CN115983838B - 起重机起升机构钢丝绳健康评估方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法、装置、设备及存储介质，应用在起重机设备领域，其中方法包括：获取最大货物重量以及滑轮传动效率；根据所述最大货物重量以及所述滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；根据所述工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；根据所述绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估；计算钢丝绳对应的剩余运行时间。本申请具有的技术效果是：帮助港口工作人员进行钢丝绳的选型并对已投入使用中的钢丝绳的健康状态进行实时监控。

Description

起重机起升机构钢丝绳健康评估方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及起重机设备的技术领域，尤其是涉及一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

钢丝绳为起重机起升机构中核心部件，对于钢丝绳在使用过程中的冲击、磨损、润滑、使用时间、装卸量等参数的实时监测是保证钢丝绳安全、稳定、可靠运行的根本，其中，对钢丝绳健康评估和使用时间计算尤为重要。同时钢丝绳的科学管理也是成本控制、安全效益的最大保障。钢丝绳的数据统计和健康评估的技术研发，也是港口绿色发展的重要支撑。

在实现本申请的过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：一般来说，现阶段港口码头设备上，钢丝绳更换和养护主要依靠维修人员的主观意识，往往凭借维修人员感觉以及钢丝绳的实际使用时间，判断钢丝绳是否需要进行更换，没有一个钢丝绳管理系统的判断方法。同时在钢丝绳类型选型上缺乏专业的知识和科学理论，完全仿照其他港口使用的钢丝绳型号规格，不探究其内在因素和外在影响，并且更换钢丝绳的频率完全依托钢丝绳的使用时间或是钢丝绳在使用中出现比如断丝、断股等直接可目测的问题。

发明内容

为了帮助港口工作人员进行钢丝绳的选型并对已投入使用中的钢丝绳的健康状态进行实时监控，本申请提供的一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法、装置、设备及存储介质。

第一方面，本申请提供一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法，采用如下的技术方案：所述方法包括：获取最大货物重量以及滑轮传动效率；

根据所述最大货物重量以及所述滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；

根据所述工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；

根据所述绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；

待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；

根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估；

计算钢丝绳对应的剩余运行时间。

通过上述技术方案，钢丝绳管理系统根据起升机构所能承载的最大货物重量以及滑轮传动效率，计算起升机构所使用的钢丝绳对应的工作静拉力，继而再根据求得的工作静拉力以及由工作人员预设的钢丝绳型号选定起升机构所钢丝绳，使得选定的钢丝绳能够完全满足该港口起升机构的装卸要求；在选定的钢丝绳投入使用后，钢丝绳管理系统利用检测装置实时监测钢丝绳工作时的各项工作参数，根据获取到的工作参数对钢丝绳的健康状态进行评估，使得工作人员能够对钢丝绳是否能够承担装卸任务有一个清楚的认识，并且钢丝绳管理系统根据钢丝绳的健康状态预测钢丝绳当前对应的剩余运行时间，使得工作人员能够对于已经无法继续使用的钢丝绳进行替换，进而减少由于钢丝绳老化而导致的装卸事故。

在一个具体的可实施方案中，将钢丝绳对应的总装卸量与预设的最大总装卸量进行对比；

若所述总装卸量高于所述最大总装卸量，则生成更换指令，所述更换指令用于提示工作人员对钢丝绳进行更换。

通过上述技术方案，钢丝绳管理系统一旦检测到钢丝绳目前已经装卸的货物对应的总重量达到钢丝绳对应的最大总装卸量，会立即生成更换指令，提醒工作人员对于老旧的钢丝绳进行更换，由于港口对于货物的装卸量并不是平均的，存在某些天装卸量大，某些天装卸量小的情况，利用钢丝绳对应的总装卸量来判定钢丝绳是否能够继续使用有助于消除装卸量不平均对于钢丝绳的剩余运行时间的影响。

