一种起重机故障监控方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及起重机安全监控技术领域，尤其涉及一种适用于大型起重机的故障监控方法及装置。
【背景技术】
[0002]大型起重机属于特种设备，主要用于吊运大型或重型物体。基于安全考虑，起重机上一般配置有过载保护、超速保护、溜钩保护、限位保护等装置，其提升机构上还配有工作制动器、应急制动器和安全制动器。但是，由于大型起重机的结构相对复杂，需要兼顾各方各面的安全防护，现有的安全监控及防护方案仍然不够完善。
[0003]例如，起重机可能会出现传动链破损故障，所述传动链破损故障是指(设于起重机的电机和卷筒之间的)电机轴、联轴器、减速机、开式齿轮、卷筒轴等部位出现断裂破碎等故障。此类故障容易引发事故并造成重大损失，但现有技术中并未采取有效的监控方案。
[0004]此外，一般大型起重机的提升机构如图1所示，主要包括电机1、减速箱2、卷筒3以及钩头(图1未示出，卷筒3上绕有缆绳，钩头固定在缆绳上以挂载物体)，电机I的传动经减速箱2减速后带动卷筒3转动，通过卷筒3的转动带动钩头的升降，以吊运物体。在出现故障时，提升机构有可能会出静态反转故障或动态反转故障。其中，静态反转故障是指:在提升机构处于停机状态时，一旦出现制动器抱闸故障或低速轴断轴故障等情况，卷筒3及其缆绳将会出现松动，导致钩头向下产生位移这一现象；如果是在带载情况下出现静态反转故障而又没有及时采取措施，后果将会非常严重。动态反转故障是指:在提升机构处于工作状态时，一旦出现电机故障，力矩不足以克服载荷重量，导致钩头迅速下降；或者由于控制信号、控制电路出现故障，导致起重机实际运行方向同操作方向不一致的现象；这种现象同样容易引发事故，造成重大损失。但是，现有技术对于静态反转故障或动态反转故障同样并未采取有效的监控方案。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于，提出一种可监控传动链破损故障的起重机故障监控方法，以解决现有技术中的安全监控及防护方案不够完善的问题，减少起重机安全事故和损失。
[0006]本发明提出的一种起重机故障监控方法，其包括传动链破损故障监控方法，所述传动链破损故障监控方法包括以下步骤:
[0007]Al、分别采集起重机电机的转速信号和卷筒的转速信号，以确定电机转速和卷筒转速；
[0008]A2、若所述电机转速和卷筒转速均不为零，则计算所述电机转速和卷筒转速的传动比，并与传动比预设值进行比较；
[0009]A3、若所述传动比超出传动比预设值，则确定所述电机与卷筒之间出现传动链破损故障。
[0010]在本发明的进一步优选方案中，步骤Al中具体包括:
[0011]All、通过电机侧脉冲编码器采集电机在单位时间内触发的脉冲数，以确定电机转速；通过卷筒侧脉冲编码器采集卷筒在单位时间内触发的脉冲数，以确定卷筒转速。
[0012]本发明的第二个目的是，进一步提出一种可监控静态反转故障的起重机故障监控方法，以进一步解决现有技术中的安全监控及防护方案不够完善的问题，减少起重机安全事故和损失。
[0013]本发明进一步提出的一种起重机故障监控方法，其还包括静态反转故障监控方法，所述静态反转故障监控方法包括以下步骤:
[0014]B1、确定起重机提升机构处于停机状态；
[0015]B2、采集起重机卷筒的转速信号和反转角度信号，以分别确定卷筒转速和反转角度；
[0016]B3、若所述卷筒转速超过静态转速预设值或反转角度超过静态角度预设值，则确定出现静态反转故障。
[0017]在本发明的进一步优选方案中，所述步骤B2具体包括:
[0018]B21、通过卷筒侧脉冲编码器采集单位时间内所述卷筒触发的脉冲数以及总脉冲数，分别确定卷筒转速和反转角度。
[0019]5、根据权利要求4所述的起重机故障监控方法，其特征在于，所述步骤B2中卷筒侧脉冲编码器在第一预设时间内对所述卷筒在单位时间内触发的脉冲数以及总脉冲数进行持续采集；所述步骤B3具体包括:
