CN112408205A - 塔机安全检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械控制技术领域,公开了一种塔机安全检测方法及装置,通过控制所述电机施加一预定转矩;在传动机构的电机侧和/或卷筒侧分别设置编码器进行检测,得到电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及在所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值和/或所述电机侧编码器信号脉冲数aM的数值大于相应阈值的情况下,确定所述传动机构是否发生故障。本发明提供的技术方案能够发现传动机构出现的故障,避免塔机运行过程中造成安全事故。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制技术领域,具体涉及一种塔机安全检测方法及装置。
背景技术
塔式起重机(简称塔机)在工程领域被广泛应用,主要用于多层和高层建筑施工中材料的垂直运输和构件安装。随着建筑业的不断发展,高层建筑越来越多,对塔机的需求也越来越大。
然而,现有技术的塔机内的传动机构容易发生故障,使得起升结构缺乏安全保护,容易导致安全事故的发生,严重塔机的工作效率、安全性和可靠性。
因此,亟待提供一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的传动机构容易出现故障的问题,提供一种塔机安全检测方法及装置,所述方法及装置能够监测到传动机构出现的故障,避免塔机在运行过程中造成安全事故。
为了实现上述目的,本发明一方面提供一种塔机安全检测方法,包括以下步骤:控制所述电机施加一预定转矩;在传动机构的电机侧和/或卷筒侧分别设置编码器进行检测,得到电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及在所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值和/或所述电机侧编码器信号脉冲数aM的数值大于相应阈值的情况下,确定所述传动机构是否发生故障。
优选地,施加所述预定转矩具体通过在塔机开机自检阶段预加50%电机额定转矩实现。
优选地,在对所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值进判断中:当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH≠0时,传动机构停机或控制器出现故障;当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH=0时,对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断。
优选地,在对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断中:当所述电机侧编码器脉冲数aM≥A时,控制器发生故障;当所述电机侧编码器脉冲数aM<A时,对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断,判断传动机构是否处于正常状态;其中,A为传动机构状态正常时,在制动状态下,电机输出转矩压缩联轴器弹性体,此时电机侧编码器正常输出的最大脉冲数,即经验修正值。
优选地,在对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断中:当Tm<Tr,传动机构磨损或控制器出现故障;当Tm≥Tr,传动机构处于安全状态;其中,Tm为电机输出转矩,即检测到卷筒侧编码器有脉冲输出时电机的输出转矩,Tr为理论制动力矩,即传动机构正常工作时,制动器须提供的最小力矩。
优选地,在所述电机侧编码器脉冲数aM≥A,控制器发生故障时,通过控制器控制变频器使电机输出转矩增加,直至卷筒侧编码器脉冲数aH>0。
本发明第二方面提供一种塔机安全检测装置,该塔机包含电机、传动机构以及卷筒,所述传动机构用于利用所述电机的扭矩驱动所述卷筒,该塔机安全检测装置包括:编码器,设置于所述传动机构的电机侧和/或卷筒侧,用于检测电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及控制器,用于任一所述的塔机安全检测方法。
优选地,所述编码器为速度测量传感器。
优选地,所述控制器为可编程控制器或工控机。
优选地,所述传动机构包括变速箱、轴连器、制动器。
通过上述技术方案,本发明提供一种塔机安全检测方法及装置,通过控制所述电机施加一预定转矩;在传动机构的电机侧和/或卷筒侧分别设置编码器进行检测,得到电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及在所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值和/或所述电机侧编码器信号脉冲数aM的数值大于相应阈值的情况下,确定所述传动机构是否发生故障。本发明提供的技术方案能够发现传动机构出现的故障,避免塔机运行过程中造成安全事故。
