним пластина, край которой имеет кривую форму,
показывающую в масштабе допустимое значение горизонтального перемещения, соответствующее величине
вращения.
На конце рычага, на котором установлен упомянутый выше увеличительный коромысло, закреплен
кулачковый толкатель, расположенный таким образом, чтобы следовать за краем фигурной пластины. В
условиях отсутствия нагрузки, когда нагрузка прикладывается к поворотному стержню троса на свободном
конце горизонтальной оси и, следовательно, к втулке, пластина будет горизонтально вращаться, а звенья
будут вращаться на величину, измеряемую некоторой величиной. Кулачки соосны, и поэтому соотношение
горизонтальной и вертикальной осей в поворотном звене, в котором действуют такие основные силы на
втулку и кулачок, будет параллельно направлению движения. Следопыт будет перемещаться рычагом под
действием результирующей горизонтальной силы, на которую он поворачивается, на величину,
соответствующую вертикальной силе, действующей на втулку.
Соответствуя величине горизонтальной компоненты, можно определить направление горизонтальной
компоненты в некотором масштабе. Если величина этой результирующей и направление этого
горизонтального движения больше, чем результирующая, то по конструкции она будет зависеть от радиуса,
на котором вращается стрела крана, независимо от нагрузки, поскольку кулачковый толкатель будет
перемещаться относительно рычага. Это движение щелевого элемента приводит к тому, что вращение будет
управлять индикатором; сигнал тревоги или изменение положения кулачка сопровождается регистратором.
Наклон стрелы крана.
Кулачковый толкатель, индикатор радиуса и рычаг индикатора могут быть расположены таким образом, чтобы
непрерывно показывать движение кулачкового рычага, управляемого первым механизмом, приводимым в
движение. Рычаг может иметь прямое управление, приводящее в действие регистратор или замыкание
электрических цепей, работающего сигнализацией или поворотным указателем над индикаторной шкалой,
регистрирующими устройствами. Описанный механизм работает как индикатор опасной нагрузки. Он также
может быть расположен таким образом, чтобы замыкать цепь звукового сигнала, управляемого электрическим
током. Когда втулка подвергается воздействию звуковой сигнализации, измеряемая сила или результирующая
сила разлагается на два составляющие. Направления любого подходящего записывающего устройства,
перпендикулярные друг другу, могут быть обозначены с помощью направляющих в гильзе, указателе или
аналогичном механизме.
и приводит в действие пружинно-управляемые рычаги, передающие движение указанному механизму, так что
поворотный стержень на свободном конце горизонтального рычага получает движение, которое является
результатом горизонтального и вертикального движения, производимого вращением горизонтального рычага.
Заявитель: А. А. ТОРНТОН, дипломированный патентный поверенный, 3E, Эссекс-стрит, Стрэнд, Лондон,
Западная Каролина. 2
e t 4,Q r lIl r f 45 S S a 50 P 41 55 VY ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ).
Усовершенствования в области устройств индикации и/или регистрации нагрузки для кранов, транспортных
средств или систем, а также других устройств, создающих усилие! Мы, Роберт Траффорд Джеймс, Перси
Чарис Гринвун-Хансс и Роберт Лаудон Эйтфан, все из Бэшхауса, Олдвич, Лондон, Уэст-Кантри 2, все
британские подданные, настоящим заявляем о природе данного изобретения и о том, каким образом оно
должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к способу и средствам индикации и/или регистрации нагрузок или сил,
возникающих при работе машины, или, в частности, кранов, подъемных стрел, стреловых ножниц и
транспортных средств, в которых шкив или другой компонент машины, подверженный нагрузке, установлен на
элементе, который прямо или косвенно приспособлен для перемещения в заданном прямолинейном
направлении под действием нагрузки, причем указанное перемещение осуществляется под действием
пружины или эквивалентного управления.
Одной из целей изобретения является использование, для целей индикации нагрузки, составляющей
приложенной нагрузки 9Q только в одном направлении, и разложение нагрузочного напряжения на
составляющие для определения его направления.
Еще одной целью изобретения является создание устройства индикации нагрузки в виде конструктивного
элемента, который может быть выполнен в форме шкива или подшипника, заменяемого по желанию
подшипником любого существующего шкива или колеса, напряжение на котором прямо или косвенно
является мерой величины нагрузки; например, устройство может иметь подходящую форму для крепления в
стяжном стержне или подъемном тросе крана или другой части конструкции крана, которая может
подвергаться нагрузке.