[0020]B31、若在所述第一预设时间内，采集到的卷筒在单位时间内触发的脉冲数对应的卷筒转速均超过静态转速预设值，则确定出现静态反转故障；或者，若在所述第一预设时间内，采集到的卷筒触发的总脉冲数对应的反转角度超过静态角度预设值，则确定出现静态反转故障。
[0021]本发明的第三个目的是，进一步提出一种可监控动态反转故障的起重机故障监控方法，以进一步解决现有技术中的安全监控及防护方案不够完善的问题，减少起重机安全事故和损失。
[0022]本发明进一步提出的一种起重机故障监控方法，其还包括动态反转故障监控方法，所述动态反转故障监控方法包括以下步骤:
[0023]Cl、确定起重机提升机构处于运行状态；
[0024]C2、采集起重机卷筒的转向信号，以确定卷筒转向；
[0025]C3、若所述卷筒转向与操作指令方向相反，则采集起重机卷筒的反转角度信号，以确定卷筒的反转角度；
[0026]C4、若反转角度超过动态角度预设值，则确定出现动态反转故障。
[0027]在本发明的进一步优选方案中，所述步骤C2中通过卷筒侧编码器在第二预设时间内持续采集卷筒的转向信号；在所述步骤C3中若所述第二预设时间内，卷筒转向均与操作指令方向相反，贝lJ在步骤C4中确定出现动态反转故障；
[0028]在所述步骤C4中若在所述第二预设时间内，卷筒侧编码器采集到的卷筒触发的总脉冲数对应的反转角度超过动态角度预设值，则在步骤C4中确定出现动态反转故障。
[0029]此外，本发明还相应提出一种起重机故障监控装置，其包括电机信号采集单元、卷筒信号采集单元、计算单元、以及判定单元；其中，
[0030]所述电机信号采集单元，用于采集起重机电机的转速信号，以确定电机转速；
[0031]所述卷筒信号采集单元，用于采集起重机卷筒的转速信号，以确定卷筒转速；
[0032]所述计算单元，用于在所述电机转速和卷筒转速均不为零时，计算所述电机转速和卷筒转速的传动比，并与传动比预设值进行比较；
[0033]所述判定单元，用于在所述传动比超出传动比预设值时，确定所述电机与卷筒之间出现传动链破损故障。
[0034]在本发明的进一步优选方案中，还包括运行状态监控单元；所述运行状态监控单元用于确定起重机提升机构处于停机状态；
[0035]所述卷筒信号采集单元，还用于采集起重机卷筒在静态反转中的转速信号和反转角度信号，以分别确定静态反转中的卷筒转速和反转角度；
[0036]所述计算单元，还用于计算静态反转中卷筒转速是否超过静态转速预设值，以及反转角度是否超过静态角度预设值；
[0037]所述判定单元，还用于在静态反转中卷筒转速超过静态转速预设值，或者反转角度超过静态角度预设值时，确定出现静态反转故障。
[0038]在本发明的进一步优选方案中，所述运行状态监控单元还用于确定起重机提升机构处于运行状态；
[0039]所述卷筒信号采集单元，还用于采集起重机卷筒在动态反转中的转向信号和反转角度信号，以分别确定动态反转中的卷筒转向和反转角度；
[0040]所述计算单元，还用于在动态反转中确定卷筒转向与操作指令方向是否相反，以及计算反转角度是否超过动态角度预设值；
[0041]所述判定单元，还用于在动态反转中卷筒转向与操作指令方向相反，或并且反转角度超过动态角度预设值时，确定出现动态反转故障。
[0042]本发明至少具有以下有益效果:
[0043]1、可监控起重机的传动链破损故障，解决了现有技术中的安全监控及防护方案不够完善的问题，减少了起重机安全事故和损失；
[0044]2、通过采集电机的转速信号和卷筒的转速信号，间接判断传动链破损故障，实现方便，可靠性高，且不需要花费过多人工和材料成本。
[0045]3、在电机转速和卷筒转速均不为零(排除电机故障或卷筒故障)的情况下，通过计算电机转速和卷筒转速的传动比，并与传动比预设值进行比较以判断传动链破损故障，构思独到，计算简单，且判断的可靠性进一步提高。
[0046]4、进一步可监控起重