寿命预警方法、寿命预警系统及强夯的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种强夯机的寿命预警方法，包括：检测第i次冲击对臂架的单次损伤评价参数值；将单次损伤评价参数值和当前总损伤评价参数值相加；将相加后获得的值作为新的当前总损伤评价参数值；将新的当前总损伤评价参数值与预先设定的损伤评价参数值阈值进行比较，当新的所述当前总损伤评价参数值的值大于或者等于损伤评价参数值阈值时报警。还公开了一种寿命预警系统和强夯机。本发明对臂架的损伤评价参数值进行检测和评价，在当前总损伤评价参数值大于或等于损伤评价参数值阈值时进行报警。这样能够根据臂架的实际工作情况来对臂架的寿命进行监控和预警，避免臂架在工作过程中出现断裂等现象而导致事故的发生，提高了强夯机的安全性。
【专利说明】寿命预警方法、寿命预警系统及强夯机
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于强夯机的寿命预警方法、寿命预警系统以及包括该寿命预警系统的强夯机。
【背景技术】
[0002]强夯机是一种用起重设备反复将夯锤起吊到一定高度后，利用自动脱钩释放载荷或带锤自由下落，以给地基以强大的冲击能量的夯击，提高地基强度的工程机械设备。
[0003]对于强夯机来说，突然卸载对于强夯机是正常且频繁的工况。因此，强夯机的臂架经常受到突然卸载这一宽频激励的作用而处于振动状态。
[0004]目前国内强夯施工设备大多以中小吨位安装用履带起重机为基础进行改装。提升夯锤时，起重机桁架臂的钢丝绳在夯锤重力与提升加速度的作用下，产生较大的拉力，钢丝绳被拉长，起重机桁架臂自身也在夯锤作用下发生一定变形，储存了一定能量。当夯锤提升到额定高度后，自动脱钩器控制夯锤脱钩，起重机一瞬间卸去载荷，起重机臂架由于其自身及钢丝绳的弹性储能作用，发生剧烈振动并释放能量，导致起重机臂架和相关机件受到冲击，轻则使起重机有关机件提前损坏，重则造成臂架向后倾翻，甚至发生臂架提前断裂的情况。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种寿命预警系统，该寿命预警系统能够对臂架的寿命进行预估并在臂架的损伤量达到一定程度时报警。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种强夯机的寿命预警方法，其中:该寿命预警方法包括:
[0007]检测第i次冲击对所述强夯机的臂架的单次损伤评价参数值；
[0008]将该单次损伤评价参数值和当前总损伤评价参数值相加，当i=l时，该当前总损伤评价参数值为零；
[0009]将该相加后获得的值作为新的当前总损伤评价参数值；
[0010]将新的所述当前总损伤评价参数值与预先设定的损伤评价参数值阈值进行比较，当新的所述当前总损伤评价参数值大于或者等于所述损伤评价参数值阈值时报警，
[0011]其中，i为大于等于O的正整数。
[0012]优选地，所述寿命预警方法还包括:采用损伤率作为损伤评价参数值，其中
[0013]在所述强夯机的额定工作范围内将所述强夯机的工况划分为η个工况等级，并获得第j个工况等级下臂架的额定应力循环次数％；
[0014]检测所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级h ；
[0015]检测所述第i次冲击时所述臂架产生的q个振动信号各自的振动频率fk和该频率下臂架的振动时间tk ；
[0016]计算所述q个振动信号的振动次数与工况等级h下的额定应力循环次数Nh的比值并相加，即为所述第i次冲击对所述臂架的单次损伤率
【权利要求】
1.一种强夯机的寿命预警方法，其特征在于:该寿命预警方法包括: 检测第i次冲击对所述强夯机的臂架的单次损伤评价参数值； 将该单次损伤评价参数值和当前总损伤评价参数值相加，当i=l时，该当前总损伤评价参数值为零； 将该相加后获得的值作为新的当前总损伤评价参数值； 将新的所述当前总损伤评价参数值与预先设定的损伤评价参数值阈值进行比较，当新的所述当前总损伤评价参数值大于或者等于所述损伤评价参数值阈值时报警， 其中，i为大于等于O的整数。
2.根据权利要求1所述的寿命预警方法，其特征在于，所述寿命预警方法还包括:采用损伤率作为所述损伤评价参数值，其中 在所述强夯机的额定工作范围内将所述强夯机的工况划分为η个工况等级，并获得第j个工况等级下臂架的额定应力循环次数Nj ； 检测所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级h ； 检测所述第i次冲击时所述臂架产生的q个振动信号各自的振动频率fk和该频率下臂架的振动时间tk ； 计算所述q个振动信号的振动次数与工况等级h下的额定应力循环次数Nh的比值并相加，即为所述第i次冲击对所述臂架的单次损伤率
