CN107063666A - 门座式起重机的回转支承的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种门座式起重机的回转支承的检测系统及检测方法，属于在线检测领域。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；内圈的S区的轴向设置有第一加速度传感器，内圈的S区的径向设置有第二加速度传感器；内圈上与第一加速度传感器成第一预定角度的位置设置有第三加速度传感器，内圈上与第二加速度传感器成第一预定角度的位置设置有第四加速度传感器；速度传感器设置在内圈上与内圈的S区成第二预定角度的位置的轴向；位移传感器设置在内圈的S区的轴向和径向；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的效果。

Description

门座式起重机的回转支承的检测系统及检测方法

技术领域

本发明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及检测方法。

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。

在实现本发明的过程中，发明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。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种门座式起重机的回转支承的检测系统及检测方法。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，所述回转支承的内圈的S区的径向设置有第二加速度传感器；所述第一加速度传感器用于测量所述回转支承的轴向加速度，所述第二加速度传感器用于测量所述回转支承的径向加速度；

所述回转支承的内圈上与所述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所述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；所述第三加速度传感器用于测量所述回转支承的轴向加速度，所述第四加速度传感器用于测量所述回转支承的径向加速度；

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的轴向；所述速度传感器用于测量所述回转支承的轴向振动速度；

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；所述位移传感器用于测量所述回转支承的轴向位移与径向位移；

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。

第二方面，提供了一种门座式起重机的回转支承的检测方法，应用于如上述第一方面所示的门座式起重机的回转支承的检测系统中，该方法包括：

通过所述传感器获取所述回转支承的工作参数，所述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；

通过所述传感器将所述工作参数发送至所述数据采集设备；

通过所述数据采集设备将所述工作参数发送至控制设备；

通过所述控制设备接收所述工作参数，并根据所述工作参数检测所述回转支承是否出现故障；

若检测到所述回转支承出现故障，则通过所述控制设备发送故障信号，所述故障信号用于表示所述回转支承出现故障。

可选的，所述根据所述工作参数检测所述回转支承是否产生故障，包括：

检测所述轴向位移与径向位移是否大于位移阀值；

和/或，

检测所述轴向振动速度是否大于速度阀值；

和/或，

检测根据所述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；所述故障特征频率是所述控制设备预先根据所述回转支承的结构参数计算得到的。

可选的，所述通过所述传感器获取所述回转支承的工作参数，包括：

通过所述加速度传感器获取所述回转支承的轴向加速度和所述回转支承的径向加速度；

通过所述位移传感器获取所述回转支承的轴向位移与径向位移；

通过所述速度传感器获取所述回转支承的轴向振动速度。

本发明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发明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发明的一些实施例，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；

图4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方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明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。

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。

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。

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1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。

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。

可选的，第一预定角度为180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。

速度传感器用于测量回转支承的轴向振动速度。

可选的，第二预定角度为90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中的内圈200的S区的轴向设置有第一加速度传感器110，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，第三加速度传感器130设置在轴向；回转支承100的内圈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，第四加速度传感器140设置径向。

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，本发明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，本发明实施例对此不作限定。

请参考图4，其示出了本发明一个实施例提供的门座式起重机的回转支承的检测方法的流程图。该门座式起重机的回转支承的检测方法适用于如图1所示的门座式起重机的回转支承的检测系统中。如图4所示，该门座式起重机的回转支承的检测方法可以包括以下步骤：

步骤401，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。

步骤402，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。

步骤403，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。

步骤404，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405。

步骤405，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，本发明实施例提供的门座式起重机的回转支承的检测方法，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。

需要说明的是：上述本发明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。

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

Claims (5)

1.一种门座式起重机的回转支承的检测系统，其特征在于，所述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，所述回转支承的内圈的S区的径向设置有第二加速度传感器；所述第一加速度传感器用于测量所述回转支承的轴向加速度，所述第二加速度传感器用于测量所述回转支承的径向加速度；

所述回转支承的内圈上与所述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所述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；所述第三加速度传感器用于测量所述回转支承的轴向加速度，所述第四加速度传感器用于测量所述回转支承的径向加速度；

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的轴向；所述速度传感器用于测量所述回转支承的轴向振动速度；

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；所述位移传感器用于测量所述回转支承的轴向位移与径向位移；

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。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，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。

3.一种门座式起重机的回转支承的检测方法，应用于如权利要求1或2所述的门座式起重机的回转支承的检测系统中，其特征在于，所述方法包括：

通过所述传感器获取所述回转支承的工作参数，所述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；

通过所述传感器将所述工作参数发送至所述数据采集设备；

通过所述数据采集设备将所述工作参数发送至控制设备；

通过所述控制设备接收所述工作参数，并根据所述工作参数检测所述回转支承是否出现故障；

若检测到所述回转支承出现故障，则通过所述控制设备发送故障信号，所述故障信号用于表示所述回转支承出现故障。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述工作参数检测所述回转支承是否产生故障，包括：

检测所述轴向位移与径向位移是否大于位移阀值；

和/或，

检测所述轴向振动速度是否大于速度阀值；

和/或，

检测根据所述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；所述故障特征频率是所述控制设备预先根据所述回转支承的结构参数计算得到的。

5.根据权利要求3或4所述的检测方法，其特征在于，所述通过所述传感器获取所述回转支承的工作参数，包括：

通过所述加速度传感器获取所述回转支承的轴向加速度和所述回转支承的径向加速度；

通过所述位移传感器获取所述回转支承的轴向位移与径向位移；

通过所述速度传感器获取所述回转支承的轴向振动速度。