CN109632284B - 一种起重力矩限制器性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量控制领域，涉及起重力矩限制器性能测试方法及其长度和角度传感器加载台，起重力矩限制器性能测试方法是利用本发明中的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台、现有的材料性能试验机、现有的油压加载台对样品传感器和检测传感器进行同步加载，利用试验软件根据检测传感器采集的数据结合起重机结构尺寸分析计算实际加载量，根据实际加载量与样品起重力矩限制器在同步加载过程的显示值进行比较计算样品起重力矩限制器的性能参数，本发明整体结构紧凑，控制智能，功能完善，试验数据全面而且测量准确度高，测试效率高，测试成本低。避免了采取现场载荷试验测试存在的劳动强度大、时间长、费用高、测试数据不全面、测不准等问题。

Description

一种起重力矩限制器性能测试方法

技术领域

本发明属于测量控制领域，涉及起重力矩限制器性能测试方法及其长度和角度传感器加载台。

背景技术

起重力矩限制器是通过相关传感器采集数据，经过相关处理，实时核定起重机在实际工作状态下的工作起重力矩，并与额定起重力矩进行对比然后发出控制指令，以保证起重机实时在额定起重力矩范围内作业，根据TSG Q7014-2008《起重机械安全保护装置型式试验细则》要求，起重力矩限制器型式试验时需测试力矩限制器的动作误差、综合误差和显示误差，动作误差和综合误差是指力矩限制器动作时的实际加载量与设定值之间的相对误差；显示误差是指力矩限制器动作时的实际加载量与显示值之间的相对误差。因在此之前没有成熟的试验方法手段及设备，所以TSG Q7014-2008《起重机械安全保护装置型式试验细则》原则上规定，动作误差实在实验室内利用材料试验机进行测试，综合误差和显示误差是将样品起重力矩限制器安装在对应的起重机上在现场进行载荷试验测试。

但在实验室内利用材料试验机对样品起重力矩限制器加载，只能对力传感器加载，并不能对油压传感器、长度传感器和角度传感器加载，且对力传感器加载量并不能代表直接对起重量进行，所以并不能完成实际加载量与设定值之间的相对误差进行计算动作误差，只能用显示值与设定值之间的相对误差代替计算动作误差，这是有问题的。

采取现场载荷试验测试综合误差和显示误差也是存在诸多弊端：其一，需要准备多种规格（重量）的重物，且要频繁进行载荷组合加载，因此载荷的准备、运输及频繁加载导致劳动强度大、测试费用高、测试时间长，其二，因载荷组合有限，不能实现对起重机施加任意载荷，因此不能实现在任意工况下进行载荷试验，只能在有限几种工况下试验，所以不能全面测试样品起重力矩限制器的性能，其三，因条件限制，无法实现对起重机进行稳定、连续、无突变、无冲击地进行加载，起重机在加载时支撑地面的变形影响起重机的水平度，试验时风载的影响，加载重物的重量计量误差等因素的影响，无法准确测量出样品起重力矩限制器动作时的实际加载量，因此通过现场载荷试验测试的综合误差和显示误差的准确性无法保证。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决起重力矩限制器性能测试劳动强度大、时间长、测试费用高、测试数据不全面、测试数据不准的问题，提供一种功能完备、劳动强度小、测试效率高、测试成本低、测试数据全面、测试数据准的起重力矩限制器性能测试方法及其长度和角度传感器加载台。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：起重力矩限制器长度和角度传感器加载台，包括带底座的机架，机架上部通过轴承贯穿有中心转轴，中心转轴的轴端上安装有以驱动中心转轴转动或制停的角度加载电动机，中心转轴中心位置固定套接有转臂，转臂两端通过紧固件分别设置有长度加载卷扬机以及样品长度传感器，长度加载卷扬机的中心轴端固定安装有检测长度传感器，转臂中部两侧通过紧固件固定安装有样品角度传感器以及检测角度传感器。

