CN109019218A - 一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，该电梯曳引机电动机监测装置包括三轴向加速度传感器、传感器安装夹具、数据采集卡，数据通讯模块和振动数据处理模块。本发明提供了一种操作方便、不定期、在线监测的电梯曳引机电动机振动状态监测装置，对曳引机电动机在役期间振动加速度参数不定期采集和分析，实现对曳引机电动机的状态监测和故障预警，以保证电梯正常运行。
Description
技术领域
本发明属于电梯曳引机振动监测技术领域，具体涉及一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置。
背景技术
随着城市化进程的加速推进，电梯作为垂直交通工具，已大量应用于高层建筑、大型商城、城市轨道交通等，已经成为我们日常生活必不可少的重要组成部分。随着时间的推移，城市老旧电梯数量不断增多，零部件磨损、器件老化等问题日趋严重，导致“老旧电梯”故障率较高，其中使用年限0~5年的电梯故障最低，使用15年以上的电梯故障率最高，是0~5年的3倍。为保障电梯设备的安全可靠运行，在线监测技术已经成为安全控制的重要手段，对电梯机械系统的早期潜在故障作出可靠预测和判断，可大大提高电梯运行的可靠性和在役时间。
振动信号是反映电梯设备运行状态的一种信息载体，采用振动加速度传感器真实、充分、实时地检测到足够数量并能客观反映电梯设备运行情况的状态信号，通过选取最敏感反应工况状态变化的信息作为特征信号，是判断工况状态的重要条件。现有的国家标准主要集中于电梯乘运质量的测试和评价，GB/T 24474-2009《电梯乘用质量测量》将振动加速度作为电梯乘运质量的重要评价指标，加速度传感器应按照GB/T 24474-2009标准要求定位在轿厢地板半径为100 mm的圆形范围内，在整个试验过程中传感器与轿厢地板始终保持稳定的接触，传感器的敏感方向应与轿厢地板垂直，然后根据得到的振动曲线和振动量特征值对电梯启动、制动运行加速度和振动频率等指标进行评价，进一步可对引起振动的振源进行深入分析。然而该测试系统和方法无法直接获得电梯曳引机电动机的振动情况，振动量通过钢丝绳传递到轿厢，由于传递环节是非刚性系统，振动信号不仅会衰减，而且还会丢失；另外还存在测试过程繁琐，时间长、工作量大等问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种操作方便、不定期、在线监测的电梯曳引机电动机振动状态监测装置，对曳引机电动机在役期间振动加速度参数不定期采集和分析，实现对曳引机电动机的状态监测和故障预警，以保证电梯正常运行。
为了完成上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，所述电梯曳引机电动机监测装置包括三轴向加速度传感器、传感器安装夹具、数据采集卡，数据通讯模块和振动数据处理模块；三轴向加速度传感器通过传感器安装夹具安装于电梯曳引机的电动机外侧面上，传感器的数据通过数据采集卡采集和记录并由数据通信模块传输到振动数据处理模块中，在振动数据处理模块提取振动数据的特征值；传感器安装夹具包括基板，基板具有一对向外突出的凸耳，凸耳与三轴向加速度传感器固定，基板的正面具有辅助传感器的安装盲孔，安装盲孔的底部具有螺孔，螺孔与安装盲孔同心；基板的反面具有与电动机外侧面适配的弧度，基板的反面设有磁钢，磁钢与电动机外侧面之间有间隙。采用EVA625三轴向加速度传感器，用凸台上的两个螺栓孔紧固安装；辅助传感器常用有两种安装方式：一种是辅助传感器固定在转换接头上，转换接头螺旋拧紧于螺孔内，从而固定辅助传感器。另一种是辅助传感器固定在磁吸盘上，磁吸盘放入安装盲孔内，利用磁性吸力固定辅助传感器。
振动数据的特征值如：波形曲线、最大加速度、振动频率等，根据软件中设定的加速度阈值作为报警门限值，当输出加速度超出报警门限值时，需要对电梯曳引机潜在故障源进行排除和分析。
嵌入磁钢的目的就是让传感器的夹具吸附于电机圆柱面，保持固定不动而不是利用其它固定手段，如螺栓固定；预留间隙的目的是考虑到夹具圆柱表面和电机圆柱表面完全贴合非常困难，可以放宽加工要求，另外若吸力比较大，可以在间隙中塞入其它工具，让夹具脱离电机表面，便于取下夹具。
进一步，基板的反面具有突出的支点，支点有多个，支点和磁钢间隔分布。磁钢与夹具之间可采用过盈或胶粘等固定方式，磁钢与电动机圆柱面留有一定的间隙。
进一步，每个支点为凸条，凸条之间平行，凸条的横截面呈圆弧形。
进一步，所述的电梯曳引机电动机振动状态监测用于不定期采集电动机的振动特性以评价整个生命周期的电动机器件磨损、老化、摩擦及撞击、径向跳动和其他异常情况。在电梯安装调试完毕投入运行后，记录电梯上行和下行整个过程的振动状态，提取最大加速度和振动频率值；然后每隔3个月的时间，再次记录电梯上行和下行整个过程的振动状态，提取最大加速度和振动频率值，以此类推，绘制出最大加速度和振动频率随时间的变化曲线，实现曳引机电动机的可能潜在故障源进行识别诊断。评价指标可以是：加速度峰值，振动统计量(数学期望、均方值、方差、概率密度函数和概率分布函数，功率谱密度函数)，另外还可以利用其它振动信号智能算法进行深入处理以提取振动特征量，揭示振动变化的演变规律；评价方法应该是利用现成的方法。
