CN210764084U - 用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，包括卷筒、分别设于卷筒两端用于同步驱动卷筒转动的动力系统和用于监测动力系同步性的监测系统，所述动力系统以动力传递次序依次连接的电动机、制动器、减速机，所述监测系统包括设于电动机与制动器之间的转速传感器、设于电动机供电电缆上的电流传感器、设于棘轮棘爪机构轴系处的振动传感器Ⅰ、数据采集器和工业电脑以及故障提示装置，当出现故障时，故障提示装置响应。本实用新型所述监测系统改现有技术的单一的监测对象，增加了减速机故障提前识别的可能性，尽早调整齿轮传动链中故障诱导因素，降低生产损失，达到提高对生产线提供了基本保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢铁铸造行业的专用起升专用设备的监测系统，具体说是涉及用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统
背景技术
目前，在我国铸造起重机起升机构减速机行业中，要求传动系统有两台电机输入，通过棘轮棘爪机构或行星机构，将两台电机的输入转速合成为一个转速同步输出，以驱动转筒，通过转筒吊运高温熔融液态金属。其需要对设备进行监测，对两台电机输入的两个转速进行动态调整，监测其同步情况，传动系统载荷合理分布情况等，这对炼钢厂生产工艺是否能安全且持续的进行以及生产线的产量有着决定性的影响。为此，中国专利申请公布号为CN1686778(A)的发明专利公开了一种起重机起升机构行星传动链实时监控系统，在中国申请公布号为CN102175453(A)的发明专利公开了一种铸造起重机减速机轴承润滑及故障情况监测系统，前者用于监测两卷筒转速是否同步，以及卷筒转速是否满足设计要求，后者用于判断提示及时给轴承注油或停机检修。
但上述两现有技术的技术方案均不涉及铸造起重机起升机构减速机棘轮棘爪机构这一对保证在产生一种输出转速的同时能够使传动系统不产生额外内应力附加载荷，保证起升系统的使用寿命和安全运行的机械调速机构故障情况的监测；并且，监测指标单一不能对整个传动系中影响安全运转的因素进行全方位监测。在炼钢厂生产过程中留有多处安全隐患，对人员和连续生产均构成了潜在的威胁。因此，发明人通过长时间的调研和研究认为有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，具体而言通过以下技术方案实现：
本实用新型所述的一种用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，包括卷筒、分别设于卷筒两端用于同步驱动卷筒转动的动力系统和用于监测动力系同步性的监测系统，所述动力系统以动力传递次序依次连接的电动机、制动器、减速机，所述监测系统包括设于电动机与制动器之间的转速传感器、设于电动机供电电缆上的电流传感器、设于棘轮棘爪机构轴系处的振动传感器Ⅰ、数据采集器和工业电脑以及故障提示装置；所述转速传感器、电流传感器、振动传感器Ⅰ经数据采集器与工业电脑信号输入端连接，工业电脑信号输出端连接故障提示装置；
转速传感器用于监测棘爪弹出啮合、电动机输入转速不同步及制动器制动不同步故障，电流传感器用于监测一侧电动机超载或传动系统阻力性故障，振动传感器Ⅰ用于监测判断棘爪跳齿频繁程度，当出现故障时，故障提示装置响应。
进一步，还包用于监测卷筒振动故障的振动传感器Ⅱ，所述振动传感器Ⅱ安装于减速机与滚筒连接的轴承座上，所述振动传感器Ⅱ连接于所述数据采集器。
进一步，所述振动传感器Ⅰ或振动传感器Ⅱ为磁吸式振动传感器。
进一步，还包括用于监测减速机漏油故障的液位传感器，所述液位传感器设于减速机齿轮箱下壳体上，所述液位传感器连接于所述数据采集器。
进一步，所述转速传感器为非接触式转速传感器。
进一步，所述电流传感器为霍尔电流传感器。
进一步，所述故障提示装置为声光报警器。
进一步，所述棘轮棘爪机构包括棘轮组件和设于棘轮组件上的顶柱、棘爪，所述顶柱和棘爪配合使用，所述顶柱顶端成半球状，位于棘爪下端在棘爪与顶柱接触处设有球形沟，球形沟的旋转半径大于顶柱顶部的旋转半径。
本实用新型的有益效果：本实用新型所述监测系统改现有技术的单一的监测对象，增加了减速机故障提前识别的可能性，尽早调整齿轮传动链中故障诱导因素，降低生产损失，达到提高对生产线提供了基本保障。本实用新提供了针对棘轮棘爪机构工作原理特性的监测方案，使现役大量的采用棘轮棘爪机构的铸造起重机减速机有了专用的监测系统，提高了安全生产保障。本实用新型的其他有益效果将结合下文具体实施例进行进一步的说明。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为信号采集示意图；
图3为工业电脑内部对转速信号处理示意图；
图4为工业电脑内部对振动信号处理示意图；
图5为工业电脑内部对电流信号处理示意图；