Изобретение, применяемое к кранам с поворотной или изменяемой угловой стрелой, особенно полезно,
поскольку позволяет определять допустимую нагрузку, ограниченную углом или эффективным радиусом
стяжки стрелы.
В самом широком смысле изобретение представляет собой способ индикации и/или регистрации нагрузок или
сил, возникающих при работе машины, а точнее, кранов, подъемных вышек, стрел и транспортных средств
указанного типа, в котором шкив или другой компонент машины, подверженный нагрузке, установлен на
элементе, который прямо или косвенно приспособлен для перемещения под действием нагрузки в
определенном прямолинейном направлении относительно стержня или подшипника, при этом второй
стержень шарнирно соединен со стержнем и с первым элементом и приспособлен для вращения под
действием нагрузки вопреки пружине или ее эквиваленту.
Изобретение также включает в себя дополнительные особенности, изложенные в прилагаемых пунктах
формулы изобретения. - Изобретение будет сначала кратко описано со ссылкой на напряжение, действующее
на шкив, через который проходит трос, воспринимающий нагрузку. Шкив свободно установлен на плавающей
втулке, которая может быть длиннее ступицы шкива. Внешняя поверхность гильзы имеет цилиндрическую
форму, а внутренняя – вытянутую или щелевидную.
Внутри этого пространства, с зазором между ними, расположена планка, поперечное сечение которой
соответствует форме внутренней части гильзы, то есть она представляет собой балку с противоположно
уплощенными сторонами, одна из которых имеет неправильное углубление в форме кармана.
Этот стержень закреплен относительно общей конструкции и проходит продольно через втулку, а его
выступающие части надлежащим образом закреплены таким образом, чтобы стержень не мог вращаться;
предпочтительно в этом пространстве между внутренней стороной втулки и внешней стороной стержня
предусмотрены ролики или шарики. Внутри углубления, образованного на стержне, установлен продольный
штифт, один или оба конца которого выступают за пределы стержня, и к которому прикреплен индикаторный
рычаг, находящийся под боковым натяжением или сжатием, что ограничивает его перемещение в пределах
измеримого диапазона по циферблату или шкале.
Указанная выше часть штифта tO, находящаяся внутри стержня, имеет на противоположных сторонах
продольные ребра, причем каждое ребро направлено в противоположные стороны. Указанные ребра входят в
зацепление соответственно с выступающей поверхностью, образованной на внутренней стороне втулки, и с
выступом, образованным в углублении в стержне. Точка соприкосновения последнего плеча образует ось
вращения штифта.
Конструкция такова, что при нагрузке на шкив шкив и втулка -70 совершают движение в заданном
прямолинейном направлении, в результате чего штифт вращается и, таким образом, передает колебательное
движение рычагу индикации нагрузки, закрепленному на одном конце штифта. Это движение на 75 градусов,
противодействующее боковому сопротивлению, оказываемому рычагу при его перемещении по
градуированной шкале, является, таким образом, мерой напряжения на шкиве, вызванного натяжением троса.
80 Указанный шкив, например, расположенный на верхнем конце стойки или мачты крана, пропускает через
себя подъемный трос от лебедки или барабана, расположенного ниже, в то время как индикаторный рычаг
опущен вниз и перемещается, преодолевая сопротивление, которое может представлять собой пружину
натяжения или сжатия. «Этот свободный конец рычага может быть соединен гибким ремнем, который натянут
вокруг барабана, на шпинделе которого установлен указательный палец для отображения значений нагрузки
на шкале». Это устройство работает как умножительный механизм, при котором движение рычага невелико.
С этим могут быть связаны средства, позволяющие использовать суммарный результат нагрузки и угла
наклона стрелы крана для индикации или регистрации «безопасных» и «опасных» нагрузок во всех
положениях стрелы. 100 Следует также понимать, что такое устройство может быть вставлено в подъемный
трос или в нижний конец стяжного стержня стрелы с изменяемым углом наклона или поворотного крана.
