Способ измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы подъёмного крана к оси ее шарнира

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОСТИ ОСИ СТРЕЛЫ ПОДЪМНОГО КРАНА К ОСИ ЕЕ ШАРНИРА(71) Заявители Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет Закрытое акционерное общество Могилевский комбинат силикатных изделий(72) Авторы Матвеенко Владимир Иванович Баранов Николай Иванович(73) Патентообладатели Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет Закрытое акционерное общество Могилевский комбинат силикатных изделий(56) Методические рекомендации по проведению технического диагностирования грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы.- Минск Инженерный центр, БОИМ, 2006.- . 157.(57) Способ измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы подъемного крана к оси ее шарнира, при котором устанавливают на подвижное основание на продолжении продольной оси стрелы при ее опущенном положении и на удалении 4-6 длин стрелы от ее оголовка теодолит так, чтобы оптическая ось его зрительной трубы совпадала с осью стрелы и с биссектрисой равностороннего треугольника, образованного установочными винтами теодолита, после чего производят подъем стрелы в крайнее верхнее положение,выставляют теодолит так, чтобы вертикальная ось его зрительной трубы совпадала с центром основания стрелы и центром ее оголовка, опускают стрелу и определяют максимальное отклонение Х центра оголовка стрелы от вертикальной оси зрительной трубы теодолита с помощью линейки, закрепленной на оголовке стрелы, или используя известный диаметр каната или ширину блока, а отклонение от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнираопределяют из выражения/ 2,1/ 2 где- угол подъема стрелы от нижнего первоначального положения до крайнего верхнего. 12735 1 2009.12.30 Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения и может быть использовано для измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира при обследовании и техническом диагностировании стреловых грузоподъемных кранов. Известен способ измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира, заключающийся в опускании стрелы вдоль оси башни и замере несимметричного расположения ее оголовка по отношению к поясам башни с помощью линейки 1. Недостатками указанного способа являются погрешность измерения и невозможность его использования для измерения указанного параметра в автомобильных, пневмоколесных, гусеничных и др. стреловых кранах. Это обусловлено тем, что несимметричное расположение оголовка стрелы, при ее опущенном положении, по отношению к поясам башни зависит не только от отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира, но и от отклонения от перпендикулярности оси шарнира стрелы к вертикальной оси башни. Опустить стрелу вертикально вниз можно только в башенных кранах, а в других стреловых кранах невозможно. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира, заключающийся в демонтаже стрелы, укладке ее на опоры и измерении с помощью линейки и теодолита, установленного у основания стрелы вдоль ее продольной оси, расстояний от линии визирования до оси стрелы у ее основания и оголовка, поворота теодолита на 90 вокруг вертикальной оси и измерении расстояний от линии визирования до оси шарниров в проушинах стрелы 2. Недостатком известного способа, принятого за прототип, является неудобство измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира. Указанный недостаток обусловлен тем, что для измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира стрелу необходимо демонтировать и укладывать на опорные элементы. Задачей настоящего изобретения является повышение удобства и точности измерения. Указанная задача достигается тем, что способ измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы подъемного крана к оси ее шарнира, при котором устанавливают на подвижное основание на продолжении продольной оси стрелы при ее опущенном положении и на удалении 4-6 длин стрелы от ее оголовка теодолит так, чтобы оптическая ось его зрительной трубы совпадала с осью стрелы и с биссектрисой равностороннего треугольника, образованного установочными винтами теодолита, после чего производят подъем стрелы в крайнее верхнее положение, выставляют теодолит так, чтобы вертикальная ось его зрительной трубы совпадала с центром основания стрелы и центром ее оголовка,опускают стрелу и определяют максимальное отклонениецентра оголовка стрелы от вертикальной оси зрительной трубы теодолита с помощью линейки, закрепленной на оголовке стрелы, или используя известный диаметр каната или ширину блока, а отклонение от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнираопределяют из выражения/ 2,1/ 2 где- угол подъема стрелы от нижнего первоначального положения до крайнего верхнего. Сущность изобретения заключается в том, что при подъеме и опускании стрелы, т.