CN112146698A - 一种监测行车车轮状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种监测行车车轮状态的方法。步骤一、采集模块采集车轮运行声音信号、速度信号和行车重量信号；步骤二、监测主机分析采集声音信号、速度信号、行车重量信号；速度分为四档；重量分为三种，排列十二种信号情况，监测主机分析每一种信号情况在二分之一倍频、一倍频、二倍频、三倍频产生对应信号幅值和声音响度值，每一种信号情况产生四种信号幅值；步骤三、设置幅值报警值和响度值报警值；每一种信号情况中四种信号幅值至少有一个信号幅值超过幅值报警值，产生单元报警信号，当十二种信号情况在单位时间内有任意四种及以上组合情况产生单元报警信号发出总报警信号；该方法能够及时发现异常现象并报警，给现场点检人员提供可靠情报。

Description

一种监测行车车轮状态的方法

技术领域

本发明涉及一种监测行车车轮状态的方法，属于机械监测领域。

背景技术

目前，炼钢厂厂房内装有多台行车，用来完成铁水倒运、铁水装入、废钢加入，钢水倒运上连铸平台及其他各类吊装作业，是炼钢各个工艺衔接的重要工具，一旦关键工序行车出现问题，将造成整个生产工序的中断，而行车大车车轮故障是行车故障中影响生产工序的主要故障，一旦在生产过程中，车轮故障损坏，将直接导致工序中断。

对于行车车轮的检测缺乏智能化手段，主要依靠点检现场听声音，点温仪测温来判断其状态，由于点检频率低，不能够及时发现车轮的异常状态，一般发现异常，都是比较严重，来不及提前作预案处理，对生产造成较大影响，并且长期的人工点检，点检人员工作量大，效率低，故障频发。

基于此，需要一种有效的监测方法，通过智能化手段对车轮进行温度和声音监控，形成趋势记录，能够及时发现异常现象并报警，给现场点检人员提供可靠情报。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种监测行车车轮状态的方法，该方法可以有效解决点检人员工作量大，效率低，导致故障频发的问题。

本发明为了解决上述技术问题，提出的技术方案是：一种监测行车车轮状态的方法，包括以下步骤：

步骤一、采集车轮运行时的声音信号、速度信号和行车重量信号；

步骤二、所述速度信号分为四档，所述行车重量信号分为三种，所述速度信号和行车重量信号排列形成十二种信号情况，分析所述十二种信号情况中的每一种信号情况下所述声音信号在二分之一倍频、一倍频、二倍频和三倍频下的声音信号幅值和声音响度值，每一种信号情况都产生四种声音信号幅值；

步骤三、根据所述声音信号幅值设置声音响度值报警值和声音信号幅值报警值；当所述每一种信号情况中的四种声音信号幅值至少有一个声音信号幅值超过幅值报警值时，产生单元报警信号；当所述十二种信号情况在单位时间内有任意四种及以上组合的信号情况产生单元报警信号时，则发出总报警信号。

进一步，当所述行车启动时的所述声音响度值超出所述声音响度值报警值发出响度报警信号且所述行车停车，同时当所述行车的启停频率和响度报警信号的出现频率一致且连续出现五次以上时，产生总报警信号。

本发明的有益效果是：行车监控系统通过在车轮附近安装测音装置，采集现场数据，再参考行车运行速度信号和当前行车重量信号两个参数，并对正常情况下的参数范围进行设定，当行车车轮磨损加剧时，采集模块就能准确的监测到车轮处的声音变化，提醒监控人员，让监控人员能够准确判断车轮的状态。

进一步，所述步骤一中还采集车轮的温度信号；步骤三，设置温度报警值和温度变化频率预设值，当所述温度信号超出所述温度报警值且温度变化频率高出所述预设值时发出总报警信号。行车在高速行驶时，车轮一旦出现故障，车轮处的磨损加大，车轮的温度瞬间会增大，不间断监测温度，可以确保行车的稳定运行，以此来代替现场人工点检可能带来的风险。