本发明的有益效果是：能够不定期采集在役期间曳引机电动机的振动特性，实现对曳引机电动机的状态监测和故障预警，能够对曳引机电动机的可能潜在故障源进行识别诊断，实现对电梯曳引机在不拆机条件下的状态监测和故障预警，以保证电梯正常安全运行。另外，该传感器安装夹具不仅能满足常用EVA-625振动仪三轴向加速度传感器，还能用于其他类型三轴向加速度传感器的安装。
附图说明
图1是本发明一种电梯曳引机电动机振动状态监测方法。
图2是本发明一个具体实例的监测装置示意图。
图3是本发明一个振动传感器夹具正面朝上示意图。
图4是本发明一个振动传感器夹具反面朝上示意图。
附图标记说明：1为电梯曳引机电动机；2为三轴向加速度传感器；3为传感器安装夹具；31为安装盲孔；32为凸耳；33为磁钢；34为支点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，如图1-4所示，该电梯曳引机电动机1监测装置包括三轴向加速度传感器2、传感器安装夹具3、数据采集卡，数据通讯模块和振动数据处理模块；三轴向加速度传感器2通过传感器安装夹具3安装于电梯曳引机的电动机外侧面上，传感器的数据通过数据采集卡采集和记录并由数据通信模块传输到振动数据处理模块中，在振动数据处理模块提取振动数据的特征值；传感器安装夹具3包括基板，基板具有一对向外突出的凸耳32，凸耳32与三轴向加速度传感器2固定，基板的正面具有辅助传感器的安装盲孔31，安装盲孔31的底部具有螺孔，螺孔与安装盲孔31同心；基板的反面具有与电动机外侧面适配的弧度，基板的反面设有磁钢33，磁钢33与电动机外侧面之间有间隙。采用EVA625三轴向加速度传感器2，用凸台上的两个螺栓孔紧固安装；辅助传感器常用有两种安装方式：一种是辅助传感器固定在转换接头上，转换接头螺旋拧紧于螺孔内，从而固定辅助传感器。另一种是辅助传感器固定在磁吸盘上，磁吸盘放入安装盲孔31内，利用磁性吸力固定辅助传感器。
振动数据的特征值如：波形曲线、最大加速度、振动频率等，根据软件中设定的加速度阈值作为报警门限值，当输出加速度超出报警门限值时，需要对电梯曳引机潜在故障源进行排除和分析。
嵌入磁钢33的目的就是让传感器的夹具吸附于电机圆柱面，保持固定不动而不是利用其它固定手段，如螺栓固定；预留间隙的目的是考虑到夹具圆柱表面和电机圆柱表面完全贴合非常困难，可以放宽加工要求，另外若吸力比较大，可以在间隙中塞入其它工具，让夹具脱离电机表面，便于取下夹具。
基板的反面具有突出的支点34，支点34有多个，支点34和磁钢33间隔分布。磁钢33与夹具之间可采用过盈或胶粘等固定方式，磁钢33与电动机圆柱面留有一定的间隙。
每个支点34为凸条，凸条之间平行，凸条的横截面呈圆弧形。
所述的电梯曳引机电动机1振动状态监测用于不定期采集电动机的振动特性以评价整个生命周期的电动机器件磨损、老化、摩擦及撞击、径向跳动和其他异常情况。在电梯安装调试完毕投入运行后，记录电梯上行和下行整个过程的振动状态，提取最大加速度和振动频率值；然后每隔3个月的时间，再次记录电梯上行和下行整个过程的振动状态，提取最大加速度和振动频率值，以此类推，绘制出最大加速度和振动频率随时间的变化曲线，实现曳引机电动机的可能潜在故障源进行识别诊断。评价指标可以是：加速度峰值，振动统计量(数学期望、均方值、方差、概率密度函数和概率分布函数，功率谱密度函数)，另外还可以利用其它振动信号智能算法进行深入处理以提取振动特征量，揭示振动变化的演变规律；评价方法应该是利用现成的方法。
本发明的有益效果是：能够不定期采集在役期间曳引机电动机的振动特性，实现对曳引机电动机的状态监测和故障预警，能够对曳引机电动机的可能潜在故障源进行识别诊断，实现对电梯曳引机在不拆机条件下的状态监测和故障预警，以保证电梯正常安全运行。另外，该传感器安装夹具不仅能满足常用EVA-625振动仪三轴向加速度传感器，还能用于其他类型三轴向加速度传感器的安装。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，其特征在于：该电梯曳引机电动机监测装置包括三轴向加速度传感器、传感器安装夹具、数据采集卡，数据通讯模块和振动数据处理模块；三轴向加速度传感器通过传感器安装夹具安装于电梯曳引机的电动机外侧面上，传感器的数据通过数据采集卡采集和记录并由数据通信模块传输到振动数据处理模块中，在振动数据处理模块提取振动数据的特征值；传感器安装夹具包括基板，基板具有一对向外突出的凸耳，凸耳与三轴向加速度传感器固定，基板的正面具有辅助传感器的安装盲孔，安装盲孔的底部具有螺孔，螺孔与安装盲孔同心；基板的反面具有与电动机外侧面适配的弧度，基板的反面设有磁钢，磁钢与电动机外侧面之间有间隙。
2.如权利要求1所述的一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，其特征在于：基板的反面具有突出的支点，支点有多个，支点和磁钢间隔分布。
3.如权利要求2所述的一种电梯曳引机电动机振动状态监测装置，其特征在于：每个支点为凸条，凸条之间平行，凸条的横截面呈圆弧形。
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