附图说明
图1是本发明所述的塔机安全检测方法的步骤示意图;
图2是本发明所述的塔机安全检测的实现框图;
图3是本发明所述的塔机安全检测装置的模块示意图。
附图标记说明
1、传动机构;2、电机;3、卷筒;4、编码器;5、控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示相对重要性,或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,除非另有说明,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形,意为不排他的包含,可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外,“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语,是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的,仅是为了便于描述本申请的简化描述,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1-2,本发明提供一种塔机安全检测方法S10,包括以下步骤:
S1,控制所述电机施加一预定转矩。
S2,在传动机构的电机侧和/或卷筒侧分别设置编码器进行检测,得到电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH。
S3,在所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值和/或所述电机侧编码器信号脉冲数aM的数值大于相应阈值的情况下,确定所述传动机构是否发生故障。
通过在传动机构电机侧(高速侧)及卷筒侧(低速侧)设置编码器测量电机侧编码器信号脉冲数aM及卷筒侧编码器信号脉冲数aH,在电机侧编码器信号脉冲数aM及卷筒侧编码器信号脉冲数aH满足要求下,进一步判断传动机构是否处于正常状态。本发明提供的技术方案能够发现传动机构出现的故障,避免塔机运行过程中造成安全事故。
具体地,所述S1中施加所述预定转矩具体通过在塔机开机自检阶段预加50%电机额定转矩实现。
所述S3中在对所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值进判断中:
当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH≠0时,传动机构停机或控制器出现故障;
当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH=0时,对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断。
进一步地,在对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断中:
当所述电机侧编码器脉冲数aM≥A时,控制器发生故障;
当所述电机侧编码器脉冲数aM<A时,对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断,判断传动机构是否处于正常状态;
其中,A为传动机构状态正常时,在制动状态下,电机输出转矩压缩联轴器弹性体,此时电机侧编码器正常输出的最大脉冲数,即经验修正值。
更进一步地,在对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断中:
当Tm<Tr,传动机构磨损或控制器出现故障;
当Tm≥Tr,传动机构处于安全状态;
其中,Tm为电机输出转矩,即检测到卷筒侧编码器有脉冲输出时电机的输出转矩,Tr为理论制动力矩,即传动机构正常工作时,制动器须提供的最小力矩。
在所述电机侧编码器脉冲数aM≥A,控制器发生故障时,通过控制器控制变频器使电机输出转矩增加,直至卷筒侧编码器脉冲数aH>0。
通过在塔机自检阶段预加50%电机额定转矩,检测两个编码器脉冲数量,从而监测传动机构弹性体状态。若在50%力矩时卷筒侧编码器有脉冲输出,说明制动器故障,不能提供让机构正常运行的制动力矩;若aM>A,说明轴连器弹性体压缩距离大于正常值,可判断为轴连器或变速箱异常,存在运行风险。通过这种方式,发现传动机构(轴连器、变速箱)的故障,并进行检修,从而避免塔机运行过程中造成安全事故。
通过继续增加电机输出转矩Tm至卷筒侧编码器有脉冲输出,此时的电机输出转矩Tm若小于正常运行时制动器须提供的最小制动力矩(即理论制动力矩Tr),说明制动器存在异常,若塔机启动存在不能正常制动的风险,通过该方式能够测量制动力矩,预防制动失效、或制动力矩达不到正常运行要求而造成的遛钩故障。
需要说明的是,传动机构静态检测应在塔机开机自检阶段自动进行,且保证起升机构为空载状态,以免影响检测结果。
