Устройство крановых весов: конструкция и принцип работы

Крановые весы позволяют взвешивать груз в процессе подъема краном или тельфером — в производственных помещениях и на открытом воздухе. Весы работают как съемное грузозахватное приспособление и не требуют демонтажа при перемещении груза. Это существенно сокращает время цикла взвешивания на складах и производствах. Разберемся, как устроены эти подвесные измерительные устройства и на чем основан принцип их работы.

Что такое крановые весы

Крановые весы — это подвесное взвешивающее устройство, которое определяет массу груза в процессе его подъема краном или тельфером. Их подвешивают между крюком подъемного механизма и грузом. Когда кран поднимает контейнер или металлопрокат, весы фиксируют нагрузку на упругий элемент тензодатчика, а результат отображается на встроенном дисплее или передается на пульт оператора и в учетную систему предприятия.

Весы для крана измеряют массу груза прямо в процессе подъема и перемещения. Это делает их незаменимыми в портах, на металлобазах, железнодорожных станциях — везде, где грузы перемещаются краном и нет времени на дополнительные операции.

Современные электронные крановые весы вытеснили устаревшие механические динамометры — пружинные устройства с аналоговой шкалой. Электронные весы на основе тензометрических датчиков обеспечивают точность до 0,1%, сохраняют результаты и передают данные в учетные системы.

Назначение и области применения крановых весов

• Металлобазы: на крановых весах взвешивают металлопрокат, трубы и листовой металл при отгрузке. Весы подвешивают на мостовой кран, оператор закрепляет пачку труб — и сразу видит точную массу груза на индикаторе.
   
• Морские и речные порт: с помощью весов производят контроль массы контейнеров при погрузке на суда без остановки работы крана.
   
• Железнодорожные станции: подвесные крановые весы взвешивают грузы при перегрузке из вагонов в автотранспорт и определяют массу угля, щебня, зерна в подвешенном грейфере или бадье.
   
• Складские комплексы: здесь с помощью весов ведут учет товаров на поддонах, перемещаемых кранами-штабелерами. При подъеме поддона весы фиксируют массу и передают результат в базу данных.
   
• Промышленные предприятия: в литейных цехах на крановых весах взвешивают ковши с расплавленным металлом, на химических производствах — емкости с сырьем, на заводах ЖБИ — бетонные блоки.
   
• Строительные площадки: при помощи весового оборудования контролируют массу строительных материалов при подъеме башенным краном.

Основные функциональные задачи крановых весов: контроль массы грузов при погрузочно-разгрузочных работах, учет товарно-материальных ценностей, автоматизация складского учета.

Устройство крановых весов

• Проушина — элемент верхнего крепления в форме кольца или серьги. За нее цепляют крюк крана. Проушина воспринимает полную нагрузку — сумму массы весов и измеряемого груза, — поэтому ее изготавливают из высокопрочной стали с запасом прочности в 3–5 раз.

• Корпус защищает внутренние элементы от механических воздействий, пыли и влаги. Материал — сталь или алюминиевый сплав: стальной корпус прочнее, а алюминиевый легче. Степень защиты: IP65 — полная защита от пыли и струй воды, IP67 — защита при кратковременном погружении в воду.

• Тензодатчик — внешне представляет собой металлический корпус с выводным кабелем. Внутри размещен упругий элемент с наклеенными тензорезисторами. При воздействии растягивающей нагрузки упругий элемент деформируется, что приводит к изменению электрического сопротивления тензорезисторов. Чем больше нагрузка, тем значительнее изменение сопротивления.

• Грузозахватный крюк — элемент нижней части весов, предназначенный для крепления стропов, цепей, захватов и других грузозахватных приспособлений. Крюк вращается на 360°, что упрощает строповку. Некоторые модели оснащены скобой для подвешивания грузов нестандартной конфигурации.

• Аккумуляторная батарея. Обеспечивает питание электронных узлов. Емкость аккумулятора рассчитана до 50 часов непрерывной работы. Зарядка — от сети переменного тока 220 В.

• Электроника с дисплеем. Встроенный дисплей терминала показывает текущий вес. Крупные светодиодные индикаторы позволяют легко считывать показания с большого расстояния. Электроника обрабатывает сигнал тензодатчика, фильтрует помехи, стабилизирует показания и сохраняет результаты измерений.

Принцип работы крановых весов

1. Груз крепят к крюку весов стропами или цепями. Кран поднимает его на 10–20 см над поверхностью, чтобы вся нагрузка передалась на тензодатчик.

2. При подъеме упругий элемент тензодатчика растягивается на доли миллиметра. Фольговые резистивные решетки — тензорезисторы, наклеенные на упругий элемент, — деформируются вместе с ним. Их электрическое сопротивление изменяется пропорционально нагрузке.

3. Тензорезисторы соединены в мостовую схему Уитстона. При изменении сопротивления мост выходит из равновесия, на выходе появляется напряжение. Чем тяжелее груз, тем выше напряжение.

4. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует сигнал в цифровое значение массы. Процессор вычисляет результат с учетом калибровочных коэффициентов, температурной коррекции и массы тары.

5. Масса груза выводится на дисплей весов крупными цифрами. Одновременно данные передаются на пульт дистанционного управления, если он есть. Весь процесс занимает 1–3 секунды.

Системы управления крановыми весами

Кабельное управление

Весы подключаются кабелем к весовому терминалу или компьютеру. Данные передаются по проводу в режиме реального времени. Используется редко, потому что кабель ограничивает подвижность крана и может оборваться при резком движении. Применяют на стационарных постах, где кран движется по одной траектории.

Инфракрасный пульт

Входит в комплект большинства электронных крановых весов. Передает команды по инфракрасному каналу в пределах прямой видимости. Дальность действия — 10-30 метров.

Пульт позволяет включать и выключать весы для крана, обнулять показания, выполнять тарирование. На самом пульте дисплея нет – результат виден только на весах.

Радиоканальный пульт дистанционного управления

Приобретается отдельно, обеспечивает полное управление подвесными крановыми весами из любой точки цеха. Дальность действия 100–200 метров, радиосигнал проходит сквозь стены.

Пульт оснащен собственным дисплеем, который показывает результат взвешивания, заряд батареи, температуру, время. Оператор видит все данные, не приближаясь к весам. Это критично в горячих цехах или на открытых площадках, где весы висят на высоте 15-20 метров.

Радиопульт позволяет сохранять результаты в памяти, суммировать массу нескольких грузов, передавать данные на компьютер через USB.

Весы на кран упрощают учет грузов, ускоряют погрузочно-разгрузочные работы и повышают безопасность — оператор сразу видит, не перегружен ли кран. Правильно подобранные весы работают годами без сбоев, окупая вложения за счет экономии времени и точного контроля массы.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличаются механические и электронные крановые весы?

Механические крановые весы работают на пружинном динамометрическом элементе, показания считывают со шкалы, погрешность — 1-2%. Электронные крановые весы используют тензодатчики, погрешность не превышает 0,1% (класс точности III по ГОСТ OIML R 76-1-2011), результат выводится на цифровой дисплей, данные передаются в учетные системы предприятия.

Какой запас прочности нужен при выборе весов?

Минимальный запас — 20% от максимальной массы груза. Для контейнеров по 5 тонн выбирайте весы следующего типоразмера — как правило, 10 тонн. Запас компенсирует динамические нагрузки при подъеме и предотвращает перегруз, который приводит к повреждению тензодатчика.

Как долго работает батарея крановых весов?

Стандартный аккумулятор обеспечивает до 50-60 часов непрерывной работы. Это 2-3 недели при использовании по 8 часов в день. Заряжать нужно раз в две недели.

Можно ли использовать крановые весы на морозе?

Да, если модель рассчитана на низкие температуры. Стандартный диапазон: –10... +40 °C. Для работы на улице зимой выбирайте модели с расширенным диапазоном –30... +50 °C.