在一个具体的可实施方案中，将所述实际总运行时间、实际总装卸量以及预设的理论总装卸量代入预设的计算公式中，得到钢丝绳对应的理论总运行时间；

所述计算公式为：

其中，H为实际总运行时间，F为实际总装卸量，T为理论总装卸量，H为理论总运行时间；

将所述理论总运行时间减去所述实际总运行时间，得到钢丝绳对应的剩余运行时间。

通过上述技术方案，由于起重机装卸时间和装卸量是成正比关系，钢丝绳管理系统根据钢丝绳对应的实时总运行时间、实际总装卸量以及国家标准中的推荐运行时间得到钢丝绳对应的理论总运行时间，继而由理论总运行时间以及实际总运行时间得到钢丝绳的剩余运行时间，使得计算得到的剩余运行时间更加符合钢丝绳的实际使用情况。

在一个具体的可实施方案中，将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第一标准值进行对比；

若所述实际总装卸量达到所述第一标准值，则生成第一检修指令；

待工作人员根据所述第一检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第一时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间；

将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第二标准值进行对比；

若所述实际总装卸量达到所述第二标准值，则生成第二检修指令；

待工作人员根据所述第二检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第二时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间。

通过上述技术方案，钢丝绳管理系统在钢丝绳的实际总装卸量达到一定的标准值时，会对应生成检修指令，提醒工作人员对钢丝绳进行检修，当工作人员按照检修指令的要求完成对于钢丝绳的检修任务后，钢丝绳管理系统会对应增加钢丝绳的剩余运行时间，使得钢丝绳对应的剩余运行时间更具科学性，更加符合钢丝绳的实际使用情况。

在一个具体的可实施方案中，将所述单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比；若所述单次装卸货物重量超过所述极限装卸量，则将钢丝绳对应的剩余运行时间设为零，并生成报警指令。

通过上述技术方案，由于钢丝绳每次所能装载的货物重量是有限的，钢丝绳管理系统实时监控起升机构单次装卸任务中的货物重量，一旦货物重量超过了钢丝绳所能承载的极限装卸量，那么钢丝绳极有可能已经损坏，钢丝绳管理系统立即生成报警指令，提示工作人员对损坏的钢丝绳进行替换，进而降低由于钢丝绳损坏而导致事故发生的可能。

在一个具体的可实施方案中，若所述单次装卸货物重量未超过所述极限装卸量，则将所述单次装卸货物重量与预设的超载装卸量进行对比；

若所述单次装卸货物重量超过所述超载装卸量，则判定钢丝绳处于正常超载状态；

统计钢丝绳处于正常超载状态的受力次数；

在所述计算钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还包括：

将所述受力次数与预设的若干取值范围的端点值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果在预设的第三时间表中查找对应的第三时间值系数；

将钢丝绳对应的剩余运行时间减去第三时间值系数与受力次数的乘积。

通过上述技术方案，钢丝绳管理系统在钢丝绳执行装卸任务的过程中，会判断钢丝绳是否处于正常超载状态，虽然钢丝绳处于正常超载状态意味着钢丝绳此时装卸的货物量仍在钢丝绳自身的装卸能力范围之内，但是对于钢丝绳还是存在一定的磨损，使得钢丝绳的实际使用时间下降，因此钢丝绳管理系统根据钢丝绳处于正常超载状态的次数修改钢丝绳对应的剩余运行时间进一步提升了钢丝绳对应的剩余运行时间的科学性。

在一个具体的可实施方案中，实时判断所述单次装卸货物重量是否大于预设的自重值；若所述单次装卸货物重量大于自重值，则启动计时，生成计时时间值；

将所述计时时间值与预设的单次装卸最小时间值进行对比；

若所述计时时间值超过预设的单次装卸最小时间值，则判断钢丝绳是否经过一次海侧陆侧交替变化；

若钢丝绳经过一次海侧陆侧交替变化，则判定钢丝绳的此次装卸为有效装卸作业。

通过上述技术方案，钢丝绳管理系统在判断钢丝绳在执行此次装卸作业时处于正常状态，未存在超载的情况，那么钢丝绳管理系统会记录钢丝绳的使用时间，若是钢丝绳的使用时间达到单次装卸最小时间值，且钢丝绳经过一次海侧陆侧交替变化过程，那么钢丝绳管理系统可以判定此次装卸为有效装卸作业，使得工作人员能够实时了解钢丝绳的使用情况。