可选的，检测长度传感器的测量轴随卷扬机卷筒同步转动。

可选的，样品长度传感器壳体内设置有卷线筒，卷线筒上固定缠绕有拉线，拉线另一端固定在长度加载卷扬机的卷筒上。

可选的，样品长度传感器的卷线筒内装有供收线的卷簧，样品长度传感器测量轴安装固定在卷线筒轴上。

可选的，样品角度传感器的测量转轴上固定有重锤，重锤在重力作用下始终保持在铅锤。

可选的，转臂上下设置有凸出的滑轨，滑轨上通过紧固件固定安装有平衡调节滑块。

可选的，长度加载卷扬机与角度加载电动机的驱动机构包括电动机、减速器、制动器以及联轴器。

起重力矩限制器性能测试方法，包括以下步骤：

S1：采用经计量合格的检测力传感器、检测油压传感器、检测长度传感器以及检测角度传感器；

S2：将样品传感器和检测传感器按要求安装固定在其对应的加载台上；

S3：将样品传感器采集信号接入样品起重力矩限制器的数据接收模块，将检测传感器采集信号接入试验软件的数据接收模块；

S4：采用如上述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对样品长度传感器、样品角度传感器、检测长度传感器、检测角度传感器进行同步加载；采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载；采用现有的油压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载；

S5：利用现有的试验软件根据检测传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度结合起重机的结构尺寸分析计算得出幅度和起重量的实际加载量；

S6：样品起重力矩限制器根据样品传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度的显示数据得出幅度和起重量的样品加载量；

S7：根据试验软件测试计算的幅度和起重量的实际加载量与显示的样品加载量经比较计算得出所测样品起重力矩限制器的动作误差、综合误差及显示误差性能参数。

进一步，S4步骤中还包括如下步骤：

S41：采用上述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对长度和角度传感器进行加载：

1)、驱动角度加载电动机使转臂转动，转臂转动时对样品角度传感器和检测角度传感器进行同步加载，转臂的角度发生变化，角度传感器与测量转轴会发生相对转动，角度传感器通过转动量来衡量转臂角度的变化量从而得到数据，当转臂转至水平或观察样品数据显示的角度为零时，将检测角度传感器置零；

2)、驱动长度加载卷扬机对样品长度传感器拉线进行收放，长度加载卷扬机转动时对样品长度传感器和检测长度传感器进行同步加载，在拉线收放过程使样品长度传感器的卷线筒转动从而使样品长度传感器的测量轴转动，样品长度传感器根据测量轴的转动量和卷线筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度从而得到数据，检测长度传感器通过长度加载卷扬机卷筒的转动进行加载，检测长度传感器的测量轴安装固定在长度加载卷扬机卷筒的轴端且随卷扬机卷筒同步转动，检测长度传感器根据测量轴的转动量和卷扬机卷筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度，当样品长度传感器拉线放出时模拟起重臂伸出，相反，当样品长度传感器拉线收进时模拟起重臂缩回，当样品数据显示的长度为基本臂长度时，将检测长度传感器采集的长度值调节到基本臂长度；

3)、对长度传感器和角度传感器进行加载到需要的试验工况（即起重机工作幅度）；

S42：采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载，或采用现有的液压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载：

1)、当样品起重力矩限制器显示起重量为零时，将检测力传感器或检测油压传感器置零；

2)、对力传感器或油压传感器加载，当样品起重力矩限制器动作时停止加载。

本发明的有益效果在于：整体结构紧凑，控制智能，功能完善，可实现对起重力矩限制器的起重量和工作幅度任意加载，可以对起重力矩限制器的性能进行全面测试，避免了在此之间的起重力矩限制器试验方法手段中存在的劳动强度大、时间长、费用高、测试不全面、测不准等问题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明起重力矩限制器长度和角度传感器加载台的整体结构示意图；

图2为图1的局部放大图。

具体实施方式

下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

说明书附图中的附图标记包括：长度加载卷扬机1、检测长度传感器2、检测角度传感器3、平衡调节滑块4、样品角度传感器5、转臂6、角度加载电动机7、中心转轴8、样品长度传感器9、机架10。