При использовании устройства на стяжном стержне или натяжной части конструкции крана с изменяемой
стрелой, вместо одного вращающегося штифта предпочтительно предусмотреть два штифта внутри втулки.
Эти штифты должны быть расположены таким образом, чтобы действовать в одном направлении, но при этом
иметь возможность вращаться в противоположных направлениях (вправо и влево). При этом должны быть
предусмотрены любые подходящие средства, позволяющие стрелке корректно указывать максимальную
безопасную нагрузку, которая дополнительно определяется радиусом стрелы.
При применении изобретательского принципа к крану с изменяемой стрелой 1a, напряжения на шкиве крана
могут напрямую указывать на безопасные и опасные нагрузки при всех углах стрелы 12jo с помощью
результирующего элемента, который подвергается результирующей силе, обусловленной нагрузкой при
любом конкретном угле стрелы и в соответствии с наклоном троса над результирующим элементом 125,
соответствующим положению стрелы.
Вкратце, когда несущий трос натянут на шкив, с которым связан подвижный элемент, сила, создающая
напряжение в подвижном элементе, представляет собой результирующую силу, вызванную изменением
направления несущих тросов, и величина и направление этого напряжения в подвижном элементе
изменяются в зависимости от угла, образованного тросом, который, в свою очередь, изменяется в
зависимости от наклона стрелы крана.
Результирующая сила затем разлагается на две составляющие силы, действующие в заданных
направлениях, и получается представление о соотношении этих двух составляющих и, следовательно, о
направлении результирующей силы. Затем это значение отношения связывается с показателем величины
одной из составляющих сил (какая именно составляющая является функцией нагрузки на любом конкретном
радиусе) 16, что позволяет определить максимальную безопасную или опасную нагрузку.
При выполнении данного метода индикации безопасной нагрузки предпочтительно разложить
результирующее напряжение кранового каната на разложимый элемент на горизонтальную и вертикальную
составляющие, а способ осуществления и контроля различных перемещений будет описан далее.
Для лучшего понимания изобретения оно будет описано более подробно с помощью прилагаемых чертежей,
на которых в качестве примера показаны несколько модификаций.
На этих рисунках:
На рисунке 1 показан принцип, примененный к нагруженному шкиву. На рисунке 2 представлен вид сбоку того
же изображения. На рисунке 3 показан фрагмент, демонстрирующий модификацию расположения,
изображенного на рисунке 1.
Рисунок 4 представляет собой дальнейшую модификацию.
Рисунок 5 представляет собой еще одну модификацию.
На рисунке 6 представлена схема крана, иллюстрирующая изобретение.
На рисунке 7 показана модификация устройства, показанная на рисунке 4, в виде блока для крепления к
элементу крана под натяжением.
— На рисунке 8 представлен боковой вид того же изображения.
На рисунке 9 показан корпус циферблата 50O, изображенный на рисунке 6, без индикаторной пластины.
На рисунке 10 представлен фронтальный вид молификационной колонны.
На рисунке 11 представлен боковой вид этого объекта.
5i5 На рисунках 12 и 13 показаны поперечные сечения крепления втулки.
На рисунках 14 и 1.5 подробно показан механизм приема пищи.
На рисунке 16 представлены дополнительные подробности.
На рисунке 17 представлена схема крана, иллюстрирующая последнюю модификацию.
Обращаясь теперь к рисункам 1 и 2, которые в упрощенной форме представляют общий принцип, лежащий в
основе изобретения, 11 представляет собой плавающую втулку, на которой свободно установлен шкив,
подвергающийся нагрузке, подлежащей измерению или индикации.
Внешняя часть оболочки iDie имеет цилиндрическую форму, а внутренняя часть 12 представляет собой
полость щелевидной формы. Осевой стержень или болт 13 имеет поперечное сечение 70, соответствующее
внутренней части втулки, то есть он имеет противоположно сплющенные стороны. Этот стержень жестко
закреплен в соответствующих кронштейнах или подобных устройствах (один из которых обозначен цифрой
14) 75, так что он неподвижен, и предпочтительно предусмотрены шарики или ролики 15 для обеспечения
свободного поперечного перемещения втулки по стержню 13, которое создается прямо или косвенно
компонентой 80 силы P, приложенной через шкив к втулке в направлении, указанном цифрой Hl.
