FI89106B

FI89106B - Method and arrangement for monitoring the condition of a lifting cable

Info

Publication number: FI89106B
Application number: FI904344A
Authority: FI
Inventors: Harri Hakala
Original assignee: Kone Oy
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1993-04-30
Also published as: FI89106C; FI904344A; FI914485A0; FI914485A; FI89107B; FI904344A0; FI89107C

Description

8910689106

MENETELMÄ JA LAITTEISTO NOSTOKÖYDEN KUNNON TARKKAILEMISEKSIMETHOD AND APPARATUS FOR MONITORING THE CONDITION OF LIFTING ROPES

5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä ja laitteisto nostoköyden kunnon tarkkailemiseksi.The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring the condition of a hoisting rope according to the preamble of claim 1.

Hissin ja nosturin tärkein kuluva osa on nostoköysi. Sen 10 kunnon tarkkailu on huoltomiehen yleisimpiä tehtäviä. Joissakin maissa on nostoköyden kunnon tarkkailu liitetty pakollisiin hissitarkastuksiin, joissakin taas se on yksinomaan hissiä huoltavan yrityksen vastuulla.The most important wearing part of an elevator and crane is a hoisting rope. Monitoring its 10 condition is one of the most common tasks of a maintenance man. In some countries, monitoring the condition of the hoisting rope is linked to mandatory lift inspections, while in others it is the sole responsibility of the lift maintenance company.

15 Nostoköyden kunnon tarkkailu perustuu yleensä silmämääräiseen lankakatkosten laskemiseen, joka on hidasta ja sisältää epävarmuustekijöitä, esim. huoltomiehen ammattitaidon ja huolellisuuden vaihtelut. Lisäksi esim. valmistusviasta johtuvia langan katkoksia nostoköyden sisällä ei tällöin 20 voida havaita.15 Monitoring the condition of a hoisting rope is usually based on a visual calculation of wire breaks, which is slow and involves uncertainties, such as variations in the professionalism and diligence of the maintenance man. In addition, breaks in the wire inside the hoisting rope due to a manufacturing defect, for example, cannot then be detected.

DE-julkaisussa 3839481 on esitetty menetelmä esim. metalli-köysien poikkipinta-alan vaihteluiden mittaamiseksi, jossa mitataan muutoksia aksiaalisesti magnetoidun köyden 25 aksiaalisessa magneettivuossa. Aksiaalisen magneettivuon muutokset määritellään mittaamalla köyteen menevän tai siitä tulevan radiaalisen magneettivuon muutoksia. Vuon muutokset mitataan käyttämällä kahta satulakäämiä, jotka on sijoitettu vastakkaisille puolille mitattavaa kohdetta. Kohde magne-3G tisoidaan aksiaalisesti vastakkaisiin suuntiin vierekkäisissä osissa. Käämit peittävät ainakin yhden alueen, jossa magneettivuon muutos vaihtelee nollasta maksimiin.DE 3839481 discloses a method for measuring, for example, variations in the cross-sectional area of metal ropes, in which changes in the axial magnetic flux of the axially magnetized rope 25 are measured. Changes in axial magnetic flux are determined by measuring changes in radial magnetic flux to or from the rope. Flow changes are measured using two saddle windings placed on opposite sides of the object to be measured. The target magnet-3G is titrated in axially opposite directions in adjacent portions. The windings cover at least one area where the change in magnetic flux varies from zero to maximum.

