钢丝绳监测装置及起重机和起重机工作监测方法与流程

本发明涉及起重机钢丝检测，具体涉及一种钢丝绳监测装置及起重机和起重机工作监测方法。

背景技术：

1、起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。起重机配套使用钢丝绳品种包括磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳和光面钢丝绳等。

2、起重机在长时间使用过程中，难免造成钢丝绳磨损的情况，磨损后钢丝绳的抗拉强度降低，若不对其进行有效的状态监测，钢丝绳易出现过载断裂事故。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种钢丝绳监测装置及起重机和起重机工作监测方法，可实现钢丝绳直径以及张力的有效监测，以提升钢丝绳使用的安全性。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种起重机工作监测方法，其特征在于，包括：

4、s1：分别测算出当前钢丝绳的直径与张力数据；

5、s2：判断当前钢丝绳的直径是否小于预设的直径阈值，若是，则进行预警提示，若否，则执行s3；

6、s3：判断当前钢丝绳的张力是否大于预设的拉力阈值t，若是，则进行预警提示，若否，则执行s4；

7、s4：将各时间点测算得到的钢丝绳直径数据集中的最小值定义为钢丝绳状态直径，并计算出钢丝绳的破断拉力；

8、s5：根据破断拉力数值计算出钢丝绳状态直径所对应的拉力阈值t’，当拉力阈值t’小于预设的拉力阈值t时，则将拉力阈值t’赋值到t上；

9、s6：当当前的张力数据大于预设的拉力阈值t时，则进行预警提示；

10、s7：循环s1～s6。

11、作为一种可能的实施方式，进一步，s4中钢丝绳破断拉力的计算公式如下：

12、f0＝k′*d2*r0/1000

13、式中，f0为钢丝绳最小破断拉力，单位为kn；d为钢丝绳状态直径，单位为mm；r0为起重机钢丝绳的公称抗拉强度，单位为mpa；k′为起重机钢丝绳的最小破断拉力系数。

14、作为一种可能的实施方式，进一步，s5中拉力阈值t’的计算公式为：t’＝f0*a式中，a为安全系数，a为1/6～1/4。

15、本发明还提供了一种钢丝绳监测装置，包括：

16、钢丝绳直径测量单元，用于实时测量钢丝绳直径；

17、钢丝绳张力监测单元，用于实时测量钢丝绳的绷紧压力；

18、预警单元，用于预警提示；

19、控制单元，其加载有上述起重机工作监测方法，用于将钢丝绳张力监测单元测得压力数据换算为当前钢丝绳的张力数据，并控制预警单元在满足设定条件下进行预警提示。

20、作为一种可能的实施方式，进一步，所述钢丝绳直径测量单元分别安装于安装架的上下两端，其包括定凹轮、夹持凹轮组、导向杆、限位螺母、第一限位块、弹簧与第一位移传感器；

21、所述安装架侧壁的上下端分别开设有用于避空导向杆的通孔，所述导向杆水平穿过该通孔，导向杆朝外的一端螺纹连接有限位螺母，其另一端固定有夹持凹轮组，所述夹持凹轮组由动凹轮安装罩与转动连接于动凹轮安装罩中的动凹轮组成，动凹轮安装罩与导向杆固定连接；

22、所述导向杆的侧壁上开设有第一条型滑槽，第一条型滑槽中均滑动连接有第一限位块，所述第一限位块固定于安装架的侧壁上，所述夹持凹轮组与安装架的侧壁之间设置有弹簧与第一位移传感器，所述弹簧套设于导向杆上，第一位移传感器水平设置，其一端固定于安装架的侧壁上，另一端固定于动凹轮安装罩上；

23、所述定凹轮转动连接于安装架上且与动凹轮水平对置。

24、作为一种可能的实施方式，进一步，所述钢丝绳张力监测单元安装于安装架的侧壁上，两钢丝绳直径测量单元对称设置于钢丝绳张力监测单元的上下两侧；

25、所述钢丝绳张力监测单元包括螺杆、调节螺母、推顶凹轮组、第二限位块、压力传感器与第二位移传感器，所述安装架的侧壁上开设有用于避空螺杆的通孔，螺杆水平穿过该通孔，所述螺杆的侧壁上开设有第二条型滑槽，所述第二条型滑槽中均滑动连接有第二限位块，所述第二限位块固定于安装架的侧壁上，所述螺杆朝内的一端通过压力传感器连接推顶凹轮组，所述推顶凹轮组由推顶凹轮安装罩与转动连接于推顶凹轮安装罩中的推顶凹轮组成，推顶凹轮安装罩与压力传感器固定连接；

26、所述推顶凹轮组与安装架侧壁之间设置有调节螺母，所述调节螺母螺纹连接于螺杆上，第二位移传感器水平设置，其一端固定于安装架侧壁上，另一端固定于推顶凹轮安装罩上。

27、作为一种可能的实施方式，进一步，钢丝绳直径测量单元测量实时测量钢丝绳直径的方式为：

28、通过上下两钢丝绳直径测量单元中的第一位移传感器获取夹持于动凹轮与定凹轮间钢丝绳的直径数据。

29、作为一种可能的实施方式，进一步，将钢丝绳张力监测单元测得压力数据换算为当前钢丝绳张力数据的方式，具体如下：

30、

31、式中，f为当前钢丝绳的张力；f为当前压力传感器测得的压力；l为上下两定凹轮的圆心距；d为推顶凹轮最左端至中垂线s的距离，其中s为动凹轮、定凹轮圆心连线的中垂线。