В неподвижном стержне 13 образован продольный паз, внутри которого насквозь проходит штифт 16, конец
которого выступает за пределы стержня для крепления к нему индикатора нагрузки 17, как показано на
рисунке 2-. Штифт 16 внутри стержня 1.3 выполнен с продольными ребрами 18, направленными в
противоположные стороны. Край одного ребра соприкасается с выступающей поверхностью 19, образованной
внутри втулки, в то время как край другого ребра 18 соприкасается с выступом 20 внутри углубления стержня
13. Эта последняя точка соприкосновения образует центральную ось вращения, вокруг которой штифт 16
вращается под давлением P. Таким образом, когда втулка If также нагружена, она перемещается по
антифрикционным шарикам 15 поперечно относительно оси стержня 13, при этом упор 19 заставляет штифт
вращаться вокруг точки приложения силы 20. Этому движению противодействует сопротивление,
оказываемое индикаторным рычагом 17, движение которого контролируется пружиной (не показана).
Свободный конец рычага 17 расположен таким образом, чтобы перемещаться по градуированной шкале
нагрузок, и, таким образом, является мерой силы P.
На рисунке 3 показана модифицированная форма устройства, описанного на рисунках 1 и 2. — В этом
примере втулка 11 предпочтительно выполнена из двух частей с продольными пазами. Данная конструкция
позволяет сделать в стержне 13 более мелкую выемку, чем в первом варианте, внутри которой проходит
штифт 16, так что точки опоры расположены на равных расстояниях 120 от центральной линии, на которой
действует центр силы H.
На рисунке 4 показана еще одна модификация устройства, в которой создаваемое напряжение h имеет
результирующую силу H (которая является функцией 125 от указанной нагрузки) в показанном направлении -
она делится и уравновешивается двумя штифтами 16 и 16'. Как и в других примерах, показан поперечный
разрез, где 16 и 16i — это два штифта, которые 130 400,22,3 и входят в зацепление со штифтами 16 и 161, так
что последняя пластина приспособлена для перемещения в заданном направлении. Два стержня 16 и 161
выступают наружу в обоих направлениях, а на их концах установлены рычаги 27 и 2'.
На наружные концы этих рычагов установлены колпачки Wlith 28 и 281 для размещения пружины сжатия 29.
Сжатие этой пружины, создаваемое натяжением на тяге или тросе, является мерой нагрузки, а измерение
осуществляется перемещением стрелки по циферблату с разметкой, указывающей значения «Безопасная»,
«Максимальная» и «Опасная» нагрузки. Циферблатный элемент 30 полый и предпочтительно шарнирно
закреплен на штифте 31, ввинченном в нижний рычаг 27.
Штифт 32, установленный на верхнем рычаге 27, имеет на своем внешнем конце стержень 33 85, который
предназначен для скольжения через выступ 34 на корпусе циферблата. К внутреннему концу стержня 33
подвешен груз 35, который, таким образом, может оставаться в вертикальном положении независимо от угла
наклона скобы или стяжного стержня крана, а также радиуса крана. К грузу 35 прикреплена болтами
кулачковая пластина 3G, профиль которой выполнен таким образом, чтобы компенсировать угловое
изменение скобы ix или угловое изменение стрелы крана в сочетании с различными условиями работы крана
и другими факторами, определяемыми производителем крана.
Предпочтительно, рычажное устройство дублируется путем размещения второго комплекта 211" и 27111" на
противоположной стороне пластины 23, при этом пружина сжатия 291 разделяет их свободные концы. Такая
конструкция обеспечивает сбалансированное устройство и снижает требуемую жесткость пружин сжатия до
105.
Стрелка или индикатор 37 шарнирно установлена на корпусе 30 в точке 38, при этом пружина на шарнире
стремится удерживать ролик кулачка 39 прижатым к профилю кулачка 36. Этот индикаторный механизм 110
представляет собой простое и эффективное средство для индикации «максимально безопасных», «опасных»
нагрузок на кран, индикация которых является результатом сочетания нагрузки и радиуса стрелы 115.
Удобное место для индикаторного механизма — нижний конец стрелы или элемент, наклон которого
изменяется при перемещении стрелы. 120 Дальнейшая модификация устройства индикации нагрузки в
Соседние файлы в папке патенты