进一步，所述温度信号与声音信号幅值、行车重量信号和速度信号形成历史趋势记录。对于长时间运行的行车，温度受到环境的变化影响一时难于判断行车车轮磨损情况，特别是季节变化对温度影响特别大，此时需要借助历史数据进行对比，判断行车车轮的状态。

进一步，所述十二种信号情况包括：信号情况一是1档速度空车时、信号情况二是2档速度空车时、信号情况三是3档速度空车时、信号情况四是4档速度空车时、信号情况五是1档速度吊空包时、信号情况六是2档速度吊空包时、信号情况七是3档速度吊空包时、信号情况八是4档速度吊空包时、信号情况九是1档速度吊重包时、信号情况十是2档速度吊重包时、信号情况十一是3档速度吊重包时和信号情况十二是4档速度吊重包时。

具体实施方式

本实施例提供了一种监测行车车轮状态的方法,该方法具体包括如下步骤：

步骤一、采集模块采集车轮运行时的声音信号、速度信号和行车重量信号；采集模块包括声音传感器，设置在靠近被监测车轮一米距离内，与车轮平面垂直；称重传感器，设置在主卷定滑轮组下；测速传感器，设置在大车减速机输出轴。

步骤二、监测主机分析所述步骤一采集到的声音信号、速度信号、行车重量信号；所述速度分为四档：1档、2档、3档和4档；所述重量分为三种：空车、空包和重包，1档速度空车时为信号情况一、2档速度空车时为信号情况二、3档速度空车时为信号情况三、4档速度空车时为信号情况四、1档速度吊空包时为信号情况五、2档速度吊空包时为信号情况六、3档速度吊空包时为信号情况七、4档速度吊空包时为信号情况八、1档速度吊重包时为信号情况九、2档速度吊重包时为信号情况十、3档速度吊重包时为信号情况十一和4档速度吊重包时为信号情况十二，总共排列形成十二种信号情况，如下表1所示：

表1

所述监测主机分析所述十二种信号情况中的每一种信号情况在二分之一倍频、一倍频、二倍频、三倍频下的声音信号幅值和声音响度值，每一种信号情况都产生四种声音信号幅值；监测主机包括声音监测主机和称重监测主机，均设置在电气室。

步骤三、设置幅值报警值和响度值报警值，所述幅值报警值为一级幅值报警值和二级幅值报警值；响度值报警值分为一级响度值报警值和二级响度值报警值；

如下表2所示为一级幅值报警值：单位(分贝)

表2

当表1中每一种信号情况中的四种声音信号幅值至少有一个声音信号幅值超过一级幅值报警值时，产生单元报警信号，当十二种信号情况在单位时间内有任意四种及以上组合的信号情况产生单元报警信号时发出总报警信号。

举例说明，如表2所示，在1档速度空车情况一下，在二分之一倍频、一倍频、二倍频、三倍频下产生四个声音信号幅值，其中只要有至少一个声音信号幅值超出信号情况一中的一级幅值报警值时，信号情况一产生单元报警信号，在此只举例一种情况便于本领域的技术人员理解。

十二种信号情况中的四种及以上组合产生单元报警信号时立即发生总报警信号，例如：信号情况一、信号情况二、信号情况三和信号情况四的四种信号情况都产生单元报警信号立即发出总报警信号，或者信号情况一、信号情况二、信号情况三和信号情况五的四种信号情况都产生单元报警信号立即发出总报警信号，或者信号情况一、信号情况二、信号情况三和信号情况六的四种情况都产生单元报警信号立即发出总报警信号，或者信号情况一、信号情况二、信号情况三、信号情况六和信号情况七的五种情况都产生单元报警信号立即发出总报警信号等，此时即可计划安排现场人员点检，在此只举出上述几个组合情况，以便本领域的技术人员理解。