本发明第二方面还提供一种塔机安全检测装置,如图3所示,所述塔机安全检测装置用于为塔机提供安全检测,该塔机包含传动机构1、电机2以及卷筒3,所述传动机构1用于利用所述电机2的扭矩驱动所述卷筒3,所述塔机安全检测装置包括:编码器4,设置于所述传动机构1的电机侧和/或卷筒侧,用于检测电机侧编码器信号脉冲数和/或卷筒侧编码器信号脉冲数;以及控制器5,用于上述任一所述的塔机安全检测方法。
所述塔机安全检测装置通过传动机构静态测试,能够实现传动机构故障的提前预防和实时监控,提高机构的安全性和可靠性,还能提前发现联轴器、变速箱故障,避免运行过程中造成安全事故。此外,在检测过程中可以测量制动力矩,预防因制动失效、或制动力矩达不到正常运行要求而造成的遛钩故障。
本发明中,所述编码器4为速度测量传感器。所述控制器5为可编程控制器或工控机。所述传动机构1包括变速箱、轴连器、制动器。
通过在传动机构电机侧及卷筒侧设置编码器测量电机侧编码器信号脉冲数aM及卷筒侧编码器信号脉冲数aH,并判断电机侧编码器信号脉冲数aM及卷筒侧编码器信号脉冲数aH是否满足要求,在满足要求的情况下通过控制器调控电机输出转矩,进一步判断传动机构是否出现故障。本发明提供的技术方案在设备上电开机时自动运行,自检无故障,能够保证设备正常运行;通过静态检测,实现传动机构故障的提前预防,提高传动机构的安全性和可靠性;提前发现轴连器、变速箱故障,以便及时维护;实现制动器的制动力矩测量,预防制动失效、或制动力矩达不到正常运行要求而造成的遛钩故障。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种塔机安全检测方法,该塔机包含电机、传动机构以及卷筒,所述传动机构用于利用所述电机的扭矩驱动所述卷筒,其特征在于,包括以下步骤:
控制所述电机施加一预定转矩;
在传动机构的电机侧和/或卷筒侧分别设置编码器进行检测,得到电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及
在所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值和/或所述电机侧编码器信号脉冲数aM的数值大于相应阈值的情况下,确定所述传动机构是否发生故障。
2.根据权利要求1所述的塔机安全检测方法,其特征在于,施加所述预定转矩具体通过在塔机开机自检阶段预加50%电机额定转矩实现。
3.根据权利要求1所述的塔机安全检测方法,其特征在于,在对所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH的数值进判断中:
当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH≠0时,传动机构停机或控制器出现故障;
当所述卷筒侧编码器信号脉冲数aH=0时,对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断。
4.根据权利要求3所述的塔机安全检测方法,其特征在于,在对所述电机侧编码器信号脉冲数aM进行判断中:
当所述电机侧编码器脉冲数aM≥A时,控制器发生故障;
当所述电机侧编码器脉冲数aM<A时,对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断,判断传动机构是否处于正常状态;
其中,A为传动机构状态正常时,在制动状态下,电机输出转矩压缩联轴器弹性体,此时电机侧编码器正常输出的最大脉冲数,即经验修正值。
5.根据权利要求4所述的塔机安全检测方法,其特征在于,在对电机输出转矩Tm与理论制动力矩Tr的大小关系进行判断中:
当Tm<Tr,传动机构磨损或控制器出现故障;
当Tm≥Tr,传动机构处于安全状态;
其中,Tm为电机输出转矩,即检测到卷筒侧编码器有脉冲输出时电机的输出转矩,Tr为理论制动力矩,即传动机构正常工作时,制动器须提供的最小力矩。
6.根据权利要求4所述的塔机安全检测方法,其特征在于,在所述电机侧编码器脉冲数aM≥A,控制器发生故障时,通过控制器控制变频器使电机输出转矩增加,直至卷筒侧编码器脉冲数aH>0。
7.一种塔机安全检测装置,该塔机包含电机、传动机构以及卷筒,所述传动机构用于利用所述电机的扭矩驱动所述卷筒,其特征在于,该塔机安全检测装置包括:
编码器,设置于所述传动机构的电机侧和/或卷筒侧,用于检测电机侧编码器信号脉冲数aM和/或卷筒侧编码器信号脉冲数aH;以及
控制器,用于如权利要求1-6中任一所述的塔机安全检测方法。
8.根据权利要求7所述的塔机安全检测装置,其特征在于,所述编码器为速度测量传感器。
9.根据权利要求7所述的塔机安全检测装置,其特征在于,所述控制器为可编程控制器或工控机。
10.根据权利要求7所述的传动机构的安全检测装置,其特征在于,所述传动机构包括变速箱、轴连器、制动器。
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