專利名稱：起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及特種設(shè)備安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離的在線檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離是衡量起重機(jī)械安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，長期以來，對(duì)該指標(biāo)的檢測(cè)都是在對(duì)起重機(jī)作定期性能檢測(cè)時(shí)進(jìn)行，由于檢測(cè)周期間隔時(shí)間較長，其間因制動(dòng)性能的劣化導(dǎo)致下滑量的超標(biāo)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)，嚴(yán)重威脅起重機(jī)械的安全運(yùn)行。目前對(duì)起重機(jī)下降制動(dòng)距離的檢測(cè)主要包括目測(cè)和專用儀器法，專利申請(qǐng)?zhí)?00710173656. 3,200720077662. 4提供了一種起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離檢測(cè)裝置和方法，這些檢測(cè)手段和方法僅適用于起重機(jī)生產(chǎn)廠出廠產(chǎn)品的制動(dòng)性能檢測(cè)，或者是在用起重機(jī)的年度檢驗(yàn)時(shí)對(duì)制動(dòng)下滑量進(jìn)行檢測(cè)的場(chǎng)合，均無法做到對(duì)該指標(biāo)的長期連續(xù)監(jiān)測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于位移量測(cè)量和起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，為評(píng)估起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)性能提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)性能劣化自動(dòng)預(yù)報(bào)。本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)采用旋轉(zhuǎn)增量編碼器或絕對(duì)值編碼器直接測(cè)量起升機(jī)構(gòu)位移量，為了保證測(cè)量精度，一般采用以下方式安裝編碼器。I)配用拉線裝置的編碼器，編碼器固定在小車上，在吊具上安裝耳環(huán)用于連接鋼絲拉線，直接測(cè)量吊具的位移量。2)編碼器直接安裝在卷筒軸端，通過測(cè)量卷筒的旋轉(zhuǎn)弧度換算吊具的直線位移量。起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，包括起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分和測(cè)量記錄部分，起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分包括編碼器、制動(dòng)器失電檢測(cè)單元、起升方向檢測(cè)單元；測(cè)量記錄部分包括控制器、信號(hào)接口單元、顯示和操作單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；測(cè)量記錄部分包括編碼器信號(hào)輸入通道、開關(guān)量輸入通道和模擬量輸入通道，分別接入編碼器信號(hào)、起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向信號(hào)、制動(dòng)器動(dòng)作狀態(tài)信號(hào)；起升方向檢測(cè)單元的起升方向信號(hào)通過信號(hào)接口單元與控制器連接；信號(hào)接口單元以串行或并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞脚c控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。上述測(cè)量記錄部分具有數(shù)據(jù)顯示和記錄功能，能顯示和保存制動(dòng)距離的測(cè)量結(jié)果，保存的數(shù)據(jù)可用于制動(dòng)性能變化趨勢(shì)分析，幫助用戶早期發(fā)現(xiàn)制動(dòng)設(shè)備故障隱患。制動(dòng)器動(dòng)作狀態(tài)信號(hào)通過制動(dòng)器失電檢測(cè)單元檢測(cè)，為了保證測(cè)量精度，該檢測(cè)單元必須具有即時(shí)響應(yīng)特性，不能有延遲或滯后。采用增量編碼器時(shí)，通過采集下降制動(dòng)過程累計(jì)脈沖數(shù)計(jì)算制動(dòng)距離，制動(dòng)距離計(jì)算方法如下:S=Ps*C(I)Ps:制動(dòng)過程累計(jì)脈沖數(shù)C:結(jié)構(gòu)系數(shù)，當(dāng)采用配用拉線裝置的編碼器安裝方式時(shí)，與拉線裝置鼓輪直徑和編碼器分辨率相關(guān)；當(dāng)編碼器安裝在卷筒軸端時(shí)，與編碼器分辨率、卷筒直徑、鋼絲繩直徑、繩槽深度、滑輪組倍率相關(guān)。采用絕對(duì)值編碼器時(shí)，通過采集編碼器在下降制動(dòng)過程開始和結(jié)束時(shí)的位置值計(jì)算制動(dòng)距離，制動(dòng)距離計(jì)算方法如下:S= I P1-P2 I *C(2)Pl:制動(dòng)過程開始時(shí)編碼器的位置值P2:制動(dòng)過程結(jié)束時(shí)編碼器的位置值C:結(jié)構(gòu)系數(shù)，當(dāng)采用配用拉線裝置的編碼器安裝方式時(shí)，與拉線裝置鼓輪直徑和編碼器分辨率相關(guān)；當(dāng)編碼器安裝在卷筒軸端時(shí)，與編碼器分辨率、卷筒直徑、鋼絲繩直徑、繩槽深度、滑輪組倍率相關(guān)。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定，確定下滑超標(biāo)判斷基準(zhǔn)值，獲取制動(dòng)距離S后，可對(duì)起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)性能進(jìn)行判斷。《GB6067.1-2010起重機(jī)械安全規(guī)程第I部分:總則》4.2.6.3規(guī)定:對(duì)于釣鉤起重機(jī)，起吊物下降制動(dòng)的制動(dòng)距離是控制器在下降速度最低檔穩(wěn)定運(yùn)行，拉回零位后，從制動(dòng)器斷電至物品停止時(shí)的下滑距離，起吊物下降制動(dòng)的制動(dòng)距離不應(yīng)大于I min內(nèi)穩(wěn)定起升距離的1/65,據(jù)此