第二方面，本申请提供一种起重机起升机构钢丝绳健康评估装置，采用如下技术方案：所述装置包括：

装卸数据获取模块，用于获取最大货物重量以及滑轮传动效率；

工作静拉力获取模块，用于根据所述最大货物重量以及所述滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；

钢丝绳绳径计算模块，用于根据所述工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；

钢丝绳选定模块，用于根据所述绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；

工作参数监测模块，待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；

健康评估模块，用于根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估；

运行时间计算模块，用于计算钢丝绳对应的剩余运行时间。

第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.钢丝绳管理系统根据起升机构所能承载的最大货物重量以及滑轮传动效率，计算起升机构所使用的钢丝绳对应的工作静拉力，继而再根据求得的工作静拉力以及由工作人员预设的钢丝绳型号选定起升机构所钢丝绳，使得选定的钢丝绳能够完全满足该港口起升机构的装卸要求；在选定的钢丝绳投入使用后，钢丝绳管理系统利用检测装置实时监测钢丝绳工作时的各项工作参数，根据获取到的工作参数对钢丝绳的健康状态进行评估，使得工作人员能够对钢丝绳是否能够承担装卸任务有一个清楚的认识，并且钢丝绳管理系统根据钢丝绳的健康状态预测钢丝绳当前对应的剩余运行时间，使得工作人员能够对于已经无法继续使用的钢丝绳进行替换，进而减少由于钢丝绳老化而导致的装卸事故；

2.钢丝绳管理系统在钢丝绳的实际总装卸量达到一定的标准值时，会对应生成检修指令，提醒工作人员对钢丝绳进行检修，当工作人员按照检修指令的要求完成对于钢丝绳的检修任务后，钢丝绳管理系统会对应增加钢丝绳的剩余运行时间，使得钢丝绳对应的剩余运行时间更具科学性，更加符合钢丝绳的实际使用情况。

附图说明

图1是本申请实施例中起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的流程图。

图2是本申请实施例中起重机起升机构钢丝绳健康评估装置的结构框图。

附图标记：301、装卸数据获取模块；302、工作静拉力获取模块；303、钢丝绳绳径计算模块；304、钢丝绳选定模块；305、工作参数监测模块；306、健康评估模块；307、运行时间计算模块。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法。该方法应用于钢丝绳管理系统，钢丝绳管理系统对钢丝绳整个使用情况进行动态跟踪和科学管理，既能对钢丝绳使用寿命进行健康评估，也能对钢丝绳进行大数据统计，为后续港口购买新的钢丝绳类型和品牌提供数据支撑，为港口工作人员提供精准有效的科学数据，大大提升了钢丝绳的安全性和可靠性。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S10，获取最大货物重量以及滑轮传动效率。

具体来说，钢丝绳管理系统中存储有港口起升机构已装卸货物重量以及滑轮传动效率的历史数据，查找已装卸货物重量中数值最大的历史数据，将其设为最大货物重量，这里所提及的最大货物重量是指起升机构在一次装卸任务中所搬运货物重量值。

S20，计算钢丝绳的工作静拉力。

具体来说，钢丝绳管理系统将获取到的最大货物重量以及滑轮传动效率代入到如下公式中，计算得到所需钢丝绳对应的工作静拉力。

其中，Q为最大货物重量，q为滑轮传动效率。

S30，计算的钢丝绳的绳径。

具体来说，钢丝绳的选择系数为

其中，n为安全系数，例如当钢丝绳的工作级别为M8时，钢丝绳对应的安全系数为9；k为钢丝绳捻制折减系数；w为钢丝绳填充系数；at为钢丝绳的公称抗拉强度。

公称抗拉强度是指材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形。对于没有均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。公称抗拉强度就是试样拉断前承受的最大标称拉应力。是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。

通过GB/T3811-2008标准中可知钢丝绳的选择系数C＝0.124；钢丝绳绳径的计算公式为

将C的数值以及计算得到的工作静拉力代入至上述计算公式中即可得到港口所需钢丝绳对应的绳径。

S40，根据绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳。

具体来说，适合港口设备起重机起升机构使用的钢丝绳，首先需要具备安全型、稳定型、寿命长型这三个特征，根据相关国家推荐标准、钢丝绳使用手册以及港口钢丝绳使用经验得出：在起重机起升机构上使用该型号钢丝绳(40NAT 6×29Fi+Fc-1770-SZ/ZS左右起升卷筒各2根)的装卸效果相对好，并且具有使用寿命长，安全可靠性能高等特点。