如图1-2所示的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台，包括带底座的机架10，机架10上部通过轴承贯穿有中心转轴8，中心转轴8的轴端上安装有以驱动中心转轴8转动或制停的角度加载电动机7，中心转轴8中心位置固定套接有转臂6，转臂6上下设置有凸出的滑轨，滑轨上通过紧固件固定安装有平衡调节滑块4，当转臂6上的部件安装固定完毕试验前，通过调节平衡调节滑块4使臂架总成的重心与中心转轴8中心基本重合（通过转动臂架感觉最轻松时即判断为基本重合），然后通过滑块上的螺栓将滑块固定住，此装置是为了减小角度驱动装置的驱动功率和制动力，转臂6两端通过紧固件分别设置有长度加载卷扬机1以及样品长度传感器9，样品长度传感器9壳体内设置有卷线筒，卷线筒上固定缠绕有拉线，拉线另一端固定在转臂6另一端的长度加载卷扬机1的卷筒上，样品长度传感器9的卷线筒内装有供收线的卷簧，样品长度传感器9测量轴安装固定在样品长度传感器9的卷线筒轴上，长度加载卷扬机1的中心轴端固定安装有检测长度传感器2，检测长度传感器2的测量轴随卷扬机卷筒同步转动，长度加载卷扬机1的卷筒尺寸充分考虑样品长度传感器9的拉线直径及容绳量的适配性，长度加载卷扬机1卷筒转动时对样品长度传感器9和检测长度传感器2同步加载；转臂6中部两侧通过紧固件固定安装有样品角度传感器5以及检测角度传感器3，所述角度加载电动机7驱动转臂6转动时对样品角度传感器5和检测角度传感器3同步加载，长度加载卷扬机1与角度加载电动机7的驱动机构包括电动机、减速器、制动器以及联轴器，能给长度传感器和角度传感器进行连续、缓慢、稳定、无突变地进行加载，两个加载机构均具有制动保持功能，及在任意位置都能制停并保持住。

起重力矩限制器性能测试方法，包括以下步骤：

S1：采用经计量合格的检测力传感器、检测油压传感器、检测长度传感器2以及检测角度传感器3；

S2：将样品传感器和检测传感器按要求安装固定在其对应的加载台上；

S3：将样品传感器采集信号接入样品起重力矩限制器的数据接收模块，将检测传感器采集信号接入试验软件的数据接收模块；

S4：采用如上述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对样品长度传感器9、样品角度传感器5、检测长度传感器2、检测角度传感器3进行同步加载；采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载；采用现有的油压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载；

S5：利用现有的试验软件根据检测传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度结合起重机的结构尺寸分析计算得出幅度和起重量的实际加载量；

S6：样品起重力矩限制器根据样品传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度的显示数据得出幅度和起重量的样品加载量；

S7：根据试验软件测试计算的幅度和起重量的实际加载量与显示的样品加载量经比较计算得出所测样品起重力矩限制器的动作误差、综合误差及显示误差性能参数。

进一步，S4步骤中还包括如下步骤：

S41：采用上述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对长度和角度传感器进行加载：

1)、驱动角度加载电动机7使转臂6转动，转臂6转动时对样品角度传感器5和检测角度传感器3进行同步加载，转臂6的角度发生变化，角度传感器与测量转轴会发生相对转动，角度传感器通过转动量来衡量转臂6角度的变化量从而得到数据，当转臂6转至水平或观察样品数据显示的角度为零时，将检测角度传感器3置零；

2)、驱动长度加载卷扬机1对样品长度传感器9拉线进行收放，长度加载卷扬机1转动时对样品长度传感器9和检测长度传感器2进行同步加载，在拉线收放过程使样品长度传感器9的卷线筒转动从而使样品长度传感器9的测量轴转动，样品长度传感器9根据测量轴的转动量和卷线筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度从而得到数据，检测长度传感器2通过长度加载卷扬机1卷筒的转动进行加载，检测长度传感器2的测量轴安装固定在长度加载卷扬机1卷筒的轴端且随卷扬机卷筒同步转动，检测长度传感器2根据测量轴的转动量和卷扬机卷筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度，当样品长度传感器9拉线放出时模拟起重臂伸出，相反，当样品长度传感器9拉线收进时模拟起重臂缩回，当样品数据显示的长度为基本臂长度时，将检测长度传感器2采集的长度值调节到基本臂长度；

3)、对长度传感器和角度传感器进行加载到需要的试验工况（即起重机工作幅度）；

S42：采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载，或采用现有的液压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载：

