门座式起重机的回转支承的检测系统的制作方法

文档序号:13245931研发日期:2017年阅读:215来源:国知局
技术简介:
本专利针对门座式起重机回转支承运行中存在故障难以及时发现的问题,提出通过多传感器协同监测方案。系统集成加速度、位移、速度传感器,采集轴向/径向振动参数,结合数据采集设备与控制终端,利用小波分析和频谱包络技术实时检测故障特征频率,实现对回转支承状态的精准预警。
关键词:回转支承故障检测,传感器监测,实时监控

本实用新型实施例涉及在线检测领域,特别涉及一种门座式起重机的回转支承的检测系统。



背景技术:

门座式起重机是一种典型的回旋转臂架类型有轨运行式起重机。门座式起重机广泛用于港口、码头的货物装卸,以及造船厂、大型水电站的施工中。

门座式起重机的回转机构安装在支座上,回转支承中的大齿圈采用螺栓连接固定安装在门座式起重机的下支座上,工作过程中不发生转动,回转功能主要通过驱动齿轮与回转支承中的大齿圈的啮合传动来实现。

在实现本实用新型的过程中,实用新型人发现现有技术至少存在以下问题:门座式起重机上部机体的重量较大造成工作时回转惯性也较大,以及回转支承自身的参数不合理、加工不当等问题,导致回转支承容易发生损坏,而回转支承很少有备件且制造周期长,一旦发生损坏,难以及时更换。



技术实现要素:

为了解决现有技术的问题,本实用新型实施例提供了一种门座式起重机的回转支承的检测系统。该技术方案如下:

第一方面,提供了一种门座式起重机的回转支承的检测系统,该检测系统包括加速度传感器、位移传感器、速度传感器、控制设备、数据采集设备;

所述回转支承的内圈的S区的轴向设置有第一加速度传感器,所述S区的径向设置有第二加速度传感器;

所述回转支承的内圈上与与第一加速度传感器成第一预定角度的位置还设置有第三加速度传感器,所述回转支承的内圈上与第二加速度传感器成所述第一预定角度的位置还设置有第四加速度传感器;

所述速度传感器设置在所述回转支承的内圈上与所述内圈的S区成第二预定角度的位置的轴向;

所述位移传感器设置在所述回转支承的内圈的S区的轴向和径向;

所述加速度传感器、所述位移传感器和所述速度传感器的设置位置互相不重叠;

所述加速度传感器、所述位移传感器和所述速度传感器分别通过所述数据采集设备与所述控制设备连接。

可选的,所述数据采集设备包括NIcompactDAQ机箱和与所述NIcompactDAQ机箱对应的数据采集模块;

所述加速度传感器、所述位移传感器和所述速度传感器分别与所述数据采集模块连接,所述数据采集模块与所述NIcompactDAQ机箱连接;

所述NIcompactDAQ机箱通过有线网络或无线网络与所述控制设备连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

通过传感器获取回转支承的工作参数,将工作参数发送至数据采集设备;通过数据采集设备将工作参数发送至控制设备,由控制设备根据工作参数检测回转支承是否出现故障;在检测到回转支承出现故障,通过控制设备发送故障信号;解决了实际工作过程中难以及时发现回转支承的故障的问题;达到了实时监控回转支承的运行状态,能够及时发现回转支承的故障,避免发生生产事故的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种门座式起重机的回转支承的检测系统的结构示意图;

图2是根据一示例性实施例示出的一种回转支承上传感器的位置设置示意图;

图3是根据另一示例性实施例示出的一种门座式起重机的回转支承的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1,其示出了本实用新型一个实施例提供的门座式起重机的回转支承的检测系统的结构示意图。如图1所示,该检测系统包括加速度传感器11、位移传感器13、速度传感器12、数据采集设备14和控制设备15。