S50，待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数。

具体来说，在钢丝绳被安装在港口的起升机构上时，港口的工作人员同时会在起升机构上安装检测装置，用于对钢丝绳在装卸作业过程中所受到的力进行测量。本实施例中，钢丝绳的工作参数至少包括钢丝绳在装载货物过程中的实际受力，起重机起升机构上设有四根钢丝绳，且该四根钢丝绳受力均等，虽然在测量钢丝绳的受力情况时已经将吊钩重量补偿，但是抓斗自重包含在起升重量载荷内，此时钢丝绳的受力等于装卸货物的重量与抓斗自重之和，其中，抓斗自重是个定值，例如，在40吨额定载荷下，矿石抓斗自重为16t，煤炭抓斗自重为12t。一般港口在采购起重设备之前，货物种类和抓斗形式已经确定。当码头为综合型装卸码头，货物种类多样，抓斗形式不同，自重不等的情况下时，可通过转换开关设定抓斗自重。当装卸货物是煤炭时，转换开关处于“煤炭工况”，此时抓斗自重为12t；当装卸货物是矿石时，转换开关处于“矿石工况”，此时抓斗自重为16t。因此在每根钢丝绳运行轨迹的合适部位安装受力传感器，读取每次运行时钢丝绳受力情况，分别标记为第一根钢丝绳受力，即为F1；第二根钢丝绳受力，即为F2；第三根钢丝绳受力，即为F3；第四根钢丝绳受力，即为F4。当F1+F2+F3+F4≥17t时，此时起升机构处于货物装卸运行状态，钢丝绳管理系统分别对F1、F2、F3以及F4每隔5秒钟记录一次参数值。

S60，根据工作参数对钢丝绳进行健康评估。

具体来说，钢丝绳管理系统根据检测装置获取到钢丝绳的工作参数，判断钢丝绳当前所处的工作状态，其中，工作状态包括有效作业状态、正常超载状态以及非正常超载状态。钢丝绳的工作状态与钢丝绳的健康情况之间相关。

S70，计算钢丝绳对应的剩余运行时间。

具体来说，根据该型号钢丝绳(40NAT6×29Fi+Fc-1770-SZ/ZS左右起升卷筒各2根)的性能要求，该种钢丝绳的使用寿命时间推荐为总装卸量为60万吨货物。完成超过60万吨装卸量作业的钢丝绳在安全性呈指数级别降低，建议更换新的钢丝绳。需要说明的是，这里所说的60万吨装卸量为一个参考值。对于大型繁忙的物流码头，可根据码头的实际使用情况，适当降低该参数值；而对于一些工厂生产自用企业，装卸生产率不高的码头，可根据码头实际使用情况和经验，适当提高60万吨这个参数值。当使用不同品牌不同类型的钢丝绳时，其装卸总量不同，该参数值需要多次修正和调整，并将这种类型钢丝绳实际使用数据进行分析和统计。这里60万吨的参数值则是根据码头前期大量装卸经验和钢丝绳厂家设计寿命推荐总结得出的。

钢丝绳的剩余运行时间为钢丝绳的理论总运行时间减去实际总运行时间，其中，钢丝绳对应的实际总运行时间钢丝绳管理系统在该钢丝绳投入使用后，就会进行记录，钢丝绳的理论运行时间可以根据以下公式计算：

