CN211255014U - 起重机车轮啃轨检测装置 - Google Patents

Abstract

起重机车轮啃轨检测装置，结构体前表面设有平行设置，相反方向延伸的第一和第二梯形滑槽。L型第一齿条的第一梯形齿条和第一梯形滑槽对应装配，第一梯形齿条尾部通过第一弹簧连接在结构体右侧边缘。L型的第一齿条的第一柱形部分端头有第一检测滑轮。第一梯形齿条的多个第一齿与第一编码器轴上的第一齿轮啮合。L型第二齿条一侧结构相同，相对方向设置。可有效解决大车啃轨检测困难的情况，可对啃轨的情况进行量化检测，通过起重机的控制系统针对量化的偏斜数据进行大车纠偏操作，有效解决传统水平轮等物理手段无法从根本上消减大车偏斜的问题，以及传统限位检测方式无法做到量化检测和无法做到灵敏检测的问题。

Description

起重机车轮啃轨检测装置

技术领域

本实用新型属于机械设备领域，特别涉及起重机车轮啃轨检测装置。

背景技术

在起重机自动化大面积普及的形式下，起重机的操作人员也被大面积裁剪，起重机将进入无人化运行时代。但起重机的维护工作却是不能减少，如此一来在人员缺失的情况下，每班一检的工作就无人完成了，只能由自动化起重机的点检程序来完成，但由于点检程序的不完善，而且旧的起重机进行自动化改造，也通常没有更多的传感器实现点检的功能。在起重机运行中由于大车负担比较重（满载负荷与空载负荷基本相当），大车运行机构通常出现问题的概率较大：最常见的就是车轮磨损或轴承磨损导致大车运行发生偏斜,出现啃轨现象。在有人工操作时，基本每班通过在大车运行时听取大车运行声音即可判断出来大车的啃轨状态，但是在自动化普及后，人员的缺失，导致该工作无法完成，并且对于自动化点检程序来说，还没有对应的检测手段来实现该功能。

由于大车发生啃轨时，都是发生在大车的车轮运行出现偏斜的情况下，即大车车轮出现问题，导致大车运行时，无法正常在大车轨道上运行，大车一侧轮缘紧贴轨道，在啃轨状态较轻时，或发出比较尖锐异常的摩擦声音，在比较严重时，将导致两侧大车电机的输出阻力严重不均衡，一侧的大车电机负载将急剧增大，轻则导致电机的驱动装置频繁故障，重则将导致大车电机烧毁或者驱动装置的损毁。将严重影响起重机的生产。目前在大车啃轨方面，起重机的生产厂家也做过很多工作，比如增加水平轮，增加偏斜检测限位等等。但水平轮只能一定程度上克服啃轨的现象，但是在严重不均衡的情况下，仍然会导致一侧的负载增大。而偏斜检测限位，无论是机械式限位还是感应式限位，都存在灵敏度差的情况，无法确保啃轨的检测效果的准确性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供起重机车轮啃轨检测装置，实现大车啃轨的自动检测，满足目前自动化起重机的自动点检的需求。

采用的技术方案是：

起重机车轮啃轨检测装置，包括结构体。

其技术要点在于：

结构体前表面开设有平行设置，相反方向延伸的第一梯形滑槽和第二梯形滑槽。

L型的第一齿条的第一梯形齿条和第一梯形滑槽对应装配，第一梯形齿条设有多个第一齿，第一梯形齿条尾部通过第一弹簧连接在结构体右侧边缘。

L型的第一齿条的第一柱形部分端头设有第一检测滑轮。

多个第一齿与第一齿轮啮合。

第一齿轮设置在第一编码器轴上。

第一齿轮与第一编码器轴紧密配合。

L型的第二齿条的第二梯形齿条和第二梯形滑槽对应装配，第二梯形齿条设有多个第二齿，第二梯形齿条尾部通过第二弹簧连接在结构体左侧边缘。

L型的第二齿条的第二柱形部分端头设有第二检测滑轮。

多个第二齿与第二齿轮啮合。

第二齿轮设置在第二编码器轴上。

第二齿轮与第二编码器轴紧密配合。

其优点在于：

本实用新型可以有效解决大车啃轨的检测困难的情况，可以对大车啃轨的情况进行量化检测，通过起重机的控制系统针对量化的偏斜数据进行大车纠偏操作，从而有效解决传统的水平轮的物理手段无法从根本上消减大车偏斜的问题，以及传统限位检测方式无法做到量化检测和无法做到灵敏检测的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为本装置的安装使用示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本装置在起重机大车台车上安装的示意图。