加速度传感器11、位移传感器13和速度传感器12分别通过数据采集设备14与控制设备15连接。

加速度传感器11、位移传感器13、速度传感器12设置在回转支承10的内圈上。

加速度传感器、位移传感器和速度传感器的设置位置互相不重叠。

回转支承的内圈的S区的轴向设置有第一加速度传感器,S区的径向设置有第二加速度传感器。回转支承的内圈随转台一起转动,转台是门座式起重机的转台。

第一加速度传感器用于测量回转支承的轴向加速度,第二加速度传感器用于测量回转支承的径向加速度。

回转支承的内圈上与第一加速度传感器成第一预定角度的位置还设置有第三加速度传感器,回转支承的内圈上与第二加速度传感器成第一预定角度的位置还设置有第四加速度传感器。

可选的,第一预定角度为180度。

第三加速度传感器用于测量回转支承的轴向加速度,第四加速度传感器用于测量回转支承的径向加速度。

速度传感器设置在回转支承的内圈上与内圈的S区成第二预定角度的位置的轴向。

可选的,第二预定角度为90度。

速度传感器用于测量回转支承的轴向振动速度。

位移传感器设置在回转支承的内圈的S区的轴向和径向。

位移传感器用于测量回转支承的轴向位移与径向位移。

如图2所示,回转支承100的内圈200的S区的轴向设置有第一加速度传感器110,回转支承100的内圈200的S区的径向设置有第二加速度传感器120;回转支承100的内圈200上与第一加速度传感器110成第一预定角度的位置设置有第三加速度传感器130;内圈200上与第二加速度传感器120成第一预定角度的位置还设置有第四加速度传感器140。速度传感器170设置在回转支承100的内圈200上与内圈的S区200成第二预定角度的位置的轴向。

一个回转支承上设置2个位移传感器,位移传感器150设置在回转支承100的内圈200的S区的轴向,位移传感器160设置在回转支承100的内圈200的S区的径向。

两个位移传感器设置在同一个区域。

位移传感器150用于测量回转支承的轴向位移,位移传感器160用于测量回转支承的径向位移。

可选的,位移传感器是电涡流位移传感器。

在基于图1所示实施例的可选实施例中,数据采集设备包括NIcompactDAQ机箱和与NIcompactDAQ机箱对应的数据采集模块,其中,与NIcompactDAQ机箱对应的数据采集模块为NI9234模块和NI9264模块。

加速度传感器、位移传感器和速度传感器分别与数据采集模块连接,数据采集模块与NIcompactDAQ机箱连接;

NIcompactDAQ机箱通过有线网络或无线网络与控制设备连接。

可选的,数据采集设备包括两台NIcompactDAQ机箱、一个NI9234模块和两个NI9264模块。

如图3所示,加速度传感器210与NI9234模块240连接,速度传感器220与第一NI9264模块241连接,位移传感器230与第二NI9264模块242连接。可选的,加速度传感器210通过BNC(Bayonet Nut Connector,刺刀螺母连接器)接口与NI9234模块240连接;速度传感器220通过BNC接口与第一NI9264模块241连接;位移传感器230通过BNC接口与第二NI9264模块242连接。

NI9234模块240、第一NI9264模块241分别与第一NIcompactDAQ机箱251连接。

可选的,NI9234模块240、第一NI9264模块241集成在第一NIcompactDAQ机箱251中。

第二NI9264模块242与第二NIcompactDAQ机箱252连接。

第一NIcompactDAQ机箱251通过有线网络或无线网络与控制设备260连接;第二NIcompactDAQ机箱252通过有线网络或无线网络与控制设备260连接。

可选的,第一NIcompactDAQ机箱251通过USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)或WiFi(WIreless-Fidelity,无线保真)与控制设备260连接;第二NIcompactDAQ机箱252通过USB或WiFi与控制设备260连接。

可选的,控制设备为工业控制计算机。

可选的,该检测系统还包括显示器,控制设备与显示器连接。

需要说明的是,本实用新型实施例提供的位移传感器、加速度传感器、速度传感器、NIcompactDAQ机箱、NI9234模块和NI9264模块、工业控制计算机均为市售模块,比如:位移传感器为美国本特利公司7200系列产品;加速度传感器的型号为KX022-1020;速度传感器为BOSCH BMA223;工业控制计算机为研华IPC-610。位移传感器、加速度传感器、速度传感器、NIcompactDAQ机箱、NI9234模块和NI9264模块、工业控制计算机之间的具体连接根据各个器件的说明书确定。

