检测链条中的磨损链节的方法及升降装置与流程

本发明涉及检测链条磨损的方法和装置，并且更具体而言涉及检测升降装置中链条的个别链节的磨损的方法和装置。

背景技术：

在升降机中使用链条而利用轮子、皮带轮或其它利用电驱动系统驱动的致动器来提升或降低有效负载。除了对系统的全面维护之外，还必须对升降装置的链条进行定期检查。磨损的链条引起驱动器的卡止，并且在最坏的情况下磨损的链条会断裂，这将引起严重的事故。可以从视觉上或通过手动测量的方式来对链条进行检查，但是定期地检查链条的每个链节花费的时间较长，从而对生产率造成严重的负面影响。

JP2013010634公开了一种链条的寿命判断装置，其包括检测任意转动轴的转动速度的转动检测单元。根据来自转动检测单元的脉冲来检测链条的长度，并且将该长度与新链条的预定长度进行比较。链条的总长度的5％的伸长率被认为是警报的界限。

与上述装置相关联的一个问题在于总长度的伸长率并非是链条状况的良好指示。升降机通常并不总在它们的极值点之间被驱动，因此链条并不均匀地磨损。链条在与使链条运动的致动器相互作用最频繁的部分经受最多的磨损。即便所有的其余链节完好，一个磨损的链节也足以引起故障或事故。如果仅测量链条的伸长率，则这种磨损会仍然难以被发现。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种方法和一种用于实施该方法的装置以消除上述缺点。本发明的目的通过以独立权利要求中所阐述的内容为特征的方法和装置来实现。从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明基于以实现链条的损耗影响升降装置的电驱动系统为基础的构思。链条中的偏差可以通过在升降机工作时检测电驱动系统的参数(例如电驱动系统的负载、速度或电流)来检测。当完好的链条被卷绕时，该链条可视为较恒定的负载，但是当损坏的链节被卷绕时，电驱动系统经受明显的负载峰值。因此，损坏的链节在电驱动系统内(即，致动器的电机侧)引起可被检测到的脉冲。而在相对侧(即，致动器的负载侧)不需要改变、变化或传感器。

本发明的方法和装置的优点在于：在除其之外完好的链条中，可以检测到链条中的单个受损链节。如果将测量到的数据与位置测量数据结合，则甚至可以获取受损链节的准确位置。这些测量可以在升降机正常工作时执行，因此可以避免不必要的停工。优选地，所需的测量数据可以利用已有的传感器产生，而不需要任何附加的硬件。

附图说明

下文将参考附图借助优选实施例来更详细地描述本发明，在所述附图中：

图1示出了总的升降装置；以及

图2a和图2b示出了带磨损的链条的示例以及该链条的相应的测量结果。

具体实施方式

图1示出了包括电驱动致动器20的升降装置，所述致动器20通过控制系统30控制。致动器20使链条10卷起和放出，以利用例如挂钩使紧固至链条的有效负载升起或降下。致动器20包括利用控制系统30操作的电动机或由该电动机驱动。电动机操作一个或更多个链轮、轮子、皮带轮或与链条相互作用的其它致动器，从而电动机的轴的转动运动根据需要将链条卷起或放出。电动机优选为变频器驱动型的。在一实施例中，升降装置包括接触器驱动器。在接触器驱动器的实施例中，该系统优选包括用于执行测量与分析的数据处理单元。升降装置的电驱动系统包括电驱动致动器20、电驱动装置以及控制系统30。

电动机的驱动有关的参数可以利用电动机、变频器和/或控制系统的传感器测量。用于检测链条中的偏差的有用信号包括负载信号和速度信号，但是其它信号也可以用于该目的。在下文中，提出负载信号测量结果的示例，但是也可类似地使用其它合适的信号，例如速度信号。当从链条10悬挂的有效负载(例如板条箱)通过致动器被卷起时，电动机经受由板条箱的重力、链条10在致动器20的传动机构内的阻力、摩擦及其它损失构成的负载。如果板条箱以恒定的速度被卷起，即，被提升，则除了在链条10损坏的情形下链条10在致动器的传动机构内的阻力以外，电动机所经受的负载的所有其它分量可以近似于恒定。在一实施例中，在升降装置的致动器(链轮、轮子、皮带轮等)与升降装置的电驱动装置之间测量负载信号。在一实施例中，从升降装置的致动器的电驱动装置侧测量负载信号。

本发明的一方面为一种升降装置，该升降装置包括链条10、具有与链条相互作用以提升或降下有效负载的电动机的致动器20以及用于控制电动机的控制系统30。控制系统30包括用于测量和输出第一信号的装置，第一信号用于指示链条中的磨损链节。这种装置可以包括例如用于测量一个或更多个参数的一个或更多个传感器和用于输入与输出所述测量的参数的一个或更多个计算装置或处理器。在一实施例中，所测得的第一信号为负载信号或速度信号。在一实施例中，控制系统还包括用于在驱动升降机时测量位置信号并且将所测得的位置信号与用于指示链条中的磨损链节及其在链条中的位置的所测得的第一信号相结合的装置。在一实施例中，驱动系统通过内部地测量转数和/或转数的一部分并将其与取决于链轮的圆周的因数相乘来计算位置信号。在一实施例中，该位置通过利用传感器测量来自链轮轴的脉冲并将其与取决于链轮的圆周的因数相乘得到。

例如，链条的链节形状的变化会防止链条恰当地配合在传动机构中，这增大了传动机构内的阻力，并且瞬间需要来自电动机的一些附加的动力以克服该增大的阻力。在另一示例中，变形的链节可能抵靠在致动器内的表面上，这将引起增大的摩擦，即，也必须通过电动机的瞬时的附加动力来补偿阻力。可以从升降装置的电动机、变频器和/或控制系统测量这些变化。变化或偏差可以通过检查测量结果得出，或者控制系统可以分析测量结果并且如果检测到高于或低于特定阈值水平的峰值则产生警报。