е. при повороте ее вокруг оси шарнира, продольная ось стрелы опишет какую-то поверхность. В случае если ось стрелы перпендикулярна к оси ее шарнира, то этой поверхностью будет плоскость сектора. В случае если ось стрелы не перпендикулярна к оси ее шарнира,то этой поверхностью будет коническая поверхность с высотой конуса . При этоми есть отклонение от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира. Расположив точку наблюдения (теодолит) на продолжении оси стрелы при ее опущенном положении и на каком-то удалении, т.е. на продолжении образующей конической поверхности и при последующем подъеме и опускании стрелы, центр ее оголовка, через который проходит ось 2 12735 1 2009.12.30 стрелы, опишет дугу эллипса по отношению к точке наблюдения, а промежуточные положения оси стрелы будут хордами дуг этого эллипса. Отклонение от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира определяется из соотношения высоты (стрелки)дуги эллипса и углаподъема стрелы от первоначального нижнего положения до крайнего верхнего из выражения/ 2. 1/ 2 Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 представлена схема отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира на фиг. 2 - промежуточные положения оси стрелы при ее повороте вокруг оси шарнира на фиг. 3 - вид А на фиг. 2 на фиг. 4 - схема установки теодолита при измерении на фиг. 5 - то же самое, вид сверху. Одним из дефектов металлоконструкции стреловых грузоподъемных кранов является отклонениеот перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира (см. фиг. 1). Предельно допустимая величина этого отклонения в зависимости от типа стрелового крана составляет от 1/500 до 1/100 длины стрелы 3, что соответствует углу отклонения от 7 до 35 (от 0,117 до 0,5). При перпендикулярном положении оси 1 стрелы к оси 2 ее шарнира и подъеме (опускании) стрелы, т.е. повороте ее вокруг шарнира, ось стрелы опишет плоскость сектора (см. фиг. 1 и 2). При отклонении оси 3 стрелы от перпендикулярности к оси 2 шарнира ось стрелы опишет коническую поверхность с высотой конуса . Расположим точку наблюдения (теодолит 4) на продолжении оси стрелы при ее опущенном положении и на удалении от оголовка стрелы (46) (см. фиг. 2, 4, 5). При последующем подъеме и опускании стрелы центр ее оголовка, через который проходит ось 3 стрелы, опишет дугу 5 эллипса по отношению к точке наблюдения (см. фиг. 3). Промежуточные положения оси 3 стрелы будут хордами дуг этого эллипса. Малая полуось эллипса- контролируемая величина отклонения от перпендикулярности оси 3 стрелы к оси ее шарнира и есть не что иное, как высота конуса, поверхность которого копирует ось 3 стрелы при ее подъеме и опускании. Большая полуось эллипса - 22 . Так как(1/5001/100) , то с достаточной степенью точности можно принять, что 22. Каноническое уравнение эллипса в системе координат ХОУ (см. фиг. 3) 2 2 1. 2 2 Запишем уравнение проекции оси 3 стрелы на плоскость координат ХОУ при подъеме ее на уголот первоначального положения (см. фиг. 3 и 4) по координатам двух точек 6 и 266.26 26 В соответствии с фиг. 3 и 4 имеем 620 2. Координата 6 определяется из уравнения эллипса при 2 Тогда уравнение проекции оси стрелы на плоскость координат ХОУ примет вид.Приведем полученное равенство до общего знаменателя, т.е. умножим обе части на.Определим расстояние по осимежду прямой линией 6-2 и дугой эллипса как разность координатиз уравнения эллипса и прямой 6-2 Для определения наибольшего расстоянияисследуем последнее выражение на экстремум, т.е. возьмем первую производную, приравняем ее к нулю и разрешим относительно 2 222 Возведем обе части последнего равенства в квадрат 12222.22 Приведем до общего знаменателя, т.