需要说明的是,本实用新型实施例提供的门座式起重机的回转支承的检测系统可以同时检测同一个门座式起重机中的多个回转支承,传感器的数量可以根据实际需要进行调整,本实用新型实施例对此不作限定。

在工作时,该门座式起重机的回转支承的检测系统的工作方式如下:

一、通过传感器获取回转支承的工作参数。

工作参数包括回转支承的轴向加速度、回转支承的径向加速度、回转支承的轴向振动速度、回转支承的轴向位移与径向位移。

具体地,通过加速度传感器获取回转支承的轴向加速度和回转支承的径向加速度;通过位移传感器获取回转支承的轴向位移与径向位移;通过速度传感器获取回转支承的轴向振动速度。

二、通过传感器将工作参数发送至数据采集设备。

可选的,加速度传感器、速度传感器、位移传感器获取回转支承的工作参数,并将工作参数变换为电压或电流信号发送至NI9234模块和NI9264模块。

三、通过数据采集设备将工作参数发送至控制设备。

可选的,NIcompactDAQ机箱接收工作参数,将工作参数对应的模拟信号转换为数字信号,再将与工作参数对应的数字信号发送至控制设备。

可选的,NIcompactDAQ机箱在预定时间,通过无线网络或有线网络将工作参数对应的数字信号发送至控制设备。

四、通过控制设备接收工作参数,并根据工作参数检测回转支承是否出现故障。

控制设备接收工作参数对应的数字信号,利用labview和MATLAB工作参数对应的数字信号进行分析处理,检测回转支承是否产生故障。

具体地,基于小波分析理论,对数字信号进行逐级分解,对分解后的近似系数进行傅里叶变换得到频谱图,在对频谱图进行包络处理,检测回转支承是否出现故障。

具体地,通过如下方式检测回转支承是否出现故障:

检测轴向位移与径向位移是否大于位移阀值。

位移阀值包括轴向位移阀值和径向位移阀值,检测轴向位移是否大于轴向位移阀值,和/或,检测径向位移是否大于径向位移阀值。

和/或,

检测轴向振动速度是否大于速度阀值。

和/或,

检测根据轴向加速度和径向加速度分析的频域内是否出现故障特征频率。

故障特征频率是控制设备预先根据回转支承的结构参数计算得到的。

在检测回转之城是否出现故障之前,将回转支承的结构参数输入该门座式起重机的回转支承的检测系统中的控制设备;控制设备根据回转支承的结构参数计算得到回转支承的故障频率。

需要说明的是,在门座式起重机工作时,该门座式起重机的回转支承的检测系统能够实时记录加速度传感器、位移传感器、速度传感器发送的工作参数,并记录,可根据工作参数绘制工作参数变化曲线。

若检测轴向位移大于轴向位移阀值,和/或,径向位移大于径向位移阀值;和/或,轴向振动速度大于速度阀值;和/或,径向位移大于径向位移阀值,则说明回转支承出现故障,执行步骤五。

五、若检测到回转支承出现故障,则通过控制设备发送故障信号。

故障信号用于表示回转支承出现故障。

综上所述,本实用新型实施例提供的门座式起重机的回转支承的检测系统,包括速度传感器、加速度传感器、位移传感器、数据采集设备、控制设备,通过传感器获取回转支承的工作参数,并将工作参数发送至数据采集设备;通过数据采集设备将工作参数发送至控制设备,由控制设备根据工作参数检测回转支承是否出现故障;在检测到回转支承出现故障,通过控制设备发送故障信号;解决了实际工作过程中难以及时发现回转支承的故障的问题;达到了实时监控回转支承的运行状态,能够及时发现回转支承的故障,避免发生生产事故的效果。

需要说明的是:上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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