图6为本装置系统结构图。

结构体1、第一梯形滑槽2、第二梯形滑槽3、第一齿条4、第二齿条5、第一梯形齿条6、第一柱形部分7、第一齿8、第一弹簧9、第一检测滑轮10、第一齿轮11、第一编码器12、保护罩13、大车台车14、大车车轮15、第一编码器支架16、第二梯形齿条17、第二弹簧18、第二检测滑轮19、第二齿轮20、数据处理单元21、设备输出接口22、起重机PLC 23、轨道24、第二编码器25、检测装置支架26、第二编码器支架27。

具体实施方式

起重机车轮啃轨检测装置，包括结构体1，为长方形钢制板状件。

结构体1前表面开设有平行设置的第一梯形滑槽2和第二梯形滑槽3。

第一梯形滑槽2一端穿过结构体1左侧边缘（图1中的左侧），另一端位于结构体1内部区域。

第二梯形滑槽3一端穿过结构体1右侧边缘（图1中的右侧），另一端位于结构体1内部区域。

第一梯形滑槽2和第二梯形滑槽3沿着相反的方向延伸。

第一齿条4包括垂直成90度连接的第一梯形齿条6和第一柱形部分7，整体为L型。

第一梯形齿条6和第一梯形滑槽2对应装配，第一梯形齿条6位于第一梯形滑槽2外部的部分设有多个第一齿8，第一梯形齿条6尾部通过第一弹簧9连接在结构体1右侧边缘支撑部上。

第一梯形齿条6位于结构体1外侧的端头固定连接第一柱形部分7的一端，第一柱形部分7的另一端设有第一检测滑轮10，第一检测滑轮10可以在第一柱形部分7端头转动。

第一柱形部分7向结构体1后方延伸。

多个第一齿8与第一齿轮11啮合。

第一编码器12通过第一编码器支架16固定在结构体1后表面。

第一编码器12轴垂直穿过结构体1，第一齿轮11设置在第一编码器12轴上。

第一编码器12轴与第一齿轮11紧密配合，使得第一编码器12轴将随第一齿轮11同步转动。

第二齿条5包括垂直成90度连接的第二梯形齿条17和第二柱形部分，整体为L型。

第二梯形齿条17和第二梯形滑槽3对应装配，第二梯形齿条17位于第二梯形滑槽3外部的部分设有多个第二齿，第二梯形齿条17尾部通过第二弹簧18连接在结构体1左侧边缘支撑部上。

第二梯形齿条17位于结构体1外侧的端头固定连接第二柱形部分的一端，第二柱形部分的另一端设有第二检测滑轮19，第二检测滑轮19可以在第二柱形部分端头转动。第二柱形部分向结构体1后方延伸。

多个第二齿与第二齿轮20啮合。

第二编码器25通过第二编码器支架27固定在结构体1后表面。

第二编码器25轴垂直穿过结构体1，第二齿轮20设置在第二编码器25轴上。

第二编码器25轴与第二齿轮20紧密配合，使得第二编码器25轴将随第二齿轮20同步转动。

第一柱形部分7和第二柱形部分均为圆柱体。

第二检测滑轮19和第一检测滑轮10边缘形状与轨道24中心位置形状相匹配。

第一齿轮11和第二齿轮20均位于第一梯形滑槽2和第二梯形滑槽3之间的区域。

两侧结构相同，以相对方向设置，检测轨道24两侧的状况。

其工作原理为：

结构体1上加工出两个梯形滑槽，两个梯形齿条底部也加工成梯形，梯形滑槽与梯形齿条底部尺寸规格相对应，使得梯形齿条底部可以镶嵌于结构体1的对应梯形滑槽内，并且两个齿条可以沿着对应的梯形滑槽自由滑动且不会左右晃动。两根齿条分别连接两个检测滑轮，可以对轨道24的两侧偏斜情况进行独立检测。两根齿条分别连接对应的齿轮，齿条的滑动将带动对应齿轮转动，齿轮连接编码器轴，从而齿轮的转动角度将被编码器进行量化检测，从而可以根据齿轮的齿数和模数间接计算出齿条的位移。

两个齿轮将分别带动两个编码器，所以可以对轨道24的两侧偏斜情况分别进行量化检测。每个齿条尾部均连接一个弹簧，弹簧处于拉紧状态，另一端被固定在结构体1上，使得检测滑轮在未受外部作用力拉伸时，齿条将一直被拉紧在结构体内部。编码器通过编码器支架固定于结构体1上。