其中，H′为实际总运行时间，F为实际总装卸量，T为理论总装卸量，H为理论总运行时间。

n为每隔5秒一次记录的每根钢丝绳受力值。

在一个实施例中，为了降低由于钢丝绳的故障而导致装卸作业失败，进而造成企业经济损失的可能，根据工作参数对钢丝绳进行健康评估，具体可以执行为以下步骤：

钢丝绳管理系统在钢丝绳首次投入使用后，会对钢丝绳今后的每次装卸作业进行检测，得到钢丝绳每次执行装卸作业时的受力数据，并以单根钢丝绳为单位，将每根钢丝绳对应的受力数据相加，得到该跟钢丝绳对应的总装卸量，继而将计算得到的总装卸量与预先设置在钢丝绳管理系统的最大总装卸量进行对比，若是该跟钢丝绳对应的总装卸量高于最大总装卸量，那么钢丝绳管理系统会立即生成更换指令，并将生成的更换指令发送至工作人员的智能设备，其中，更换指令用于提示工作人员对钢丝绳进行更换。一般来说，钢丝绳处于非正常超载状态是因为吊钩被船舶舱边勾住或起升机构上钢丝绳在滑环组中脱槽，使得钢丝绳无法起升。需要说明的是，对于钢丝绳的超载检测有逻辑循环时间，由于起升机构速度快，惯性大，可能会造成钢丝绳瞬间受力大于最大装卸量，钢丝绳管理系统会根据非正常超载状态的持续时间来判断钢丝绳是否真正处于非正常超载状态。

在一个实施例中，为了提高钢丝绳对应的剩余运行时间数据的科学性，在得到钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还可以执行以下步骤：

钢丝绳管理系统将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第一标准值进行对比，若是钢丝绳的实际总装卸量达到了第一标准值，钢丝绳管理系统则会生成第一检修指令，并将第一检修指令发送至港口工作人员的智能终端，港口工作人员从智能设备上查看相应的第一检修指令，并根据第一检修指令的要求对钢丝绳进行检修；待工作人员根据第一检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，工作人员通过智能设备向钢丝绳管理系统发送第一检修任务完成指令，钢丝绳管理系统在接收到第一检修任务完成指令后，会按照预设的第一时间值增加至钢丝绳对应的剩余运行时间，钢丝绳的剩余运行时间随之增加。

钢丝绳管理系统将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第二标准值进行对比，若是钢丝绳的实际总装卸量达到了第二标准值，钢丝绳管理系统则会生成第二检修指令，并将第二检修指令发送至港口工作人员的智能终端，港口工作人员从智能设备上查看相应的第二检修指令，并根据第二检修指令的要求对钢丝绳进行检修；待工作人员根据第二检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，工作人员通过智能设备向钢丝绳管理系统发送第二检修任务完成指令，钢丝绳管理系统在接收到第二检修任务完成指令后，会按照预设的第二时间值增加至钢丝绳对应的剩余运行时间，钢丝绳的剩余运行时间随之增加。

本实施例中，第一标准值的取值范围为15万吨至25万吨，实际取值由工作人员根据港口的实际情况进行设置；第二标准值的取值范围为35万吨至45万吨，实际取值由工作人员根据港口的实际情况进行设置。第一时间值与第二时间值为出厂时钢丝绳厂家仿真计算得到的，第一标准值的取值范围为7到12小时；当第一次检查维护时，工作人员会查看钢丝绳表面磨损情况、变形、断丝断股等现象，以及绳体润滑状态，当所有参数都表现优良时，维修人员确认时按第一时间值的上限时间进行确认，当部分参数有瑕疵时，维修人员则会按照第一时间值的中间时间或下限时间确认。第二时间值的取值范围为3到8小时，工作人员对于第二时间值的确认步骤与第一时间值一致，这里不再重复赘述。

港口的工作人员会定期对钢丝绳进行检查维护，使得钢丝绳能够延长运行时间，本申请考虑到这种情况，并相应增加钢丝绳的剩余运行时间，使得钢丝绳的剩余运行时间更加符合钢丝绳的实际情况。

在一个实施例中，为了进一步降低由于钢丝绳的故障而导致装卸作业失败，进而造成企业经济损失的可能，根据工作参数对钢丝绳进行健康评估，具体可以执行为以下步骤：每当钢丝绳执行装卸作业时，钢丝绳管理系统会将本次装卸作业中的装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比，若是本次装卸作业中的货物重量超过了极限装卸量，那么表示钢丝绳目前正处于非正常超载状态，钢丝绳极有可能发生断丝、断股、捻矩、变形等现象，此时需要专业检验人员对钢丝绳进行科学检验和试验后才能判断是否可以进行后续装卸作业。钢丝绳管理系统会将钢丝绳对应的剩余使用时间设为零，并生成报警指令。并且在后续作业过程中，该钢丝绳会一直处于红色报警状态，提醒相关工作人员应随时检查维护钢丝绳状态性能，直到被新钢丝绳更换或代替。有助于减少钢丝绳出现故障但工作人员并不知晓的情况，进而进一步降低由于钢丝绳的故障而导致装卸作业失败，进而造成企业经济损失的可能。