е. умножим обе части равенства на 2(2 - 2) 2-22 2 2-222-2222. Перегруппируем 22-2-22-2222-22-2. В обеих частях равенства вынесем за скобки общий множитель 2 и 2 2(2-1-2-2)-2(1-22). Так как 221, то 2(2-1-1)-2(1-)2 или 22(1-)2(1-)2, откуда 1121- постороннее решение, так как по условию 2 2(см. фиг. 3)не может быть отрицательным. Тогда Выражение в последних скобках приведем до общего знаменателя 2/ 2/ 22/ 21/ 2 .. 1/ 2 Таким образом, отклонения от перпендикулярностиоси стрелы к оси ее шарнира можно определить путем измерения наибольшего расстоянияпри подъеме стрелы на определенный угол . Для повышения точности измерения подъем стрелы необходимо производить на возможно наибольший угол . Пример измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира автомобильного крана. 1. Установить кран выносные опоры по креномеру, установленному на ровной площадке с твердым покрытием для исключения просадки опор из-за смещения центра тяжести при подъеме и опускании стрелы. 2. Выбрать точку наблюдения на расстоянии (46)от крана и установить теодолит 4 на плоское основание (например, шит из досок) 7 (см. фиг. 4 и 5) с возможностью его принудительного перемещения по опорной поверхности. 3. Повернуть механизмом поворота крана поворотную платформу и опустить стрелу в направлении точки наблюдения. Закрепить на оголовке стрелы миллиметровую линейку или замерить диаметр каната или ширину канатного блока. 4. Застопорить поворотную платформу с помощью клиньев для исключения ее самопроизвольного поворота вокруг вертикальной оси и качания из-за наличия люфтов и зазоров в узлах механизма поворота и опорно-поворотном устройстве и смещения центра тяжести при подъеме и опускании стрелы. 5. Передвижением основания 7 с установленным на нем теодолитом 4 в поперечном направлении по отношению к продольной оси стрелы выставить теодолит так, чтобы его коллимационная плоскость проходила через центр оголовка и центр основания стрелы,т.е. оптическая ось зрительной трубы по возможности точнее совпадала с осью стрелы. При этом три установочных винта теодолита должны быть расположены таким образом,чтобы один из них располагался на продолжении оси стрелы, а остальные два - на противоположных сторонах продолжения оси стрелы, т.е. чтобы продольная ось стрелы совпадала с биссектрисой равностороннего треугольника, образованного установочными винтами теодолита. 6. Механизмом изменения вылета произвести подъем стрелы в крайнее верхнее положение и определить угол подъемаот первоначального положения. При этом можно использовать отвес или маятниковый указатель вылета стрелы и грузоподъемности. 7. Вращением в противоположных направлениях двух установочных винтов, расположенных на противоположных сторонах продолжения оси стрелы, выставить теодолит так, чтобы вертикальная ось зрительной трубы при поднятой стреле проходила через центр оголовка стрелы и центр ее основания. 12735 1 2009.12.30 8. Опустить стрелу и, наблюдая в зрительную трубу с помощью укрепленной на оголовке линейки или по известному диаметру каната или ширине блока, определить максимальное отклонениецентра оголовка стрелы от вертикальной оси зрительной трубы(коллимационной плоскости теодолита). При использовании известного размера в мм Ри(диаметр каната или ширина блока) с помощью теодолита определить его угловой размер Ри и угловой размер. Тогда Ри. Ри 9. Определить отклонение от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира как/ 2. 1/ 2 В аналогичном порядке производится измерение отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира и других стреловых кранов - башенных, гусеничных, пневмоколесных, железнодорожных. Предлагаемый способ обеспечивает повышение удобства, точности и сокращение продолжительности измерения отклонения от перпендикулярности оси стрелы к оси ее шарнира. 1. Руководящий нормативный документ. Краны башенные строительные. Методические указания по проведению обследования металлоконструкций. РД 22-82-81, СКТБ башенного краностроения. - М. 1989. - . 42. 2. Там же. - . 42, п. 4.1.9. 2. Приложение 2, рис. 3 а,в. - С. 48, п. 10. - С. 50. 3. Методические рекомендации по проведению технического диагностирования грузоподъемных кранов с истекшим сроком службы. - Минск. Инженерный центр БОШ,2006. - . 127, пп. 7.10, 7.11 157, п. 5,8 158, п. 5.9. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.