HBM製の試験および計測機器を使用した、計測と計量、掘削機の上部構造の重心の決定

セルビアにあるKolubara Metal Vreoci社は、鉱工業の複合企業体であるKolubaraグループの一員として1953年に創立されました。Kolubara Metal社は掘削用機器に特化したエンジニアリング会社で、機器のメンテナンス、修理、鉱業で使用されるその他の工業技術機械などを扱っています。

掘削機組立メンテナンスを容易にするには、掘削機の上部構造を計量するための優れた方法を見つけ出す必要があります。

計量は、掘削機の上部構造の重量および重心の位置を決定する方法として最上の手段でした。この方法は、様々なタイプの掘削機械(バケットホイール型掘削機、散布機、移動式のベルトコンベアなど)に対して実行することが可能で、また他の産業用途における様々な鋼鉄製の構造体にも使用することができます。

Kolubara Metal社では、1988年以来ずっと計量を行ってきました。計測実験施設と研究サービス部門が設立されたのは2002年です。この施設は、SRPS ISO/IEC 17025:2006の基準により2009年に正式認可されました。

工場の建設後、または大規模な改修工事の終了後には、定期的に掘削機の計量を実行する必要があります。計量の結果に基づいて、掘削機の安定性の全体的な評価を行います(セビリアでは過去に数台の掘削機が重心の位置が不明だったためにクラッシュを起こしています)。

計量プロセス

計量には、油圧ジャッキを使用して上部構造全体(長さは最大50 m、高さは40 m、重量は1,500トン)をボールベアリングの車台から持ち上げるという工程が含まれ、さらに個々のジャッキにかかる荷重を判定する必要があるため、かなり複雑な手法だと言えます。

使用される計測方法は、平行して動作する以下の2つの計測システムに基づきます。:

  • 油圧計測:油圧オイルの圧力を計測します。 
  • 電気抵抗の計測:ストレインゲージを使用した力変換器の抵抗値の変化を計測します。

掘削機の力変換器を取り付ける位置はジャッキポイントとして知られており、特注設計となります。掘削機は、通常3個から4個のジャッキポイントを持ちますが、この会社では6個のジャッキポイントを同時に計測することができます。

Locations of jacking point on the bucket wheel excavator

電気抵抗の計測

Jacking points
Schematic showing force transducers and data acquisition system including visualization

この計測方法では、HBM製の C6A 力変換器 に加えて、設定・視覚化・解析用として MGCplus データ収集システム  および catman®  計測ソフトウェアも使用しています。

重量の計測および重心の決定

ジャッキポイントの荷重オンラインで計測され、計測データは数値グラフ形式で表示されます。計量中、様々なポイントで荷重を観察することができます。図は、上部構造がボールベアリング車台(平らな線)から持ち上げられた瞬間を示しています。計測シーケンスの実行中は、上部構造が振動している様子も観察することができます。

重心は、バリグノンの定理を使用して決定します。

Graphical representation of loads at various points and their total sum
Varignon's theorem in graphical form
Assessing measurement results

参考文献および著者

The measurement laboratory and research service has accomplished 120 weighing assignments since 2002

Authors

Branko Nikolić, MSc Mechanical Engineering
Rajko Spasojević, BSc Electrical Engineering

For more information visit:
http://www.kolubarametal.com/

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