DE-julkaisussa 3839469 on vastaavasti esitetty menetelmä 35 esim. teräsköysien poikkipinta-alan muutosten määrittämiseksi, jossa köyden peräkkäisiä osia magnetoidaan aksiaa- 2 89106 lisuunnassa toisiinsa nähden vastakkaisiin suuntiin, ja jossa radiaaliset vuon muutokset ilmaistaan toisiinsa kytketyillä ei-induktiivisilla elimillä, kuten Hall-elemen-teillä.Accordingly, DE 3839469 discloses a method 35 for determining, for example, changes in the cross-sectional area of steel ropes, in which successive parts of the rope are magnetized axially in opposite directions, and in which radial flux changes are detected by interconnected non-inductive elements such as -at your place.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat. Jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten mukaisesti nostoköyden kuntoa tarkkaillaan mittaamalla köyden pinta-ala mittaamalla sen reluktanssi eli magneettinen 0 johtokyky koko köydestä. Tällöin lankakatkokset havaitaan reluktanssin äkillisinä muutoksina, kun taas köyden kuluminen aiheuttaa köyden keskiosaan pienentyneen reluktanssin verrattuna köyden päähän, joka ei kulje vetopyörän yli.The object of the present invention is to obviate the drawbacks of the prior art. According to the claims below, the condition of the hoisting rope is monitored by measuring the area of the rope by measuring its reluctance, i.e. the magnetic 0 conductivity of the whole rope. In this case, wire breaks are observed as sudden changes in reluctance, while rope wear causes a reduced reluctance to the center of the rope compared to the end of the rope that does not pass over the traction sheave.

i5 Keksinnön avulla voidaan nostoköyden katkokset laskea automaattisesti sekä lisäksi arvioida köyden kulumista sen pinta-alan vaihteluiden perusteella.By means of the invention, breaks in the hoisting rope can be calculated automatically and, in addition, the wear of the rope can be estimated on the basis of variations in its surface area.

Keksintöä voidaan käyttää joko huoltomiehen apuvälineenä tai 0 kiinteästi asennettuna turvalaitteena, joka antaa hälytyksen, kun köydet kaipaavat vaihtoa.The invention can be used either as an aid to a maintenance man or as a fixed safety device that gives an alarm when the ropes need to be replaced.

Keksinnöllä saavutetaan seuraavia etuja: - nostoköysien kunnon tarkkailu nopeutuu, sillä koko köysi 5 voidaan tarkistaa yhdellä ajolla normaalinopeudella - tarkkailun luotettavuus parantuu oleellisesti, sillä laite toimii huoltomiehestä riippumatta aina samalla tavalla, ja lisäksi havaitaan myös sisäpuoliset katkokset - köyden kulumisesta saadaan parempi kuva, kun katkosten 20: lisäksi voidaan saada tietoa myös pinta-alan erosta köyden eri osien välillä - tieto köysien vaihtotarpeesta saadaan riittävän aikaisin, jotta uudet köydet voidaan tilata, jolloin toimitusaika ei muodostu ongelmaksi 15 - köydet voidaan käyttää "loppuun", kun tiedetään köyden kunto ja sen muutos tarkalleen.The invention achieves the following advantages: - the monitoring of the condition of the hoisting ropes is speeded up, as the whole rope 5 can be checked in one pass at normal speed - the monitoring reliability is substantially improved, as the device always works in the same way regardless of the service technician, and internal breaks are also detected 20: in addition, information can be obtained on the difference in surface area between the different parts of the rope - information on the need to replace the ropes can be obtained early enough to order new ropes so that delivery time is not a problem 15 - ropes can be used "when" the condition and change exactly.

Il 3 89106Il 3 89106

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittamalla oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaista laitteistoa.In the following, the invention will be described in more detail by means of examples with reference to the accompanying drawing, which shows the apparatus according to the invention.

5 Keksintö käsittää nostoköyden viereen tai sen molemmille puolille sijoitettavan anturin sekä signaalinkäsittelylaitteen. Anturi kannattaa sijoittaa hississä lähelle vetopyörää tai muuhun paikkaan, jossa köysi ei pääse heilumaan.The invention comprises a sensor placed next to or on both sides of the hoisting rope and a signal processing device. It is advisable to place the sensor in an elevator near the traction sheave or in another place where the rope cannot swing.