設(shè):最低檔穩(wěn)定起升運(yùn)行Imin的距離為Sn則:下滑超標(biāo)判斷基準(zhǔn)值為Sn/65?？紤]到載荷與下降制動(dòng)距離的相關(guān)性，載荷為L時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)距離按下式計(jì)算:Sa=So+ (Sn/65-So) L/Ln(3)其中So:空載制動(dòng)距離，在空載狀態(tài)下實(shí)測(cè)獲取Ln:額定載荷定義標(biāo)稱制動(dòng)距離比:Rs=S/Sa(4)Rs的意義在于:Rs反映了起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)性能，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，Rs總是小于I。據(jù)此可以判斷起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)性能，當(dāng)Rs接近于I時(shí)，發(fā)制動(dòng)性能劣化預(yù)警信號(hào)；當(dāng)Rs >1時(shí)，發(fā)制動(dòng)性能劣化報(bào)警信號(hào)。按時(shí)間順序?qū)s通過二維坐標(biāo)系表示，獲得制動(dòng)性能曲線:Rs _t，該曲線反映了制動(dòng)性能的變化趨勢(shì)。本實(shí)用新型的有益效果:1、本實(shí)用新型是一種在線檢測(cè)裝置，測(cè)量、記錄和分析均在起重機(jī)日常運(yùn)行過程中進(jìn)行；2、測(cè)量記錄部分實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄每次制動(dòng)距離測(cè)算結(jié)果，當(dāng)制動(dòng)距離接近或超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示制動(dòng)性能劣化；3、通過制動(dòng)性能曲線觀察制動(dòng)性能變化趨勢(shì)，有助于早期發(fā)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，避免因制動(dòng)性能劣化引發(fā)的事故。本實(shí)用新型對(duì)制動(dòng)距離的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和制動(dòng)性能變化趨勢(shì)的在線分析可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)制動(dòng)下滑超標(biāo)，做到早期預(yù)報(bào)，有效保障起重機(jī)械運(yùn)行安全。
圖1是采用增量編碼器的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。圖2是采用絕對(duì)值編碼器的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。圖3是采用增量編碼器結(jié)構(gòu)的一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示圖。圖4是采用絕對(duì)值編碼器結(jié)構(gòu)的一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示圖。圖5是制動(dòng)性能曲線示意圖。圖6是反映制動(dòng)性能改進(jìn)前后狀況的制動(dòng)性能曲線圖。圖中1.起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分；2.測(cè)量記錄部分；3.增量編碼器；4.制動(dòng)器失電檢測(cè)單元；5.起升方向檢測(cè)單元；6.方向脈沖檢出單元；7、8.具有計(jì)數(shù)始能控制端的正反向計(jì)數(shù)單元；9.信號(hào)接口單元；10.控制器；11.顯示和操作單元；12.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；13.絕對(duì)值編碼器；14.編碼器接口單元。
具體實(shí)施方式
實(shí)施方案一采用增量編碼器3檢測(cè)位移量，增量編碼器3安裝在卷筒軸端。圖1是采用增量編碼器3的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖，包括起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分I和測(cè)量記錄部分2。起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分I包括增量編碼器3、制動(dòng)器失電檢測(cè)單元4和起升方向檢測(cè)單元5。測(cè)量記錄部分2包括控制器10、方向脈沖檢出單元6、具有計(jì)數(shù)始能控制端的正反向計(jì)數(shù)單元7、8、信號(hào)接口單元9、顯示和操作單元11和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元12。增量編碼器3正交方波脈沖A、B接入方向脈沖檢出單元6 ;制動(dòng)器失電檢測(cè)單元4提供計(jì)數(shù)使能/禁止信號(hào)，接入正反向計(jì)數(shù)單元7、8 ;起升方向檢測(cè)單元5的起升方向信號(hào)通過信號(hào)接口單元9與控制器10連接?？刂破?0是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；信號(hào)接口單元9以串行或并行數(shù)據(jù)傳輸方式與控制器10進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元11有足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量用于連續(xù)記錄和長期保存制動(dòng)距離測(cè)量數(shù)據(jù)。顯示和操作單元12用于裝置的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，測(cè)量數(shù)據(jù)顯示等人機(jī)交互操作。檢測(cè)方法如下定義正向/反向脈沖分別為下降/上升計(jì)數(shù)脈沖。