在一个实施例中，为了进一步提升钢丝绳对应的剩余运行时间数据的科学性，在将单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比之后，还可以执行以下步骤：

若是钢丝绳对应的单次装卸货物重量未超过极限装卸量，那么钢丝绳管理系统会将单次装卸货物重量与预设的超载装卸量进行对比，如果该次装卸作业过程中，钢丝绳对应的单次装卸货物重量超过了超载装卸量，那么钢丝绳管理系统判定此时钢丝绳处于正常超载状态，钢丝绳管理系统对钢丝绳处于正常超载状态进行记录，并统计钢丝绳处于正常超载状态的受力次数，也即为钢丝绳处于正常超载状态的次数。

在计算钢丝绳对应的剩余使用时间之后，还可以执行以下步骤：

钢丝绳管理系统将钢丝绳的受力次数与钢丝绳管理系统中预设的若干取值范围的端点值进行对比，得到对比结果，并根据对比结果在预设的第三时间表中查找对应的第三时间值系数，钢丝绳管理系统在钢丝绳对应的剩余运行时间中减去第三时间值系数与受力次数的乘积。本实施例中，第三时间值系数与正常超载次数的取值范围之间的对应关系如下：

第三时间值系数＝0.2(10＜正常超载次数≤20)；或0.4(20＜正常超载次数≤30)；或0.6(30＜正常超载次数≤50)；或0.8(50＜正常超载次数≤100)

需要说明的是，第三时间值系数由钢丝绳厂家仿真计算得到，当正常超载次数越少，第三时间值系数取值越小；当正常超载次数越多，第三时间值系数取值越大。通常情况下，正常超载对钢丝绳本身影响不大，但是频繁超载对钢丝绳使用寿命还是会产生一定的影响，使其减短。因此，本申请充分考虑到频繁的正常超载状态对于钢丝绳的使用寿命的影响，能够进一步提升钢丝绳管理系统计算得到的钢丝绳的剩余运行时间数据的科学性。

在一个实施例中，为了实现钢丝绳管理系统对于钢丝绳工作情况进行监视的效果，根据工作参数对钢丝绳进行健康评估，具体可以执行为以下步骤：

钢丝绳管理系统一旦检测到钢丝绳开始执行装卸任务时，钢丝绳管理系统会实时将钢丝绳本次装卸作业中的装卸货物重量与预设的自重值进行对比，如果本次装卸作业中的装卸货物重量大于自重值，那么钢丝绳管理系统会立即启动计时，一旦检测到的单次装卸货物重量低于自身值，钢丝绳管理系统会立即停止计时，对应生成计时时间值，将生成的计时时间值与预设的单次装卸最小时间值进行对比，若是计时时间值超过预设的单次装卸最小时间值，那么钢丝绳管理系统会接着判断钢丝绳是否经过一次海侧陆侧交替变化，如果判断得到钢丝绳经过一次海侧陆侧交替变化，那么钢丝绳管理系统可以直接判定钢丝绳的此次装卸为有效装卸作业。本实施例中，自重值为17吨，装卸最小时间值为30秒。也即为当F1+F2+F3+F4≥17t且持续时间超过30秒，并经过一次海侧陆侧交替变化过程，可以说明此次起升机构循环为有效的装卸作业量，达到了钢丝绳管理系统对于钢丝绳工作情况进行监视的目的。

钢丝绳管理系统同时会记录起重机的停机时间，将停机时间与预设的停机周期进行对比，若停机时间超过停机周期，则生成第三指令检修，提醒相关工作人员，应尽快检查钢丝绳本身表面腐蚀度、钢丝绳润滑度、钢丝绳弯曲或变形量等参数，并对钢丝绳检测和试验结果在钢丝绳管理系统进行数据确认，使得工作人员对于钢丝绳的健康状况有一个更加清晰的认识。