整个结构体通过一个防护罩13进行封闭和防护。

平时两根齿条将分为左右通过两个检测滑轮紧贴在轨道24上（由于弹簧的拉紧作用），如图3和4所示处于轨道24中心位置，当发生偏斜时，将导致轨道24与检测滑轮（第一检测滑轮10或第二检测滑轮19）间产生作用力，从而导致一侧的齿条伸出，另一侧齿条缩进，两个齿条的运动位移将被对应编码器检测到，并进行量化。

本装置将通过检测装置支架26安装于起重机大车台车14的两组大车车轮15的间隙位置，在大车台车14的两组大车轮15间有一定的间隙，可使用检测装置支架26。检测装置支架26固定连接防护罩13。

两个编码器数据输出端分别连接数据处理单元21的对应端口，数据处理单元21输出端通过设备输出接口22连接起重机PLC 23。

数据处理单元21安装在防护罩13内部。

数据处理单元21将采集左右两侧编码器的数据，计算出相对与轨道24偏斜的情况，反映出大车车轮15的偏斜情况，并进行数据量化，然后根据预设的报警阈值判断是否发生啃轨现象，如果发生啃轨现象，则通过设备输出接口22向起重机的PLC 23发出报警信号，如果未发生啃轨现象，则将当前量化后的车轮偏斜数据发送给起重机的PLC 23，由起重机PLC 23进行进一步的处理。

数据处理单元21通过采用以ST公司的STM32F407芯片为核心处理器以及通用接口芯片来实现，两个编码器均采用倍加福公司的FVS58单圈编码器，该编码器具有13位总分辨率，400kHz的开关频率。设备输出接口22采用通用IO芯片实现。

综上所述：大车啃轨现象归根结底还是大车车轮15运行时与轨道24出现相对位移导致，本实用新型正是根据这一原因，设计一套机械结构，用于检测大车车轮15的与轨道24的相对位移，并具有非常高的精度，根据大车车轮15与轨道24的相对位移可以对大车车轮15的偏斜情况给出一个量化的数据，从而可以传递给自动化运行程序，一可以用来进行报警，二可以用来进行大车纠偏运行（因为有量化的数据，可以实现量化的纠偏效果），从而解决大车啃轨现象无法精确检测和无法根本解决的问题。

Claims (5)

1.起重机车轮啃轨检测装置，包括结构体（1），其特征在于：

结构体（1）前表面开设有平行设置，相反方向延伸的第一梯形滑槽（2）和第二梯形滑槽（3）；

L型的第一齿条（4）的第一梯形齿条（6）和第一梯形滑槽（2）对应装配，第一梯形齿条（6）设有多个第一齿（8），第一梯形齿条（6）尾部通过第一弹簧（9）连接在结构体（1）右侧边缘；

L型的第一齿条（4）的第一柱形部分（7）端头设有第一检测滑轮（10）；

多个第一齿（8）与第一齿轮（11）啮合；

第一齿轮（11）设置在第一编码器（12）轴上；

第一齿轮（11）与第一编码器（12）轴紧密配合；

L型的第二齿条（5）的第二梯形齿条（17）和第二梯形滑槽（3）对应装配，第二梯形齿条（17）设有多个第二齿，第二梯形齿条（17）尾部通过第二弹簧（18）连接在结构体（1）左侧边缘；

L型的第二齿条（5）的第二柱形部分端头设有第二检测滑轮（19）；

多个第二齿与第二齿轮（20）啮合；

第二齿轮（20）设置在第二编码器（25）轴上；

第二齿轮（20）与第二编码器（25）轴紧密配合。

2.根据权利要求1所述的起重机车轮啃轨检测装置，其特征在于：第一柱形部分（7）和第二柱形部分均为圆柱体。

3.根据权利要求1所述的起重机车轮啃轨检测装置，其特征在于：

第一齿轮（11）和第二齿轮（20）均位于第一梯形滑槽（2）和第二梯形滑槽（3）之间的区域。

4.根据权利要求1所述的起重机车轮啃轨检测装置，其特征在于：

第一编码器（12）通过第一编码器支架（16）固定在结构体（1）后表面；

第二编码器（25）通过第二编码器支架（27）固定在结构体（1）后表面。

5.根据权利要求1所述的起重机车轮啃轨检测装置，其特征在于：

第一柱形部分（7）向结构体（1）后方延伸；

第二柱形部分向结构体（1）后方延伸。

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