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到起升機(jī)構(gòu)處于下降運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)制動(dòng)距離檢測(cè)程序，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)制動(dòng)器失電狀態(tài)信號(hào)，此時(shí)下降計(jì)數(shù)器7和上升計(jì)數(shù)器8初始值分別為Nal和Nbl ；當(dāng)制動(dòng)器處于得電打開狀態(tài)時(shí)，制動(dòng)器失電檢測(cè)單元4輸出計(jì)數(shù)禁止信號(hào)，兩個(gè)計(jì)數(shù)通道均被禁止計(jì)數(shù)操作，計(jì)數(shù)器初始值保持為Nal和Nbl。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)下降過程結(jié)束時(shí)，下降制動(dòng)過程啟動(dòng)，制動(dòng)器失電，測(cè)量和記錄裝置檢測(cè)到制動(dòng)器處于失電制動(dòng)狀態(tài)，兩個(gè)計(jì)數(shù)通道均被允許計(jì)數(shù)操作，對(duì)下降和上升方向脈沖計(jì)數(shù)，制動(dòng)過程完成后，下降和上升計(jì)數(shù)器當(dāng)前值分別為Na2和Nb2，下降制動(dòng)位移量對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)[0053]Ps= (Na2-Nal) - (Nb2_Nbl)(5)采用上述計(jì)數(shù)和計(jì)算方法，可消除單一方向計(jì)數(shù)因制動(dòng)過程可能產(chǎn)生的卷筒來回?cái)[動(dòng)所引起的測(cè)量誤差。制動(dòng)距離(制動(dòng)下滑量):S=Ps*C其中
權(quán)利要求1.起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，包括起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分(I)和測(cè)量記錄部分(2)，其特征是起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分(I)包括編碼器、制動(dòng)器失電檢測(cè)單元(4)、起升方向檢測(cè)單元(5);測(cè)量記錄部分(2)包括控制器(10)、信號(hào)接口單元(9)、顯示和操作單元(11)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(12);測(cè)量記錄部分(2)包括編碼器信號(hào)輸入通道、開關(guān)量輸入通道和模擬量輸入通道，分別接入編碼器信號(hào)、起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行方向信號(hào)、制動(dòng)器動(dòng)作狀態(tài)信號(hào)；起升方向檢測(cè)單元(5)的起升方向信號(hào)通過信號(hào)接口單元(9)與控制器(10)連接；信號(hào)接口單元(9)以串行或并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞脚c控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，其特征是編碼器安裝在起重機(jī)的卷筒 軸端，或者編碼器配用拉線裝置，編碼器固定在小車上，在吊具上安裝耳環(huán)用于連接鋼絲拉線。
3.如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，其特征是編碼器是增量編碼器(3)，增量編碼器(3)正交方波脈沖接入方向脈沖檢出單元(6)、方向脈沖檢出單元(6)接入正反向計(jì)數(shù)單元(7、8)與控制器(10)連接；制動(dòng)器失電檢測(cè)單元(4)接入正反向計(jì)數(shù)單元(7、8)與控制器(10)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離在線檢測(cè)裝置，其特征是編碼器是絕對(duì)值編碼器(13)，絕對(duì)值編碼器(13)接入絕對(duì)值編碼器接口單元(14)與控制器(10)連接，制動(dòng)器失電檢測(cè)單元(4)接入信號(hào)接口單元(9)與控制器(10)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)距離的在線檢測(cè)裝置。在線檢測(cè)裝置包括起重機(jī)運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分1和測(cè)量記錄部分2，運(yùn)行工況信號(hào)檢測(cè)部分1包括編碼器、制動(dòng)器失電檢測(cè)單元4、起升方向檢測(cè)單元5；測(cè)量記錄部分2包括控制器10、信號(hào)接口單元9、顯示和操作單元11和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元12；編碼器是增量編碼器3，或絕對(duì)值編碼器13。測(cè)量記錄部分2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)起升機(jī)構(gòu)下降制動(dòng)過程，獲得下降制動(dòng)距離數(shù)據(jù)，計(jì)算下降制動(dòng)距離。測(cè)量記錄部分2實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄每次制動(dòng)距離測(cè)算結(jié)果，當(dāng)制動(dòng)距離接近或超過規(guī)定值時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示制動(dòng)性能劣化，通過制動(dòng)性能曲線觀察制動(dòng)性能變化趨勢(shì)，有助于早期發(fā)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，避免因制動(dòng)性能劣化引發(fā)的事故，做到早期預(yù)報(bào)，有效保障起重機(jī)械運(yùn)行安全。
文檔編號(hào)B66D1/54GK202912580SQ20122058920
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者佘宏彥, 喻青, 王維佳, 魏煒, 周良庸, 肖綠江 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司