图6为棘轮棘爪机构结构示意图；
图7为棘爪机构结构示意图；
具体实施方式
如图所示1-5：本实用新型需要两组动力系统和监测系统为了表述的方便，用(A)与(B)做了区分，但其结构作用相同且本实用新型所述用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统其左右成对称结构。本实用新型所述的一种用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，包括卷筒16、分别设于卷筒16两端用于同步驱动卷筒16转动的动力系统和用于监测动力系同步性的监测系统，所述动力系统以动力传递次序依次连接的电动机、制动器、减速机，减速机的输入和输出两轴的中间级的传动轴上设有棘轮棘爪机构；所述监测系统包括设于电动机与制动器之间的转速传感器、设于电动机供电电缆上的电流传感器、设于棘轮棘爪机构轴系处的振动传感器Ⅰ、数据采集器和工业电脑以及故障提示装置；所述转速传感器、电流传感器、振动传感器Ⅰ经数据采集器与工业电脑信号输入端连接，工业电脑信号输出端连接故障提示装置；转速传感器用于监测棘爪弹出啮合故障、电动机输入转速不同步及制动器制动不同步故障，电流传感器用于监测一侧电动机超载或传动系统阻力性故障，振动传感器Ⅰ用于监测判断棘爪跳齿频繁程度，当出现故障时，故障提示装置响应。优先的，所述转速传感器为非接触式转速传感器，所述电流传感器为霍尔电流传感器，所述振动传感器Ⅰ以及下文中的振动传感器Ⅱ15为磁吸式振动传感器，所述故障提示装置为声光报警器。
工作原理：根据现场的需要，将电动机(A)1、电动机(B)2、制动器(A)3、制动器(B)4、减速机(A)5、减速机(B)6、棘轮棘爪机构(A)7、棘轮棘爪机构(B)8，按照上述连接关系组装形成整个传动系。并将霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10、非接触式转速传感器(A)11、非接触式转速传感器(B)12、磁吸式振动传感器Ⅰ(A)13、磁吸式振动传感器Ⅰ(B)14，按照上述布置和电连接关系安装构建“多点”监测系统。
就转速传感器布置及检测目的而言：所述电动机(A)1、电动机(B)2转动分别经制动器(A)3和制动器(B)4将动力传递给减速机(A)5、减速机(B)6。此时非接触式转速传感器(A)11、非接触式转速传感器(B)12分别监测减速机输入轴处输入转速并将信号经数据采集器传输给工业电脑。工业电脑将非接触式转速传感器(A)11、非接触式转速传感器(B)12的电流数据进行比较运算，当差异超过认为设置在工业电脑中的初始设定值时，工业电脑给声光报警器控制信号，声光报警器提示时，检修人员可判断输入转速差异较大，则其中一套棘轮棘爪机构的棘爪弹出啮合可能存在故障，需检修。当差异在允许的范围内即小于人为在工业电脑中输入的初始设定值时，则继续监测。
进一步的，为了更全面的监测棘轮棘爪机构运行情况，可通过磁吸式振动传感器Ⅰ(A)13、磁吸式振动传感器Ⅰ(B)14对减速机棘轮棘轮轴系的轴承部位振动情况进行实时监测，磁吸式振动传感器Ⅰ(A)13、磁吸式振动传感器Ⅰ(B)14分别进行实时监测，并将信号经数据采集器传输给工业电脑。其各自检测的数据单独与工业电脑设定值进行比较，当超过设定值，工业电脑给声光报警器控制信号，声光报警器提示时，检修人可以判定棘轮棘爪机构可能出现故障，当在允许的范围内，则继续监测且可以监测出棘爪跳齿频繁程度，以及轴承的运转情况。
就电流传感器布置及检测目的而言：当电动机(A)1、电动机(B)2运转时，所述霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10对电动机(A)1、电动机(B)2分别进行实时监测，并将信号经数据采集器传输给工业电脑。工业电脑将霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10的电流数据进行比较运算，当差异超过认为设置在工业电脑中的初始设定值时，工业电脑给声光报警器控制信号，声光报警器提示时，检修人员可判断输入电流差异较大，则电流差异较大则两电动机负载不均，传动系统阻力性故障，必要时需要停机整修。当差异在允许的范围内即小于人为在工业电脑中输入的初始设定值时，则继续监测。进一步的，当电动机(A)1、电动机(B)2输入转速同步、减速机(A)5、减速机(B)6输出转速为同一种输出转速时，传动系统正常安全运转，霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10两监测电流数值均较小。起吊超载时，霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10自身监测电流数值同时超过工业电脑的设定值时且两者的差值小在合理的范围，工业电脑给声光报警器控制信号，声光报警器提示时，检修人员可判断起吊超载，应当停机。若与此同时，当霍尔电流传感器(A)9、霍尔电流传感器(B)10两监测电流数值差大超过了合理范围，修人员基本可以判断起吊超载或传动系统阻力性故障均有可能。
