CN207713291U - 一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，包括港机小车、小车车轮和小车轨道，小车车轮通过小车轮轴连于港机小车上，港机小车通过小车车轮移动于小车轨道上，小车轨道上还设有数个小车轨道扣件，其特征在于：还包括振动传感器、小车位置传感器和信号分析装置。本实用新型能在港口起重机小车运行时在线检测诊断，同时又便于在各大港口推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及港口机械健康评估技术，更具体地说，涉及一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置。
背景技术
港口起重机在港口物流领域应用广泛，主要有岸边集装箱起重机、轨道吊和轮胎吊等，对于港口起重机上所使用的小车轨道扣件部件是否有松动现象，是港口起重机安全运行至关重要的因素。目前对于小车轨道扣件的检测主要都以人工检测为主，检测人员需手持扭力扳手，在高空中对小车轨道上的扣件进行逐个测量检测，使得整个检测周期耗时很长，且效率低下，并还伴随着巨大的安全隐患。为此，长期以来相关技术人员一直在寻求一种能在线、高效而且还能准确地检测出港口起重机小车轨道上所有松动扣件的方法，但至今尚未取得实质性突破。
在国内外已经公开的检测技术中，相对较为突出的方法有两种：图像识别方法和振动信号分析方法。其中，图像识别方法仅能诊断扣件是否脱落，并不能检测出扣件的松紧状态，因而该方法不能满足实际需求。已有的振动信号分析方法具有两类：一类是需要使用敲击锤随小车运行时不停地敲击轨道，同时采集并分析敲击余振的信号，但是，敲击锤机构研制复杂且检测时又限制了小车运行速度；另一类是探索采用ODS(OperationalDeflection Shape)数学模型分析车轮经过某轨道区间的振动信号，人工观察筛选出ODS值的异常情况来识别扣件松动区间，未实现真正的自动诊断，更不易于实现在线诊断。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，能在港口起重机小车运行时在线检测诊断，同时又便于在各大港口推广使用。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，包括港机小车、小车车轮和小车轨道，小车车轮通过小车轮轴连于港机小车上，港机小车通过小车车轮移动于小车轨道上，小车轨道上还设有数个小车轨道扣件，还包括振动传感器、小车位置传感器和信号分析装置；
所述振动传感器设于小车车轮上，用于采集小车车轮移动于小车轨道上产生的振动信号，并将该信号传输至信号分析装置；
所述小车位置传感器设于港机小车上，用于采集港机小车相对于小车轨道的行程位置信号，并将该信号传输至信号分析装置；
所述信号分析装置，用于接收振动传感器和小车位置传感器的信号，分析计算小车车轮和小车轨道的接触位置，并判断小车轨道扣件的松动情况，及其相对小车轨道的位置。
所述的小车车轮上还设有小车轮轴支座，振动传感器设于小车轮轴支座上，振动传感器与小车轮轴中心线垂直方向对齐。
所述的小车位置传感器为编码传感器、磁感应传感器或光学传感器。
所述的信号分析装置设于港机小车上或港机小车外其它位置。
在上述的技术方案中，本实用新型所提供的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，采用振动传感器和位置传感器同步在线采集信号，对振动信号进行分段处理获得其功率谱密度，进而根据频带中功率比的变化判断扣件是否松动并按信号分段进行扣件定位，能够实现在线、快速、准确地对港机小车轨道扣件松动进行检测诊断。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型小车轨道与小车轨道扣件的安装示意图；
图3是本实用新型小车轨道扣件松动的检测流程图；
图4a是本实用新型信号分析装置初始接收第i段振动信号的信号示意图；
图4b是本实用新型信号分析装置初始接收第i段振动信号的功率谱密度的信号示意图；
图4c是本实用新型信号分析装置第j次接收第i段振动信号的信号示意图；
图4d是本实用新型信号分析装置第j次接收第i段振动信号的功率谱密度的信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
请结合图1所示，本实用新型所提供的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，包括港机小车1、小车车轮7和小车轨道8，小车车轮7 通过小车轮轴6连接于港机小车1上，港机小车1通过小车车轮7移动于小车轨道8上，小车轨道8上还设有数个小车轨道扣件9，还包括振动传感器2、小车位置传感器3和信号分析装置4。
较佳的，所述小车车轮7上还设有小车轮轴支座5，而所述振动传感器2设置于小车轮轴支座5上，用于采集小车车轮7在小车轨道8上移动的过程中所产生的振动信号，并将该信号传输至信号分析装置4，振动传感器2安装时，需与小车轮轴6中心线垂直方向对齐。
较佳的，所述小车位置传感器3设置于港机小车1上，用于采集港机小车1相对于小车轨道8的行程位置信号，并将该信号传输至信号分析装置4，小车位置传感器3可以采用编码传感器、磁感应传感器或光学传感器中的任一种。
较佳的，所述信号分析装置4，用于接收振动传感器2和小车位置传感器3的信号，分析计算小车车轮7和小车轨道8的接触位置，并判断小车轨道扣件9的松动情况，及其相对小车轨道8的位置，信号分析装置4 安装于港机小车1上，又或者港机小车1外其它位置。
请结合图2所示，所述小车轨道扣件9，用于将小车轨道8固定于港机结构11上，通常在小车轨道8与港机结构11之间铺设小车轨道垫板10。而小车轨道扣件9，包括：
扣件底座901，用于固定扣件螺栓903，顶部与扣件上盖902贴合，底部与港机结构11焊接；
扣件上盖902，用于固定小车轨道8，底面同时压在小车轨道8的外缘和扣件底座901顶部；
