用于識別起重設(shè)備中使用的纖維繩索的報廢狀態(tài)的設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是PCT進入中國申請201280006222. 3,名稱為"用于識別起重設(shè)備中使用 的纖維繩索的報廢狀態(tài)的設(shè)備"的專利申請的分案申請，該中國申請對應(yīng)的PCT國際申請具 有的申請日為2012年1月24日。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明總體涉及使用高強度纖維繩索來代替鋼繩索的諸如起重機的起重設(shè)備。在 此方面，本發(fā)明特別地涉及用于識別在這種起重設(shè)備中使用的高強度纖維繩索的報廢狀態(tài) 的設(shè)備，其包括用于檢測至少一個繩索參數(shù)的檢測裝置，還包括用于評估繩索參數(shù)并依據(jù) 繩索參數(shù)評估提供報廢信號的評估裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 近來，已試驗起重機使用由諸如芳酰胺纖維（HMPA)、芳酰胺/碳纖維混合物、高模 量聚乙烯纖維（HMPE)或聚對亞苯基苯并雙噁唑纖維（PBO)的合成纖維制成的高強度纖維 繩索來代替使用多年的已受考驗的鋼繩索。這種高強度纖維繩索的優(yōu)點在于它們的輕質(zhì)。 這種高強度纖維繩索在相同繩索直徑和相同或較高的拉伸強度的情況下比相應(yīng)的鋼繩索 輕很多。特別對于具有相對大的繩索長度的高起重機，實現(xiàn)了較大的重量節(jié)省，該重量節(jié)省 會計入起重機的靜重載荷并在起重機的其它方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計不改變的情況下導(dǎo)致相對高 的有效載荷。
[0004] 但是，這種高強度纖維繩索的不利特性在于它們在沒有實質(zhì)的、較長的初始跡象 的情況下的斷裂行為或失效。而在鋼繩索中磨損是明顯可見的并在較長時間段提前提供失 效信號，例如通過容易注意到的單條鋼線的斷裂以及相應(yīng)的張開，高強度纖維繩索幾乎不 會示出肉眼可容易覺察的并且在實際失效之前在較長時間段內(nèi)明顯地示出其自身的任何 過度磨損的跡象。在此方面，需要智能監(jiān)測測量以便及時地識別高強度纖維繩索的報廢狀 ??τ O
[0005] 從DE 199 56 265 Β4已知一種設(shè)備，用于監(jiān)測起重機上的起重絞盤的運轉(zhuǎn)，其監(jiān) 測起重索的繩索力和繩索絞盤上的起重索的杠桿臂并由此確定作用在繩索絞盤上的載荷， 其存儲在載荷譜計數(shù)器中。此載荷譜計數(shù)器集成在起重絞盤中，以可回收地保留繩索絞盤 的關(guān)于繩索絞盤的移除和重新安裝的歷史。從EP 0 749 934 Α2進一步已知一種載荷譜計 數(shù)器，其確定發(fā)生的載荷改變、確定每次載荷改變時作用在起重絞盤上的繩索力、由此計算 載荷譜并在考慮所謂的維勒（Wdhler)曲線情況下計算并顯示繩索絞盤的剩余使用壽命。
[0006] 但是，起重絞盤的這種監(jiān)測測量不能真正可靠地給出高強度纖維繩索的剩余使用 壽命或報廢狀態(tài)，其原因在于高強度纖維繩索會承受各種應(yīng)變和損傷，其影響磨損并獨立 于絞盤應(yīng)變，舉例來說，例如在滑輪組處的偏斜和彎曲應(yīng)變、在繩索上的外部吹動和沖擊、 接觸繩索的部件的表面污染等。另一方面，由于高強度纖維繩索的使用壽命和磨損可能依 賴于使用條件和對高強度纖維繩索的外部影響而劇烈波動，因此用于高強度纖維繩索的固 定使用壽命標準在實踐中與實際使用壽命的有效利用和所要求的安全性考慮是相矛盾的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，本發(fā)明的根本目的是提供一種改進的用于確定高強度纖維繩索的報廢狀 態(tài)的設(shè)備，其避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點并進一步以有利的方式改良了現(xiàn)有技術(shù)。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng) 實現(xiàn)報廢狀態(tài)的可靠的、精確的確定，其在未使安全性面臨危險的情況下有效利用纖維繩 索的剩余使用壽命，并為此目的使用在建筑機械的苛刻使用條件下也能可靠地操作的簡單 檢測裝置來管控。