同时还要参考声音响度值，在没有外界大噪声的情况下，采集车轮正常运行时的声音响度值；当所述行车启动时的所述声音响度值超出所述声音响度值报警值发出响度报警信号且所述行车停车，同时当所述行车的启停频率和响度报警信号的出现频率一致且连续出现五次以上时，产生总报警信号。

所述方法还包括步骤一，采集模块采集温度信号，该采集模块包括红外测温传感器，设置在靠近被监测车轮一米距离内，红外测温传感器对准车轮轴承部位；步骤二，在电气室安装监测主机处理分析温度信号，步骤三，设置温度报警值，所述温度报警值包括一级温度报警值和二级温度报警值；当行车高速行驶时，温度高于一级温度报警值55℃并且温度变化频率高于预设值时发出总报警信号并计划安排点检。预设值设定为1度/3秒，该监测主机包括测温主机。

在行车长时间的运行过程中，温度信号、二分之一倍频、一倍频、二倍频、三倍频声音信号幅值、行车重量信号和速度信号形成历史趋势记录，根据该趋势记录，能够及时发现行车车轮的问题。

当温度数据高于二级温度报警值65℃，温度变化频率高于1度/3秒；十二种信号情况在单位时间内有任意四种及以上情况超出二级幅值报警值；行车在运行时，声音响度值超出二级响度值报警值110分贝并随着行车停止该声音响度值同时回落，此行车启停频率和二级声音响度值报警值的响度报警信号跳动频率一致且连续出现三次以上时产生，以上情况同时出现时，发出最高报警信号，联锁行车停止动作，提醒现场人员及时对行车经行检查，排除问题。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种监测行车车轮状态的方法,其特征在于包括以下步骤：

步骤一、采集车轮运行时的声音信号、速度信号和行车重量信号；

步骤二、所述速度信号分为四档，所述行车重量信号分为三种，所述速度信号和行车重量信号排列形成十二种信号情况，分析所述十二种信号情况中的每一种信号情况下所述声音信号在二分之一倍频、一倍频、二倍频和三倍频下的声音信号幅值和声音响度值，每一种信号情况都产生四种声音信号幅值；

步骤三、根据所述声音信号幅值设置声音响度值报警值和声音信号幅值报警值；当所述每一种信号情况中的四种声音信号幅值至少有一个声音信号幅值超过幅值报警值时，产生单元报警信号；当所述十二种信号情况在单位时间内有任意四种及以上组合的信号情况产生单元报警信号时，则发出总报警信号。

2.根据权利要求1所述监测行车车轮状态的方法，其特征在于：当所述行车启动时的所述声音响度值超出所述声音响度值报警值发出响度报警信号且所述行车停车；当所述行车的启停频率和响度报警信号的出现频率一致且连续出现五次以上时，产生总报警信号。

3.根据权利要求1所述监测行车车轮状态的方法，其特征在于：所述步骤一中还采集车轮的温度信号；步骤三，设置温度报警值和温度变化频率预设值，当所述温度信号超出所述温度报警值且温度变化频率高出所述预设值时发出总报警信号。

4.根据权利要求1或3所述监测行车车轮状态的方法，其特征在于：所述温度信号与声音信号幅值、行车重量信号和速度信号形成历史趋势记录。

5.根据权利要求1所述监测行车车轮状态的方法，其特征在于：所述十二种信号信号情况包括：信号情况一是1档速度空车时、信号情况二是2档速度空车时、信号情况三是3档速度空车时、信号情况四是4档速度空车时、信号情况五是1档速度吊空包时、信号情况六是2档速度吊空包时、信号情况七是3档速度吊空包时、信号情况八是4档速度吊空包时、信号情况九是1档速度吊重包时、信号信号情况十是2档速度吊重包时、信号情况十一是3档速度吊重包时和信号情况十二是4档速度吊重包时。