[发明专利]基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置

说明书

技术领域   本发明是一种基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置，用于自动检测单悬臂梁承重时的安全形变量，属于确保单悬臂梁设备生产安全的检测技术领域。

背景技术   在起重机械中常采用单悬臂梁结构，由于被起重部件有许多不确定因素，单悬臂梁结构的起重设备常常面临超载工作的境地，给设备和人员带来危险；因此对单悬臂梁的工作形变进行检测便显得尤为重要。

发明内容   本发明采用了一种基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置，自动实时地检测单悬臂梁承重时的形变量，并与原设计规定的形变量进行比较，防止单悬臂梁设备在超载状态下运行。本发明装置的工作原理是根据物理上的虎克定律，即：在弹性限度内，弹性物体的应力与应变成正比的规律。通过检测单悬臂梁设备的形变量推断出单悬臂梁设备的负载情况，从而发出控制指令，确保单悬臂梁设备工作在安全范围内。本发明的基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置，其特征在于：通过在单悬臂梁1的支点基座2上安装一个基准杆3，将其伸出与被测单悬臂梁1保持同一方向，利用基准杆3的检测端部在单悬臂梁1受力变形时仍保持原位置的特点，在基准杆3的检测端部安装一个顶紧螺丝4，再在悬臂梁1受力变形部位安装一套应变式测力传感器5；当将顶紧螺丝4与应变式测力传感器5预紧接触后，便可得到与单悬臂梁1受力部位变形成线性关系的电压变化。本发明所使用的应变式测力传感器5是由弹性体、电阻应变计、测量电桥组成；由于采用顶紧螺丝4的预紧接触的工作方式，应变式测力传感器5的弹性体形变与悬臂梁1受力形变成反比关系。同时，应变式测力传感器5弹性体由于选用合金铝等较软材料做为基体，因此，应变式测力传感器5弹性体的刚度远远小于基准杆3的刚度。当用顶紧螺丝4将应变式测力传感器5的弹性体与悬臂梁1和基准杆3的检测端部进行预紧接触后，传感器5的弹性体的形变量远远大于基准杆3的形变量，所以基准杆3的形变量可以忽略不计。为了消除安装时的误差和消除温度产生的误差，特在单悬臂梁1上安装一个重锤式倒立摆角度传感器6，用来确认单悬臂梁1加载前的初始位置。

下面结合说明书附图1和实施实例对本发明做进一步说明。

附图说明   附图1是本发明的结构原理示意图，图的右边为基座2，基座2上固连一个单悬臂梁1；其上再安装一个基准杆3，其伸出与被测单悬臂梁1保持同一方向并且基本平行安装；在基准杆3的左侧检测端部安装一个顶紧螺丝4，再在悬臂梁1受力变形的相对部位安装一套应变式测力传感器5；将顶紧螺丝4与应变式测力传感器5预紧接触；同时在单悬臂梁1上安装一个重锤式倒立摆角度传感器6。

具体实施方式   本发明的基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置进入现场的正常工作需经历三个步骤：首先正确安装，其次初位校验，最后数据采集。第一步正确安装：安装时注意将基准杆3检测端部安装的顶紧螺丝4与应变式测力传感器5的受力部位垂直安装于同一轴线上，同时用顶紧螺丝4压缩应变式测力传感器5的受力部位，使其与单悬臂梁1的距离减小到δ，当单悬臂梁1受力产生△θ变形时，应变式测力传感器5的受力部位亦会产生一个微量的变形△δ，从理论上讲△δ=△θ，这样单悬臂梁1受力产生的变形△θ便传递到应变式测力传感器5的受力部位，该型变量△δ会使得测量电桥失去平衡输出电压信号，供控制器采集。第二步初位校验：本发明的基准杆式单悬臂梁安全形变检测装置在单悬臂梁1上安装一个重锤式倒立摆角度传感器6，工作前先用控制器的采集通道1预先采集重锤式倒立摆角度传感器6的初始位置，接下来用采集通道2采集应变式测力传感器5的输出电压信号，如两个通道同时采集到数据，说明工作正常；如采集通道1有数据，而采集通道2没有数据，说明出现两种情况，其一没有预压缩量，顶紧螺丝4脱离了应变式测力传感器5的受力部位，单悬臂梁1的形变△θ没有引起应变式测力传感器5的形变；其二压缩量过大，没有留出△δ，顶紧螺丝4拧的过紧，使得基准杆3出现了变形，这时通过调整△δ，实现正常工作。第三步数据采集：当第二步完成后，便可进入正常运行，实时采集通道2的数据，并根据单悬臂梁1的刚度所允许的变形量，监控单悬臂梁1工作在安全状态，当出现超载状态时，由控制器输出控制指令，切断电动机的供电，确保设备和操作人员的安全。