1)、当样品起重力矩限制器显示起重量为零时，将检测力传感器或检测油压传感器置零；

2)、对力传感器或油压传感器加载，当样品起重力矩限制器动作时停止加载。

本发明设备的空间尺寸及结构形式保证转臂6两侧都可以安装传感器，样品传感器无论是左侧安装还是右侧安装都可以适应，整体结构紧凑，控制智能，功能完善，可以对起重力矩限制器工作性能进行测试，可实现对起重量和工作幅度任意加载，避免采取现场试验通过有限几种加载而导致试验不到位的风险，避免现场试验加载而必须准备多种重量重物的繁琐工作，省时、省力的同时，也节约了测量成本。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.起重力矩限制器长度和角度传感器加载台，其特征在于，包括带底座的机架，所述机架上部通过轴承贯穿有中心转轴，所述中心转轴的轴端上安装有以驱动中心转轴转动或制停的角度加载电动机，所述中心转轴中心位置固定套接有转臂，所述转臂两端通过紧固件分别设置有长度加载卷扬机以及样品长度传感器，所述长度加载卷扬机的中心轴端固定安装有检测长度传感器，所述转臂中部两侧通过紧固件固定安装有样品角度传感器以及检测角度传感器；所述样品长度传感器壳体内设置有卷线筒，所述卷线筒上固定缠绕有拉线，所述拉线另一端固定在所述长度加载卷扬机的卷筒上；所述样品长度传感器的卷线筒内装有供收线的卷簧，所述样品长度传感器测量轴安装固定在卷线筒轴上；所述样品角度传感器的测量转轴上固定有重锤，重锤在重力作用下始终保持在铅锤；所述检测长度传感器的测量轴随卷扬机卷筒同步转动；所述转臂上下设置有凸出的滑轨，所述滑轨上通过紧固件固定安装有平衡调节滑块。

2.如权利要求1所述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台，其特征在于，所述长度加载卷扬机与所述角度加载电动机的驱动机构包括电动机、减速器、制动器以及联轴器。

3.起重力矩限制器性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用经计量合格的检测力传感器、检测油压传感器、检测长度传感器以及检测角度传感器；

S2：将样品传感器和检测传感器按要求安装固定在其对应的加载台上；

S3：将样品传感器采集信号接入样品起重力矩限制器的数据接收模块，将检测传感器采集信号接入试验软件的数据接收模块；

S4：采用如权利要求1所述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对样品长度传感器、样品角度传感器、检测长度传感器、检测角度传感器进行同步加载；采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载；采用现有的油压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载；

S5：利用现有的试验软件根据检测传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度结合起重机的结构尺寸分析计算得出幅度和起重量的实际加载量；

S6：样品起重力矩限制器根据样品传感器采集的拉压力、油压、起重臂长度、起重臂角度的显示数据得出幅度和起重量的样品加载量；

S7：根据试验软件测试计算的幅度和起重量的实际加载量与显示的样品加载量经比较计算得出所测样品起重力矩限制器的动作误差、综合误差及显示误差性能参数。

4.如权利要求3所述的起重力矩限制器性能测试方法，其特征在于，S4步骤中还包括如下步骤：

S41：采用如权利要求1所述的起重力矩限制器长度和角度传感器加载台对样品长度传感器、样品角度传感器、检测长度传感器、检测角度传感器进行加载：

1)、驱动角度加载电动机使转臂转动，转臂转动时对样品角度传感器和检测角度传感器进行同步加载，转臂的角度发生变化，角度传感器与测量转轴会发生相对转动，角度传感器通过转动量来衡量转臂角度的变化量从而得到数据，当转臂转至水平或观察样品数据显示的角度为零时，将检测角度传感器置零；

2)、驱动长度加载卷扬机对样品长度传感器拉线进行收放，长度加载卷扬机转动时对样品长度传感器和检测长度传感器进行同步加载，在拉线收放过程使样品长度传感器的卷线筒转动从而使样品长度传感器的测量轴转动，样品长度传感器根据测量轴的转动量和卷线筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度从而得到数据，检测长度传感器通过长度加载卷扬机卷筒的转动进行加载，检测长度传感器的测量轴安装固定在长度加载卷扬机卷筒的轴端且随卷扬机卷筒同步转动，检测长度传感器根据测量轴的转动量和卷扬机卷筒每转一圈拉线移动的长度来衡量起重臂的长度，当样品长度传感器拉线放出时模拟起重臂伸出，相反，当样品长度传感器拉线收进时模拟起重臂缩回，当样品数据显示的长度为基本臂长度时，将检测长度传感器采集的长度值调节到基本臂长度；

3)、对长度传感器和角度传感器进行加载到需要的试验工况；

S42：采用现有的材料性能试验机对样品力传感器、检测力传感器进行同步加载，或采用现有的液压加载台对样品油压传感器、检测油压传感器进行同步加载：

1)、当样品起重力矩限制器显示起重量为零时，将检测力传感器或检测油压传感器置零；

2)、对样品力传感器、检测力传感器、样品油压传感器、检测油压传感器加载，当样品起重力矩限制器动作时停止加载。