扣件螺栓903，用于固定扣件上盖902，螺杆穿过扣件底座901和扣件上盖902；
扣件螺母904，用于配合扣件螺栓903，被施加预紧扭矩力后，将扣件上盖902压紧。
请结合图3所示，采用本实用新型所提供的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1.在小车轨道扣件全部正常情况下，信号分析装置初始接收振动传感器信号和小车位置传感器信号；
S2.根据小车位置信号与小车轨道扣件位置对应关系，信号分析装置将初始接收的振动传感器信号切分成n段，即
S3.信号分析装置计算得到初始接收的各分段振动信号的功率谱密度为
S4.信号分析装置分析各分段振动信号的功率谱密度，确定各分段振动信号的功率分布相对集中的频带界限fi,k(i＝1,2,…,n；k＝1,2,…,mi)；
S5.信号分析装置计算初始接收的各分段振动信号在[fi,s,fi,e]频带中功率占总功率的比例
S6.信号分析装置将分析诊断次数j赋值为1；
S7.信号分析装置第j次接收振动传感器信号和小车位置传感器信号；
S8.根据小车位置传感器信号与小车轨道扣件位置对应关系，信号分析装置按初始振动信号切分位置，将第j次接收的振动传感器信号切分成n段，即
S9.信号分析装置计算到第j次接收的各分段振动信号的功率谱密度为
S10.信号分析装置计算第j次接收的各分段振动信号在[fi,s,fi,e]频带中功率占总功率的比例
S11.信号分析装置判断第j次接收各分段振动信号的频带中功率比相对于是否发生较大变化，若判断是，记录发生较大变化的分段序号的集合为I，诊断出分段序号集合I中的序号所对应的小车轨道位置处的小车轨道扣件发生松动；若判断否，信号分析装置将分析诊断次数j重新赋值 j＝j+1，返回步骤S7。
较佳的，所述的步骤S5中，信号分析装置计算初始接收的各分段振动信号在[fi,s,fi,e]频带中功率比，采用以下公式：
公式中，s,e∈{1,2,…,mi；s＜e}为第i段振动信号功率谱密度的频带界限序号，Δfi为第i段振动信号功率谱密度的最小频率间隔，为初始接收第i段振动信号的在频率l处的功率谱密度值，fi,max为第i段振动信号功率谱密度的频率最大值。
较佳的，所述的步骤S10中，信号分析装置计算第j次接收的各分段振动信号在[fi,s,fi,e]频带中功率比，采用以下公式：
公式中，为第j次接收第i段振动信号的在频率l处的功率谱密度值，其他同步骤S5。
图4a是本实用新型的检测方法对初始接收振动信号分段后的第i段振动信号，图4b是本实用新型的检测方法计算初始接收第i段振动信号的功率谱密度，并确定了三个频带界限fi,1,fi,2和fi,3，图4c是本实用新型的检测方法对第j次接收振动信号分段后的第i段振动信号，图4d是本实用新型的检测方法计算第j次接收第i段振动信号的功率谱密度。
采用本实用新型所提供的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，计算初始接收的各分段振动信号在频带[fi,1,fi,2]和频带[fi,2,fi,3]中功率比分别为和计算第j次接收的各分段振动信号在频带[fi,1,fi,2]和频带[fi,2,fi,3]中功率比分别为和比较发现频带中功率比和相对于和发生了较大变化，诊断出第i段振动信号对应的小车轨道位置处的小车轨道扣件发生松动。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
Claims (4)
1.一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，包括港机小车、小车车轮和小车轨道，小车车轮通过小车轮轴连于港机小车上，港机小车通过小车车轮移动于小车轨道上，小车轨道上还设有数个小车轨道扣件，其特征在于：还包括振动传感器、小车位置传感器和信号分析装置；
所述振动传感器设于小车车轮上，用于采集小车车轮移动于小车轨道上产生的振动信号，并将该信号传输至信号分析装置；
所述小车位置传感器设于港机小车上，用于采集港机小车相对于小车轨道的行程位置信号，并将该信号传输至信号分析装置；
所述信号分析装置，用于接收振动传感器和小车位置传感器的信号，分析计算小车车轮和小车轨道的接触位置，并判断小车轨道扣件的松动情况，及其相对小车轨道的位置。
2.如权利要求1所述的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，其特征在于：所述的小车车轮上还设有小车轮轴支座，振动传感器设于小车轮轴支座上，振动传感器与小车轮轴中心线垂直方向对齐。
3.如权利要求1所述的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，其特征在于：所述的小车位置传感器为编码传感器、磁感应传感器或光学传感器。
4.如权利要求1所述的一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置，其特征在于：所述的信号分析装置设于港机小车上或港机小车外其它位置。
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| CN108016990A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-05-11 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置及检测方法 |
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| CN108016990B (zh) * | 2018-01-03 | 2024-02-27 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | 一种港口起重机小车轨道扣件松动的检测装置及检测方法 |
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