作为上述实施例的优化，可以在减速机与滚筒连接的轴承座上安装振动传感器Ⅱ15，所述振动传感器Ⅱ15连接于经数据采集器连接于工业电脑用于监测卷筒16振动故障。其原理和上述磁吸式振动传感器Ⅰ(A)13或磁吸式振动传感器Ⅰ(B)14监测原理是一样的，在此不再赘述。当然的，为了更全面的监测整个传动系统运行情况，以能综合判定当前设备的运行安全性，还可以在减速机齿轮箱下壳体上安装液位传感器，液位传感器连接于经数据采集器连接于工业电脑用于用于监测减速机漏油故障，此为现有技术在此不再赘述。
上述工业电脑内部运算，将传感器监测的信号进行比较运算以及通过逻辑功能判断是否大于或小于设定初始设定值该程序部分是本领域的普通技术人员常规技术，也是工业电脑自身基本功能，不再赘述。
进一步的，本实用新型不仅采用合理布置的检测电气元件来构建“多点”监测系统来实现提高安全生产保障、降低生产损失，提前预防的目的，其次，又创造性的有机的设计了棘轮棘爪机构以保护本实用新型所述减速机，更是提高了安全生产保障，降低故障率。具体如图6-7：所述棘轮棘爪机构设于减速机的输入和输出两轴的中间级的传动轴上，棘轮棘爪机构具有单向传递扭矩特性，采用棘轮棘爪机构当电动机(A)1、电动机(B)2存在转速差时，通过棘轮棘爪打滑和啮合作用，一台电动机受载，转速下降，另一台电动机跟上，整个系统不断地处于动平衡状态，使卷筒16只能产生一种转速，保证了钢水罐始终处于水平状态。若其中一台减速器的高速轴端出现电动机失效、制动器失效、轴承失效、高速轴断轴、断齿等故障，另一台电动机驱动整个系统，故障减速器的棘轮棘爪机构打滑，能够完成一个工作循环，确保安全生产。进一步的，本实用新型所述的棘轮棘爪机构包括棘轮组件17和设于棘轮组件上的顶柱18、棘爪19，所述顶柱18和棘爪19配合使用，所述顶柱18顶端成半球状，位于棘爪19下端在棘爪与顶柱接触处设有球形沟20，球形沟的旋转半径大于顶柱顶部的旋转半径。当棘爪与顶柱相对运动时，将现有技术中棘爪与顶柱滑动摩擦部分转化成滚动磨擦，增强了顶柱的抗磨损能力，提高顶柱使用寿命。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，包括卷筒、分别设于卷筒两端用于同步驱动卷筒转动的动力系统和用于监测动力系同步性的监测系统，其特征在于：所述动力系统以动力传递次序依次连接的电动机、制动器、减速机，所述监测系统包括设于电动机与制动器之间的转速传感器、设于电动机供电电缆上的电流传感器、设于棘轮棘爪机构轴系处的振动传感器Ⅰ、数据采集器和工业电脑以及故障提示装置；所述转速传感器、电流传感器、振动传感器Ⅰ经数据采集器与工业电脑信号输入端连接，工业电脑信号输出端连接故障提示装置；
转速传感器用于监测棘爪弹出啮合故障、电动机输入转速不同步、及制动器制动不同步故障，电流传感器用于监测一侧电动机超载或传动系统阻力性故障，振动传感器Ⅰ用于监测判断棘爪跳齿频繁程度，当出现故障时，故障提示装置响应。
2.根据权利要求1所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：还包用于监测卷筒振动故障的振动传感器Ⅱ，所述振动传感器Ⅱ安装于减速机与滚筒连接的轴承座上，所述振动传感器Ⅱ连接于所述数据采集器。
3.根据权利要求2所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：所述振动传感器Ⅰ或振动传感器Ⅱ为磁吸式振动传感器。
4.根据权利要求1或2所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：还包括用于监测减速机漏油故障的液位传感器，所述液位传感器设于减速机齿轮箱下壳体上，所述液位传感器连接于所述数据采集器。
5.根据权利要求1所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：所述转速传感器为非接触式转速传感器。
6.根据权利要求1所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：所述电流传感器为霍尔电流传感器。
7.根据权利要求1所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：所述故障提示装置为声光报警器。
8.根据权利要求1所述的用于铸造起重机主起升的传动系的监测系统，其特征在于：所述棘轮棘爪机构包括棘轮组件和设于棘轮组件上的顶柱、棘爪，所述顶柱和棘爪配合使用，所述顶柱顶端成半球状，位于棘爪下端在棘爪与顶柱接触处设有球形沟，球形沟的旋转半径大于顶柱顶部的旋转半径。
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