[0008] 這一目的通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來實現(xiàn)。本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的有利方面，因此建議在報廢狀態(tài)的確定過程中不依靠單一標準，而 避免了很難地檢測到的預(yù)先跡象的問題，其中對纖維繩索的不同的有關(guān)參數(shù)監(jiān)測改變并根 據(jù)單個參數(shù)的較大改變或多個參數(shù)的多個較小改變來確定報廢狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備的 用于識別報廢狀態(tài)的檢測裝置包括多個不同的檢測機構(gòu)，用于多個不同的繩索參數(shù)的磁、 機械、光學(xué)和/或電子檢測，其可以由評估裝置獨立地和/或彼此相互結(jié)合地進行評估，用 于識別報廢狀態(tài)。用于確定報廢狀態(tài)的不同繩索參數(shù)，諸如所述的橫向抗壓剛度和橫截面 改變，或可替換地或另外地，繩索伸長和繩索磁特性或其它機械、光學(xué)和/或電子繩索參數(shù) 的使用基于依賴于應(yīng)變和對纖維繩索的影響的考慮，顯示繩索磨損或提供報廢狀態(tài)信號在 不同的情況下可能為不同的參數(shù)，或者報廢狀態(tài)也可能不是由僅僅單一參數(shù)的實際較大改 變來顯示，而是由多個參數(shù)的較小改變來顯示。
[0010] 在本發(fā)明的進一步改良中，所述的評估裝置構(gòu)造為當(dāng)檢測到的繩索參數(shù)中的至少 一個或它的改變超過相關(guān)的極限值/降到相關(guān)的極限值以下時輸出報廢信號，并且還當(dāng)從 所有檢測到的繩索參數(shù)或檢測到的繩索參數(shù)的子組得到的間接繩索參數(shù)或它的改變超過 相關(guān)的極限值/降到相關(guān)的極限值以下時輸出報廢信號。
[0011] 在本發(fā)明的進一步改良中，所述的評估裝置構(gòu)造為不僅對多個繩索參數(shù)本身檢測 和檢查各自的改變或與極限值進行對比，而且還考量多個繩索參數(shù)之間的相依性。例如，當(dāng) 不同的繩索參數(shù)已經(jīng)出現(xiàn)預(yù)定改變時，對于繩索參數(shù)的允許的改變和/或允許的極限值可 能變換或改變。由此，尤其是可以檢測更復(fù)雜的疲勞或損壞現(xiàn)象，并識別報廢狀態(tài)。如果例 如假定橫向抗壓剛度上的增加會伴隨繩索直徑的減小，那么在評估裝置檢測到增加的橫向 抗壓剛度時，用于繩索直徑的極限值可降低和/或允許的繩索直徑的期望范圍可降低。如 果測量裝置然后確定繩索直徑降到降低的繩索直徑極限值以下和/或落到降低的期望范 圍以外，可以輸出報廢信號。以類似的方式，可替換地或附加地，評估裝置可以考量變化最 大的繩索參數(shù)之間的相依性，例如繩索剛度和繩索伸長之間的前述相依性，以便在較高的 彎曲剛度時，預(yù)期到增加的繩索長度并將相應(yīng)的極限值考慮在內(nèi)。
[0012] 在此方面，在本發(fā)明的進一步改良中，可以使用不同的繩索直徑。根據(jù)本發(fā)明的進 一步的方面，建議監(jiān)測橫向抗壓剛度或繩索橫截面的改變，并用它作為用于報廢狀態(tài)的指 示器。特別地，用于檢測繩索改變的檢測裝置可以具有橫向抗壓剛度確定機構(gòu)和/或橫截 面確定機構(gòu)，用于確定橫向抗壓剛度或繩索橫截面，其中評估裝置監(jiān)測橫向抗壓剛度或確 定的繩索橫截面的改變并且在必要時提供報廢信號。
[0013] 在高強度纖維繩索的長期試驗中可以看到，隨著應(yīng)變和彎曲周期次數(shù)增加，橫向 抗壓剛度以特有的方式改變，特別示出為增加。因此，改變的橫向抗壓剛度的程度還可以以 有利的方式用于決定報廢時間。在此方面，橫向抗壓剛度上的增加可能伴隨繩索直徑的減 少?？梢越o予繩索較高的彎曲剛度，和/或可以發(fā)生永久的、可測量的繩索伸長。特別地， 可以測量橫向抗壓剛度的改變與繩索直徑的改變的相依性，其中特別是可以依賴于繩索直 徑尺寸的減小來測量橫向抗壓剛度的增加?？商鎿Q地或附加地，可以確定繩索剛度的改變 相對于繩索長度改變的相依性，其中特別是可以確定依賴于繩索長度增加的繩索剛度的增 加。在此方面，報廢信號的輸出一般依賴于監(jiān)測到的橫向抗壓剛度或繩索橫截面獲得。但 是，報廢狀態(tài)的較精確的確定有利地通過考量不同的繩索參數(shù)獲得。
[0014] 在此方面，繩索的橫向抗壓剛度一般可以以各種方式來確定。在本發(fā)明的有利的 進一步改良中，從卷筒直徑、繩索直徑、繩索規(guī)格和張力計算的數(shù)據(jù)可以用作用于測量的基 礎(chǔ)，或測量過程可以依賴于指定的從卷筒直徑、繩索直徑、繩索規(guī)格和張力計算的數(shù)據(jù)而控 制，并且可以設(shè)定相應(yīng)的測量參數(shù)。特別地，當(dāng)以預(yù)定的拉伸載荷作用在繩索上時，可以獲 得橫向抗壓剛度，其中預(yù)定的拉伸載荷有利地可以在以下范圍內(nèi)進行選擇，即起重設(shè)備根 據(jù)它預(yù)計用途進行操作的過程中實際產(chǎn)生的拉伸載荷。通過確定在繩索的拉伸載荷下的橫 向抗壓剛度，可更好地確定繩索的損壞或疲勞現(xiàn)象。
[0015] 在本發(fā)明的進一步改良中，各自的預(yù)定橫向力