图1为一个实施例中起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行；除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行；并且图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于上述方法，本申请实施例还公开一种起重机起升机构钢丝绳健康评估装置。

如图2所示，该装置包括以下模块：

装卸数据获取模块301，用于获取最大货物重量以及滑轮传动效率；

工作静拉力获取模块302，用于根据最大货物重量以及滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；

钢丝绳绳径计算模块303，用于根据工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；

钢丝绳选定模块304，用于根据绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；

工作参数监测模块305，待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；

健康评估模块306，用于根据工作参数对钢丝绳进行健康评估；

运行时间计算模块307，用于计算钢丝绳对应的剩余运行时间。

在一个实施例中，健康评估模块306，还用于将钢丝绳对应的总装卸量与预设的最大总装卸量进行对比；

若总装卸量高于最大总装卸量，则生成更换指令，更换指令用于提示工作人员对钢丝绳进行更换。

在一个实施例中，运行时间计算模块307，还用于将实际总运行时间、实际总装卸量以及预设的理论总装卸量代入预设的计算公式中，得到钢丝绳对应的理论总运行时间；

所述计算公式为：

其中，H为实际总运行时间，F为实际总装卸量，T为理论总装卸量，H为理论总运行时间；

将理论总运行时间减去实际总运行时间，得到钢丝绳对应的剩余运行时间。

在一个实施例中，运行时间计算模块307，还用于将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第一标准值进行对比；

若实际总装卸量达到第一标准值，则生成第一检修指令；

待工作人员根据第一检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第一时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间；

将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第二标准值进行对比；

若实际总装卸量达到第二标准值，则生成第二检修指令；

待工作人员根据第二检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第二时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间。

在一个实施例中，健康评估模块306，还用于将单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比；

若单次装卸货物重量超过极限装卸量，则将钢丝绳对应的剩余运行时间设为零，并生成报警指令。

在一个实施例中，健康评估模块306，还用于若单次装卸货物重量未超过极限装卸量，则将单次装卸货物重量与预设的超载装卸量进行对比；

若单次装卸货物重量超过超载装卸量，则判定钢丝绳处于正常超载状态；

统计钢丝绳处于正常超载状态的受力次数；

在计算钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还包括：

将受力次数与预设的若干取值范围的端点值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果在预设的第三时间表中查找对应的第三时间值系数；

将钢丝绳对应的剩余运行时间减去第三时间值系数与受力次数的乘积。

在一个实施例中，健康评估模块306，还用于实时判断单次装卸货物重量是否大于预设的自重值；

若单次装卸货物重量大于自重值，则启动计时，生成计时时间值；

将计时时间值与预设的单次装卸最小时间值进行对比；

若计时时间值超过预设的单次装卸最小时间值，则判断钢丝绳是否经过一次海侧陆侧交替变化；

若钢丝绳经过一次海侧陆侧交替变化，则判定钢丝绳的此次装卸为有效装卸作业。

本申请实施例还公开一种计算机设备。

具体来说，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的计算机程序。

具体来说，该计算机可读存储介质，其存储有能够被处理器加载并执行如上述起重机起升机构钢丝绳健康评估方法的计算机程序，该计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种起重机起升机构钢丝绳健康评估方法，其特征在于，所述方法包括：

获取最大货物重量以及滑轮传动效率；

根据所述最大货物重量以及所述滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；

根据所述工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；

根据所述绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；

待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；

根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估；

计算钢丝绳对应的剩余运行时间；

所述工作参数包括钢丝绳对应的实际总运行时间以及实际总装卸量，所述计算钢丝绳对应的剩余运行时间，具体包括：

将所述实际总运行时间、实际总装卸量以及预设的理论总装卸量代入预设的计算公式中，得到钢丝绳对应的理论总运行时间；

将所述理论总运行时间减去所述实际总运行时间，得到钢丝绳对应的剩余运行时间；

所述工作参数还包括单次装卸货物重量，所述根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估，具体包括：

将所述单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比；

若所述单次装卸货物重量超过所述极限装卸量，则将钢丝绳对应的剩余运行时间设为零，并生成报警指令；

在所述将所述单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比之后，还包括：

若所述单次装卸货物重量未超过所述极限装卸量，则将所述单次装卸货物重量与预设的超载装卸量进行对比；

若所述单次装卸货物重量超过所述超载装卸量，则判定钢丝绳处于正常超载状态；

统计钢丝绳处于正常超载状态的受力次数；

在所述计算钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还包括：

将所述受力次数与预设的若干取值范围的端点值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果在预设的第三时间表中查找对应的第三时间值系数；

将钢丝绳对应的剩余运行时间减去第三时间值系数与受力次数的乘积。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作参数包括总装卸量，所述根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估，具体包括：

将钢丝绳对应的总装卸量与预设的最大总装卸量进行对比；

若所述总装卸量高于所述最大总装卸量，则生成更换指令，所述更换指令用于提示工作人员对钢丝绳进行更换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述得到钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还包括：

将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第一标准值进行对比；

若所述实际总装卸量达到所述第一标准值，则生成第一检修指令；

待工作人员根据所述第一检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第一时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间；

将钢丝绳对应的实际总装卸量与预设的第二标准值进行对比；

若所述实际总装卸量达到所述第二标准值，则生成第二检修指令；

待工作人员根据所述第二检修指令完成对于钢丝绳的检修任务后，按照预设的第二时间值增加钢丝绳对应的剩余运行时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估，具体包括：

实时判断所述单次装卸货物重量是否大于预设的自重值；

若所述单次装卸货物重量大于自重值，则启动计时，生成计时时间值；

将所述计时时间值与预设的单次装卸最小时间值进行对比；

若所述计时时间值超过预设的单次装卸最小时间值，则判断钢丝绳是否经过一次海侧陆侧交替变化；

若钢丝绳经过一次海侧陆侧交替变化，则判定钢丝绳的此次装卸为有效装卸作业。

5.一种起重机起升机构钢丝绳健康评估装置，其特征在于，所述装置包括：

装卸数据获取模块(301)，用于获取最大货物重量以及滑轮传动效率；

工作静拉力获取模块(302)，用于根据所述最大货物重量以及所述滑轮传动效率计算钢丝绳的工作静拉力；

钢丝绳绳径计算模块(303)，用于根据所述工作静拉力以及预设的钢丝绳的选择系数计算钢丝绳的绳径；

钢丝绳选定模块(304)，用于根据所述绳径以及预设的钢丝绳型号选定所需要的钢丝绳；

工作参数监测模块(305)，待选定的钢丝绳投入使用后，实时监测钢丝绳的工作参数；

健康评估模块(306)，用于根据所述工作参数对所述钢丝绳进行健康评估；

运行时间计算模块(307)，用于计算钢丝绳对应的剩余运行时间；

运行时间计算模块(307)，还用于将实际总运行时间、实际总装卸量以及预设的理论总装卸量代入预设的计算公式中，得到钢丝绳对应的理论总运行时间；

将所述理论总运行时间减去所述实际总运行时间，得到钢丝绳对应的剩余运行时间；

健康评估模块(306)，还用于将单次装卸货物重量与预设的极限装卸量进行对比；

若所述单次装卸货物重量超过所述极限装卸量，则将钢丝绳对应的剩余运行时间设为零，并生成报警指令；

健康评估模块(306)，还用于若所述单次装卸货物重量未超过所述极限装卸量，则将所述单次装卸货物重量与预设的超载装卸量进行对比；

若所述单次装卸货物重量超过所述超载装卸量，则判定钢丝绳处于正常超载状态；

统计钢丝绳处于正常超载状态的受力次数；

在所述计算钢丝绳对应的剩余运行时间之后，还包括：

将所述受力次数与预设的若干取值范围的端点值进行对比，得到对比结果；

根据对比结果在预设的第三时间表中查找对应的第三时间值系数；

将钢丝绳对应的剩余运行时间减去第三时间值系数与受力次数的乘积。

6.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至4中任一种方法的计算机程序。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至4中任一种方法的计算机程序。

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