3.根据权利要求2所述的寿命预警方法，其特征在于，获得第j个工况等级下臂架的额定应力循环次数Nj的方法包括在第j个工况等级下进行臂架的应力循环试验，将臂架发生或即将发生断裂时的应力循环次数记录为额定应力循环次数N」。
4.根据权利要求2所述的寿命预警方法，其特征在于，检测所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级h包括以下步骤: 检测所述强夯机的夯锤的重量m、提升高度h、提升加速度a ； 计算实际冲击能量E=mXhX (a+g)； 将所述实际冲击能量E与η个工况等级分别对应的标准冲击能量范围相比较来确定所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级。
5.根据权利要求2所述的寿命预警方法，其特征在于，检测所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级h包括以下步骤: 检测所述强夯机的臂架的应力的大小； 将所述应力的大小与η个工况等级分别对应的臂架的应力范围相比较来确定所述强夯机的工况等级。
6.一种强夯机的寿命预警系统，该寿命预警系统包括检测器、处理器和控制器，其特征在于， 所述检测器用于检测第i次冲击对所述强夯机的臂架的单次损伤评价参数值，并将所述单次损伤评价参数值传送到所述处理器； 所述处理器用于储存损伤评价参数值阈值和当前总损伤评价参数值，当i=l时，该当前总损伤评价参数值为零，将接收到的所述单次损伤评价参数值与所述当前总损伤评价参数值相加的值作为新的所述当前总损伤评价参数值，并将计算得到的新的所述当前总损伤评价参数值与该损伤评价参数值阈值进行比较，当新的所述当前总损伤评价参数值大于或者等于所述损伤评价参数值阈值时产生报警信号，并将该报警信号传送到输出器； 所述输出器用于输出所述报警信号； 其中，i为大于等于O的正整数。
7.根据权利要求6所述的寿命预警系统，其特征在于，所述损伤参数值为损伤率， 所述检测器用于检测所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级h，以及所述第i次冲击在所述强夯机的臂架产生的q个振动信号的各自的振动频率fk和该频率下臂架的振动时间tk，并将该工况等级h、该q个振动信号的各自的振动频率fk和振动时间tk传送到处理器； 所述处理器用于储存损伤率阈值，所述强夯机在额定工作范围内划分的η个工况等级和第j个工况等级下的额定应力循环次数％，以及当前总损伤率P，当i=l时，P=0，根据所述第i冲击的工况等级h下的额定应力循环次数Nh，计算第i次冲击产生的所述臂架的单次损伤率为
8.根据权利要求7所述的寿命预警系统，其特征在于， 所述检测器还用于检测所述第i次冲击时所述强夯机的夯锤的重量m、提升高度h、提升加速度a，并将该重量m、提升高度h和提升加速度a传的信号送到所述处理器； 所述处理器还用于储存重力加速度g和η个工况等级分别对应的标准冲击能量范围，并计算实际冲击能量E=mXhX (a+g)，并通过将所述实际冲击能量E与所述标准冲击能量范围相比较来确定所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级。
9.根据权利要求8所述的寿命预警系统，其特征在于， 所述检测器包括重量传感器、高度传感器、加速度传感器中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的寿命预警系统，其特征在于， 所述检测器还用于检测所述第i次冲击时所述强夯机的臂架的应力的大小，并将该应力传送到所述处理器； 所述处理器还用于储存η个工况等级分别对应的臂架的应力范围，通过将所述应力的大小与所述应力范围相比较来确定所述第i次冲击时所述强夯机的工况等级。
11.根据权利要求10所述的寿命预警系统，其特征在于，所述检测器包括应力传感器。
12.—种强夯机,其特征在于,该强夯机包括根据权利要求6-11中任意一项所述的寿命预警系统。
【文档编号】G06F19/00GK103678908SQ201310669340
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】王曦鸣, 曾光, 付玲 申请人:中联重科股份有限公司