32、作为一种较优的实施方式，优选的，所述钢丝绳监测装置还包括：钢丝绳松断绳辅助单元，钢丝绳松断绳辅助单元包括翻转检测机构、圆盘、拨杆、从动齿轮、驱动电机、驱动齿轮；

33、所述翻转检测机构包括固定架、翻转架、行程开关、复位弹簧与转动辊，固定架安装于安装架的底部，所述翻转架一端铰接于固定架两侧壁上，两圆盘通过转轴转动连接于翻转架的另一端，两圆盘对称设置，所述转动辊两端转动连接于两侧圆盘上且转动辊位于圆盘的偏心位置；所述拨杆的两端分别转动连接于两侧圆盘上，且拨杆与转动辊关于圆盘圆心中心对称设置；所述复位弹簧的两端分别固定于固定架与翻转架上，所述行程开关固定安装于固定架的侧壁上；

34、其中一圆盘的转轴贯穿翻转架侧壁并与从动齿轮连接，所述从动齿轮的翻转途径上设置有一驱动齿轮，所述驱动齿轮固定安装于驱动电机的输出轴上，且驱动电机的输出轴上还安装有逆止器，所述驱动电机固定安装于固定架上；当翻转架翻转接触到行程开关时，从动齿轮与驱动齿轮相啮合；

35、当行程开关受到挤压时向控制单元发送信号，控制单元控制驱动电机旋转预设圈数同时控制预警单元进行预警提示。

36、本发明还提供了一种起重机，该起重机的行走小车上安装有上述钢丝绳监测装置，所述钢丝绳安装于钢丝绳监测装置中并从钢丝绳监测装置下端穿出。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明提供的钢丝绳监测装置可安装于现有的起重机中进行使用，适用性较强。该钢丝绳监测装置可实现钢丝绳直径及张力的实时监控，有效提升钢丝绳使用的安全性。此外，本发明提供的起重机工作监测方法中可根据钢丝绳直径进行拉力阈值t的自动调节，能够更好的预防钢丝绳过载断裂事故，适宜进一步推广应用。

技术特征：

1.一种起重机工作监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的起重机工作监测方法，其特征在于，s4中钢丝绳破断拉力的计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的起重机工作监测方法，其特征在于，s5中拉力阈值t’的计算公式为：t’＝f0*a式中，a为安全系数，a为1/6～1/4。

4.一种钢丝绳监测装置，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的钢丝绳监测装置，其特征在于，所述钢丝绳直径测量单元(2)分别安装于安装架(1)的上下两端，其包括定凹轮(21)、夹持凹轮组(22)、导向杆(23)、限位螺母(24)、第一限位块(25)、弹簧(26)与第一位移传感器(27)；

6.根据权利要求5所述的钢丝绳监测装置，其特征在于，所述钢丝绳张力监测单元(3)安装于安装架(1)的侧壁上，两钢丝绳直径测量单元(2)对称设置于钢丝绳张力监测单元(3)的上下两侧；

7.根据权利要求6所述的钢丝绳监测装置，其特征在于，所述钢丝绳直径测量单元测量实时测量钢丝绳直径的方式为：

8.根据权利要求6所述的钢丝绳监测装置，其特征在于，将钢丝绳张力监测单元测得压力数据换算为当前钢丝绳张力数据的方式，具体如下：

9.根据权利要求6所述的钢丝绳监测装置，其特征在于，还包括：钢丝绳松断绳辅助单元，所述钢丝绳松断绳辅助单元包括翻转检测机构(4)、圆盘(5)、拨杆(6)、从动齿轮(7)、驱动电机(8)与驱动齿轮(9)；

10.一种起重机，其特征在于，所述起重机的行走小车(101)上安装有如权利要求5～9之一所述的钢丝绳监测装置(100)，所述钢丝绳(102)安装于钢丝绳监测装置(100)中并从钢丝绳监测装置(100)下端穿出。

技术总结
本发明涉及一种钢丝绳监测装置及起重机和起重机工作监测方法，该方法包括：S1：分别测算出当前钢丝绳的直径与张力数据；S2：判断当前钢丝绳的直径是否小于预设的直径阈值，若是，则进行预警提示，若否，则执行S3；S3：判断当前钢丝绳的张力是否大于预设的拉力阈值T，若是，则进行预警提示，若否，则执行S4；S4：将各时间点测算得到的钢丝绳直径数据集中的最小值定义为钢丝绳状态直径，并计算出钢丝绳的破断拉力；S5：根据破断拉力数值计算出钢丝绳状态直径所对应的拉力阈值T’，当拉力阈值T’小于预设的拉力阈值T时，则将拉力阈值T’赋值到T上；S6：当当前的张力数据大于预设的拉力阈值T时，则进行预警提示；S7：循环S1～S6。

技术研发人员：许晨旭,薛志钢,方维,袁凯杰,孙晓静
受保护的技术使用者：江苏省特种设备安全监督检验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15