在一实施例中，除了用以检测链条中的偏差的第一信号以外，还测量指示链条的位置的位置信号。出于其它目的，例如控制所提升的有效负载，在许多升降装置中测量链条的位置，从而相同的信号可以用于指示当前影响第一信号(例如负载信号或速度信号)的测量的链条部分。通过结合各测量的结果，第一信号可以表示为链条的位置的函数，例如，在图2b的示例中，负载表示为链条的位置的函数。在没有来自位置信号的信息的情况下，第一信号(例如负载)不得不表示为例如时间或不直接指示链条的位置的其它一些参数的函数，因此寻找所指示的受损链节更困难。在一实施例中，利用升降机的电驱动装置的变频器来执行一个或更多个测量。在一实施例中，利用升降机的电驱动装置的控制系统来执行一个或更多个测量。

在一实施例中，负载信号利用应变测量产生。应变测量可以利用安装在驱动系统的有效负载支承轴的轴承附近的应变式传感器来实现。该传感器也可以安装在致动器的驱动轴的轴承附近。在一实施例中，应变式传感器安装在紧挨着致动器20的轴的轴承的轴支承框架上。

负载测量可以基于以下事实进行：链条的磨损链节的尺寸在链节的磨损过程中已经改变。这在磨损链节的内端部中尤其可见。在经由致动器卷起链条的受损部分时，这引起了额外的摩擦(与完好的链条相比)和链条的细微变形。在实践中，磨损的链节在致动器中按照与完好的链节略有不同的路线行进，从而使其自身以与完好的链条不同的方式与其它链节、链轮以及围绕链轮的链条导轨摩擦。这种偏差在操作磨损链节时导致对运动造成增大的阻力和/或增大的摩擦(与完好的链条相比)，这可以视为例如应变式传感器处的增大的负载。

本发明的一方面涉及一种检测升降装置的链条10中的磨损链节的方法。通过在驱动升降机时测量升降装置的第一信号11并且检测所测得的第一信号11中的跨过特定阈值水平19的峰值13、15来检测磨损链节。所测得的第一信号11中的峰值13、15代表链条10中的磨损链节(12、14)。峰值可以是所测得的信号中的正峰值和/或负峰值，因此阈值水平可以位于完好的链条所产生的正常工作范围之上和/或之下。在一实施例中，所测得的第一信号11为升降机的负载信号，并且检测位于特定阈值水平19之上的峰值13、15。在一实施例中，所测得的第一信号11为升降机的负载信号，并且检测位于特定阈值水平19之上和之下的峰值13、15。在一实施例中，所测得的第一信号11为升降机的速度信号，并且检测跨过特定阈值水平的峰值。

图2a示出了具有两个磨损/受损链节12和14的链条10的一部分的示例。第一磨损/受损链节12具有更明显的损坏，而第二链节14的形状经受细微的变形。图2b示出了示例性的曲线11，该曲线可以是针对图2a的链条的测量结果。这些图对齐，从而图2b的曲线11在每个点示出直接位于曲线11上方的图2a的链条10的测量结果。在图2b中，阈值水平19用水平线表示，并且位于该线之上的测量结果表示链条10的链节损坏。合适的阈值水平19在不同升降装置之间可以变化。阈值水平的较佳起始点稍大于从新的且完好的链条的测量收到的水平。

当从左至右跟随图2b的曲线11时，在链条的位于第一受损链节12之前的完好部分中可见较小的波动或噪声。该波动或噪声通常由链轮中的链条的有角度的运动引起。然而，曲线11位于阈值水平之下，直到第一受损链节12进入致动器的传动机构。第一受损链节12经受重大损坏并且其向曲线11产生明显的峰值13。在受损链节12与14之间，可能也存在一些波动或噪声，但是这些波动或噪声位于阈值水平19之下。与第一受损链节12相比，第二受损链节14经受轻微的损坏并且其产生清晰但不太明显的峰值15。在第二受损链节14之后，链条的剩余部分或多或少完好并且仅可见较小的波动或噪声，但这些波动或噪声也位于阈值水平之下。在一些情况下，可以利用位于正常的工作范围之下的另一阈值水平来检测负载中的瞬时降低。类似行为可见于驱动相关的参数的其它测量中，例如速度测量。取决于所测得的参数，偏差可以达到更高或更低标准，但所描述的原理仍然适用。

在一实施例中，在驱动升降机时测量位置信号。该位置信号可以与所测得的第一信号——例如负载信号——相结合，用于根据所测得的信号获取链条中的磨损链节的位置。这在图2b中得以示出，可直接将图2b中的峰值(即受损的链节)的位置与实际链条中的受损链节的位置作比较。水平轴可表示例如从链条的外端部或内端部开始的单位为毫米的位置。

在一实施例中，在驱动升降机时执行测量。在大多数情况下，与在没有有效负载的情况下驱动升降机相比，当利用升降机提升有效负载时测量结果中的偏差可以更清晰。在一实施例中，在驱动具有有效负载的升降机时执行测量。阈值19可根据被提升的有效负载的质量而变化。在一实施例中，利用给出更清晰且有可比性的结果的升降机的额定负载或额定的有效负载来执行测量，并且可使用固定阈值。

本发明的一方面涉及使用升降装置的速度信号或负载信号11来检测升降装置的链条10中的磨损链节12、14。

本领域技术人员将清楚的是，随着技术进步，本发明构思可以以不同方式实施。本发明及其实施例并不限于上文所描述的示例，而是可以在权利要求的范围之内变化。