Для предприятий, занимающихся монтажными работами, эксплуатацией или обслуживанием вышек различного назначения, мостов, оборудования или конструкций с использованием тросов, тяг, растяжек, подвешенных кабелей, токоведущих проводов и т. д. актуальна задача по контролю их степени натяжения. От ее решения напрямую зависит безаварийность и безопасность эксплуатации данного объекта. Данная задача присутствует в отраслях телекоммуникаций, энергетики, добычи полезных ископаемых, конструкциях капитального строительства, в системах управления различных машин и механизмов и т. д. Для решения данного типа задач применяют различные приборы контроля натяжения (измерители натяжения) без разрыва силовой схемы.
Устанавливать измерительные и контролирующие приборы на каждую точку контроля в большинстве случаев не целесообразно по ряду причин:
- необходимость закупки большого количества оборудования по контролю степени натяжения;
- необходимость обслуживания большого количества данного оборудования на протяжении периода его эксплуатации;
- необходимость принятия охранных мер на удаленных объектах для обеспечения сохранности данного оборудования.
Оптимальным решением данной задачи может быть применение переносных быстросъемных приборов контроля натяжения.
Для полевых и уличных условий эксплуатации наибольшее распространение получили переносные приборы косвенного измерения усилия, так называемые, накладные динамометры. Принцип их действия основан на создании «силового треугольника» — небольшом изгибе измеряемого гибкого тела (троса) и последующем измерении статической силы сопротивления изгибу (рис. 1). Сила сопротивления изгибу зависит от параметров «силового треугольника» и в идеальном случае прямо пропорциональна силе продольного натяжения троса.
Основным элементом конструкции работающего по этому принципу устройства обычно служит металлическая балка или каркас с установленными на него прижимными опорами, реализованными разными конструктивными решениями, но выполняющими одну роль – создание «силового треугольника». По упругой деформации балки или каркаса путем механического или тензометрического измерения усилия и судят о степени натяжения измеряемого троса.
Однако необходимо отметить, что во время работы элементы конструкции накладного динамометра подвержены упругой деформации, величина которой зависит от степени натяжения контролируемого троса, что приводит к искажению геометрии «силового треугольника» и следовательно вносит погрешность. На практике же она зависит еще и от конкретных особенностей элементов конструкции конкретного прибора (так называемый технологический разброс), что делает переходную зависимость распределения сил в «силовом треугольнике» не только нелинейной, но и персональной для каждого прибора.
В отличие от приборов с механическим измерением усилия, накладные динамометры с измерением тензометрическим датчиком и последующей программной обработкой сигнала позволяют компенсировать данные переходные зависимости у каждого прибора персонально, что дает им существенные преимущества в технических характеристиках. Кроме того, применение современной электроники дает возможность реализации множества дополнительных функций, делающих работу с прибором более удобной.
Таким образом, для решения задачи контроля степени натяжения тросов, тяг, растяжек, подвешенных кабелей, токоведущих проводов и т. д. в полевых и уличных условиях в настоящее время наиболее привлекательным является использование ограниченного парка современных электронных приборов типа «накладной динамометр».
Другие статьи по теме: