CN202582708U - 一种抖动故障综合诊断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抖动故障综合诊断系统，用于检测起重机的平衡重油缸和卷扬支架的抖动故障，包括：检测部件，用于检测反映抖动的信息，并发出信号；诊断信号采集部件(7)，与所述检测部件通讯连接，用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；故障诊断部件(8)，与所述诊断信号采集部件(7)通讯连接；并当该故障诊断部件(8)接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。该综合诊断系统的结构设计能够从根源上找到影响抖动的振动源，从而使得故障诊断的准确性和全面性得以提高，从而提高了诊断效率。

Description

一种抖动故障综合诊断系统

技术领域

本实用新型涉及抖动故障诊断技术领域，特别涉及一种抖动故障综合诊断系统。

背景技术

目前市场上反馈大吨位移动式起重机在平衡重油缸伸缩时出现抖动，由于平衡重油缸上铰点与卷扬支架固连，因此引起卷扬系统抖动从而影响起重作业的平稳性。

请参考图1、图2和图3，图1为现有技术中平衡重油缸液压原理图；图2为带有压力检测装置的平衡重油缸液压原理图；图3为图2中压力检测装置的放大图。

起重机平衡重油缸液压原理如图1所示，油缸伸出时液压油通过A口经分流集流阀到平衡阀进入左右平衡重油缸大腔，同时油液打开小腔平衡阀，小腔油液回流到B口；油缸缩时油液从B口进入小腔，同时大腔油液回流到A口。其中，在图1中，附图标记1代表右侧平衡重油缸，附图标记2代表右侧双向平衡阀，附图标记3代表左侧双向平衡阀，附图标记4代表左侧平衡重油缸，附图标记5代表分流集流阀。

现有技术是针对抖动故障在平衡重油缸的进、回油路前安装压力检测装置其原理如图2、3所示，当油缸伸缩时分别检测左右平衡重油缸的控制回路压力，左右平衡重油缸压力差值过大时通过调节控制阀口压力使压差趋于稳定，一般控制左右两缸压差在0～3bar。如果压力差值过大时系统出现抖动，通过调节控制回路压力可以适当缓解。

具体地，在图2中，附图标记6代表液压回路压力检测装置；在图3中，附图标记P1、P2、P3和P4代表着平衡重油缸伸缩控制油路，第一压力传感器61用于检测P1和P4油路的压力，第二压力传感器62检测P2油路分流阀后压力，第三压力传感器63检测P3油路分流阀后压力，第四压力传感器64检测分流阀前压力。

上述现有技术能够减小由压力冲击产生的抖动，但抖动是一个多方因素耦合在一起的复杂过程包括系统受力不平衡、系统不对中、双缸动作不同步等。现有技术只局限于压力控制，当双缸压力同步系统仍出现抖动时该方法失效。

所以，现有技术不能从根源上解决抖动问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种抖动故障综合诊断系统，该综合诊断系统的结构设计能够从根源上找到影响抖动的振动源，从而使得故障诊断的准确性和全面性得以提高，从而提高了诊断效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种抖动故障综合诊断系统，用于检测起重机的平衡重油缸和卷扬支架的抖动故障，包括：

检测部件，用于检测反映抖动的信息，并发出信号；

诊断信号采集部件，与所述检测部件通讯连接，用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；

故障诊断部件，与所述诊断信号采集部件通讯连接；并当该故障诊断部件接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

优选地，所述平衡重油缸的数量为两个，分别为左侧平衡重油缸和右侧平衡重油缸。

优选地，所述检测部件包括检测左侧平衡重油缸的第一加速度计、检测右侧平衡重油缸的第二加速度计及检测卷扬支架的第三加速度计，上述三个加速度计将检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，所述第一加速度计通过第一传输通道将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件；所述第二加速度计通过第二传输通道将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件；所述第三加速度计通过第三传输通道将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，上述各个加速度计检测到的加速度信号均通过电荷放大器、滤波器及A/D模式转换后接入所述诊断信号采集部件。

优选地，所述检测部件还包括检测左侧平衡重油缸的第一位移传感器、及检测右侧平衡重油缸的第二位移传感器，该两个位移传感器将检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，所述第一位移传感器通过第四传输通道将其检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件；所述第二位移传感器通过第五传输通道将其检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，所述检测部件还包括检测左侧平衡重油缸的第一振动频率传感器、检测右侧平衡重油缸的第二振动频率传感器及检测卷扬支架的第三振动频率传感器，上述三个振动频率传感器将检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，所述第一振动频率传感器通过第六传输通道将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件；所述第二振动频率传感器通过第七传输通道将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件；所述第三振动频率传感器通过第八传输通道将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件。

优选地，上述三个振动频率传感器检测到的振动频率信号均通过Math信号转换传输给所述诊断信号采集部件。

在现有技术的基础上，本实用新型所提供的抖动故障综合诊断系统，包括：

检测部件，用于检测反映抖动的信息，并发出信号；

诊断信号采集部件，与所述检测部件通讯连接，用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；

故障诊断部件，与所述诊断信号采集部件通讯连接；并当该故障诊断部件接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

工作时，通过检测部件检测反映抖动的信息，并发出信号；诊断信号采集部件用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；故障诊断部件与所述诊断信号采集部件通讯连接，并当该故障诊断部件接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

由此可知，本实用新型所提供的抖动故障综合诊断系统能够从根源上找到影响抖动的振动源，从而使得故障诊断的准确性和全面性得以提高，从而提高了诊断效率。

附图说明

图1为现有技术中平衡重油缸液压原理图；

图2为带有压力检测装置的平衡重油缸液压原理图；

图3为图2中压力检测装置的放大图；

图4为平衡重油缸的安装示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为本实用新型一种实施例中抖动故障综合诊断系统的原理图。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种抖动故障综合诊断系统，该综合诊断系统的结构设计能够从根源上找到影响抖动的振动源，从而使得故障诊断的准确性和全面性得以提高，从而提高了诊断效率。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图4和图5，图4为平衡重油缸的安装示意图；图5为图4的剖视图。

如图4和图5所示，平衡重油缸是通过销轴与卷扬支架3进行铰接，卷扬支架3前方结构件与转台15连接，后方挂接配重块14，上方分布着塔臂卷扬12、副卷扬11及其卷筒17，因此平衡重油缸在伸缩时承受作用力较大，如果油缸受力不均匀将引起伸缩动作不平稳。

1、抖动的工装检测方法

平衡重油缸伸缩抖动与很多因素有关，其中卷扬支架、副卷扬、塔臂卷扬质量重心分布不均是影响抖动的重要因素之一，本实用新型根据上述系统结构特点设计了抖动的工装检测方法：

第一，将转台15与卷扬支架3铰接处拆除进行平衡重油缸伸缩试验观察是否出现抖动，若无抖动则表明与卷扬支架3无关，若出现抖动则进行下一步。

第二，将塔臂卷扬12与副卷扬11拆除后进行伸缩试验观察抖动是否出现。

第三，将卷扬支架3、副卷扬11、塔臂卷扬12拆除后空缸进行伸缩试验观察抖动现象。

第四，记录各工况的抖动程度依据试验设计理论进行抖动相关性分析。

通过上述试验得出空缸伸缩时未出现抖动；带卷扬支架3去掉副卷扬11和塔臂卷扬12时出现抖动(卷扬支架3结构重心偏载)；带卷扬支架3和副卷扬11、塔臂卷扬12时出现剧烈抖动(质量加重后偏载严重)。参照卷扬系统结构特点得出卷扬支架3、副卷扬11、塔臂卷扬12的结构布置形式与质量重心的分布与抖动存在一定的关系，质量重心分布向副卷扬11方向偏移。

2、基于共振理论的抖动检测方法

基于共振理论的抖动检测方法是以振动频率、噪声信号作为评价指标，当系统振动频率接近自身固有频率时出现抖动现象并出现刺耳的噪声，具体方法如下；

第一，在抖动部件上左平衡重油缸21、右平衡重油缸22、卷扬支架3中心面处安装振动频率计、噪声计。

第二，进行频率计的标定、噪声信号的标准噪声源校准后进行抖动试验。

第三，将频率信号、噪声信号分通道接入数据采集系统。

第四，记录抖动瞬间的振动频率、噪声信号。

第五，对比分析各构件振动频率、噪声信号。

第六，对数据采集系统进行触发运算，找出影响抖动的共振频率与噪声信号值。

第七，根据得出的共振频率与噪声信号值对抖动进行控制(主要是改变系统的质量与刚度从而避开共振峰)。

抖动是多方面、多因素共同作用的结果，抖动的工装检测法，能从装配工艺上找出影响抖动的因素，确定抖动部件。共振检测法，从共振频率、共振噪声信号的角度，找出了抖动故障时的限定值，即临界或超过该共振值时即认定系统出现抖动，两种方法是进行综合设计故障诊断系统的前提与基础。是设计出有效合理的故障诊断的基础方法。由此，本实用新型所提供的抖动故障综合诊断系统甚为必要。

具体地，请参考图6，图6为本实用新型一种实施例中抖动故障综合诊断系统的原理图。

如图6所示，在一种实施例中，本实用新型所提供的抖动故障综合诊断系统，用于检测起重机的平衡重油缸和卷扬支架3的抖动故障，包括：

检测部件，用于检测反映抖动的信息，并发出信号；

诊断信号采集部件7，与检测部件通讯连接，用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；

故障诊断部件8，与诊断信号采集部件7通讯连接；并当该故障诊断部件8接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

工作时，通过检测部件检测反映抖动的信息，并发出信号；诊断信号采集部件7用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；故障诊断部件8与诊断信号采集部件7通讯连接，并当该故障诊断部件8接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

具体地，平衡重油缸的数量为两个，分别为左侧平衡重油缸21和右侧平衡重油缸22。在此基础上，如图6所示，检测部件包括检测左侧平衡重油缸21的第一加速度计41、检测右侧平衡重油缸22的第二加速度计42及检测卷扬支架3的第三加速度计43，上述三个加速度计将检测到的加速度信号传输给诊断信号采集部件7。进一步地，第一加速度计41通过第一传输通道v1将其检测到的加速度信号传输给诊断信号采集部件7；第二加速度计42通过第二传输通道v2将其检测到的加速度信号传输给诊断信号采集部件7；第三加速度计43通过第三传输通道v3将其检测到的加速度信号传输给诊断信号采集部件7。

在上述技术方案中，如图6所示，上述各个加速度计检测到的加速度信号均通过电荷放大器、滤波器及A/D模式转换后接入诊断信号采集部件。

此外，在上述技术方案中，还可以作出进一步具体设计，比如，如图6所示，检测部件还包括检测左侧平衡重油缸21的第一位移传感器51、及检测右侧平衡重油缸22的第二位移传感器52，该两个位移传感器将检测到的位移信号传输给诊断信号采集部件7。进一步地，第一位移传感器51通过第四传输通道v4将其检测到的位移信号传输给诊断信号采集部件7；第二位移传感器52通过第五传输通道v5将其检测到的位移信号传输给诊断信号采集部件7。

此外，还可以对抖动频率进行检测。具体地，如图6所示，检测部件还包括检测左侧平衡重油缸21的第一振动频率传感器61、检测右侧平衡重油缸22的第二振动频率传感器62及检测卷扬支架3的第三振动频率传感器63，上述三个振动频率将检测到的振动频率信号传输给诊断信号采集部件7。进一步地，第一振动频率传感器61通过第六传输通道v6将其检测到的振动频率信号传输给诊断信号采集部件7；第二振动频率传感器62通过第七传输通道v7将其检测到的振动频率信号传输给诊断信号采集部件7；第三振动频率传感器63通过第八传输通道v8将其检测到的振动频率信号传输给诊断信号采集部件7。

需要说明的是，在上述技术方案中，上述三个振动频率传感器检测到的振动频率信号均通过Math信号转换传输给诊断信号采集部件7。

以下将具体介绍上述综合诊断系统的操作方法：

第一，将位移传感器、振动加速度计、振动频率传感器(需要经过Math转换)安装到被测部件上。

第二，对各个检测信号进行数据线连接，加速度计需经过电荷放大器、滤波器及A/D模式转换后接入诊断信号采集系统。

第三，检查诊断信号是否正常，若正常则进行抖动试验。系统自动识别来自8个通道的检测信号如图5所示，点击诊断信号采集系统的开始记录按钮，记录抖动瞬间加速度信号、位移信号、振动频率信号，结束时按停止采集按钮。

第四，诊断信号采集部件7对抖动时检测信号进行分析处理并计算出各项检测信号的限定值。

第五，将信号采集部件7接入故障诊断部件8中。将计算得出的限定值输入故障诊断部件8中作逻辑运算，即当故障诊断部件8接收到超出限定值时进行报警停机。接收信号小于限定值时可在故障诊断部件8中正常存贮记录。设定完限定值后在故障诊断部件中打开采集界面进行故障监测。

该故障诊断部件8可分通道进行信号诊断，以上就是基于振动加速度信号、振动频率信号、振动同步性信号的综合故障诊断系统，该系统集成了影响抖动的三大要素分别是振动加速度、振动频率、振动位移(同步性位移检测)，能够全面的对抖动进行综合性的故障诊断，且测试数据可以实时存储记录，具有良好的人机交换界面便于检测。

综上所述，本实用新型具有如下技术效果：

第一，传统的平衡重油缸伸缩抖动诊断方法是基于压力冲击进行诊断。当压差控制在合理范围内该方法失效，本实用新型是基于振动理论提出的综合控制系统，是从抖动的本质上进行诊断。

第二，该诊断系统涉及影响抖动的三大因素，即振动频率、振动加速度、振动位移。

第三，该诊断系统可以找出影响抖动的振动源即卷扬支架系统重心偏置引起的抖动。

第四，该诊断系统是振动故障诊断方法和双缸运动同步性诊断方法的集成。

第五，该诊断系统可以实时监测到诊断信号并实时存贮记录具有良好的人机交换界面。

第六，该诊断系统可以自动对超出限定值的信号进行逻辑识别后报警停机，通过查看故障通道可以找出影响停机的信号源。

以上对本实用新型所提供的抖动故障综合诊断系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抖动故障综合诊断系统，用于检测起重机的平衡重油缸和卷扬支架的抖动故障，其特征在于，包括：

检测部件，用于检测反映抖动的信息，并发出信号；

诊断信号采集部件(7)，与所述检测部件通讯连接，用于接收上述检测部件发出的信号，并根据该信号得出导致抖动的限定值；

故障诊断部件(8)，与所述诊断信号采集部件(7)通讯连接；并当该故障诊断部件(8)接收的信号超出限定值时进行报警停机，当接收的信号小于限定值时则进行数据存储。

2.如权利要求1所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述平衡重油缸的数量为两个，分别为左侧平衡重油缸(21)和右侧平衡重油缸(22)。

3.如权利要求2所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述检测部件包括检测左侧平衡重油缸(21)的第一加速度计(41)、检测右侧平衡重油缸(22)的第二加速度计(42)及检测卷扬支架(3)的第三加速度计(43)，上述三个加速度计将检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件(7)。

4.如权利要求3所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述第一加速度计(41)通过第一传输通道(v1)将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件(7)；所述第二加速度计(42)通过第二传输通道(v2)将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件(7)；所述第三加速度计(43)通过第三传输通道(v3)将其检测到的加速度信号传输给所述诊断信号采集部件(7)。

5.如权利要求3所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，上述各个加速度计检测到的加速度信号均通过电荷放大器、滤波器及A/D模式转换后接入所述诊断信号采集部件(7)。

6.如权利要求2至5任一项所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述检测部件还包括检测左侧平衡重油缸(21)的第一位移传感器(51)、及检测右侧平衡重油缸(22)的第二位移传感器(52)，该两个位移传感器将检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件 (7)。

7.如权利要求6所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述第一位移传感器(51)通过第四传输通道(v4)将其检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件(7)；所述第二位移传感器(52)通过第五传输通道(v5)将其检测到的位移信号传输给所述诊断信号采集部件(7)。

8.如权利要求2至5任一项所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述检测部件还包括检测左侧平衡重油缸(21)的第一振动频率传感器(61)、检测右侧平衡重油缸(22)的第二振动频率传感器(62)及检测卷扬支架(3)的第三振动频率传感器(63)，上述三个振动频率传感器将检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件(7)。

9.如权利要求8所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，所述第一振动频率传感器(61)通过第六传输通道(v6)将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件(7)；所述第二振动频率传感器(62)通过第七传输通道(v7)将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件(7)；所述第三振动频率传感器(63)通过第八传输通道(v8)将其检测到的振动频率信号传输给所述诊断信号采集部件(7)。

10.如权利要求8所述的抖动故障综合诊断系统，其特征在于，上述三个振动频率传感器检测到的振动频率信号均通过Math信号转换传输给所述诊断信号采集部件(7)。 

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