10 Kuviossa esitetyssä keksinnön mukaisessa laitteistossa köysi 1 sijoitetaan ohuen (muutama millimetri) U-muotoisen muunta-jarautalevyn, jossa on sakarat 2, 3, joiden taivutetut, köyttä vastaan köyden halkaisijan mukaan pyöristetyt päät muodostavat köyden ja sakaroiden välille sakaran köyden 15 poikkileikkaussuuntaisen leveyden määräämän pienen ilmaraon köyden vastakkaisilla puolilla, sekä niitä yhdistävä runko 4, muodostamaan magneettipiiriin siten, että piirin vuo kulkee poikittain köyden läpi. Rautalevyrunkoon on sijoitettu kela 5, joka taas on kytketty rinnan (tai sarjaan) kon-20 densaattorin 6 kanssa.In the apparatus according to the invention shown in the figure, the rope 1 is placed in a thin (a few millimeters) U-shaped transformer iron plate with claws 2, 3, the bent ends of which are rounded according to the rope diameter to form a small cross-sectional width of the rope 15 an air gap on opposite sides of the rope, and a body 4 connecting them, to form a magnetic circuit so that the flow of the circuit passes transversely through the rope. A coil 5 is placed in the iron plate body, which in turn is connected in parallel (or in series) with the capacitor 6.

Näin syntyvän LC-piirin resonanssitaajuus riippuu nyt magneettipiirin reluktanssista, sillä se määrää kelan induktanssin. LC-piiri on puolestaan kytketty osaksi oskillaat-2b toria 7 siten, että LC-piiri määrää sen värähtelytaajuuden. Näin siis köyden pinta-alan muutos aiheuttaa magneettipiirin reluktanssin muutoksen, ja se edelleen kelan induktanssin muutoksen, joka taas muuttaa oskillaattorin taajuutta.The resonant frequency of the resulting LC circuit now depends on the reluctance of the magnetic circuit, as it determines the inductance of the coil. The LC circuit, in turn, is connected to the oscillator-2b square 7 so that its oscillation frequency is determined by the LC circuit. Thus, a change in the surface area of the rope causes a change in the reluctance of the magnetic circuit, and a further change in the inductance of the coil, which in turn changes the frequency of the oscillator.

3':ö Oskillaattorin värähtelytaajuus muutetaan taajuus/jännite-muuntimessa 8 jännitteeksi. Tämä jännite sisältää: - tasajännitetason, joka korreloi köyden pinta-alan kanssa, ja josta siis voidaan arvioida köyden kulumista 35 - matalataajuisen värähtelyn, joka johtuu köyden pinnan epätasaisuudesta 4 89106 - transienttejä, jotka aiheutuvat lankakatkoksista3 'ö The oscillation frequency of the oscillator is converted to 8 voltages in the frequency / voltage converter. This voltage includes: - a level of DC voltage which correlates with the surface area of the rope and from which the wear of the rope can therefore be estimated 35 - low-frequency oscillation due to unevenness of the rope surface 4 89106 - transients due to wire breaks

Lankakatkokset saadaan derivoimalla kuvion mukaisesti signaalia yksikössä 9, jonka jälkeen katkokset voidaan laskea. 5 Köyden paksuus lasketaan yksikössä 10a ja katkokset yksikössä 10b. Näistä voidaan saada hälytys hälytysjärjestelmään.Wire breaks are obtained by deriving the signal in unit 9 according to the figure, after which the breaks can be calculated. 5 The thickness of the rope is calculated in unit 10a and the breaks in unit 10b. These can be used to alert the alarm system.

Tässä ratkaisussa on etuna yksinkertainen signaalinkäsitte-0 ly, jolloin se voidaan toteuttaa halvalla analogiatekniikalla. Käyttöalueeksi sopii esim. kiinteä turvalaite.This solution has the advantage of a simple signal processing, so that it can be implemented with inexpensive analog technology. A suitable safety device is suitable, for example.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyihin 15 esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.It will be apparent to those skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples set forth above, but may vary within the scope of the claims set forth below.

lili

Claims

A method of checking the condition of the support line of a lifting device, which method comprises a magnetic flow directed along or across the line (1) and one or more adjacent the line or on different sides of the placed iron core (2 ... 4) forming a magnetic circuit, measuring the cross-sectional area of the rope by means of the change in the reluctance of the rope as a function of the cross-sectional area, which measured cross-sectional area 10 is used to assess the condition of the rope, noticeable that the change in the reluctance is detected by an around the core core ( 5) which is connected in parallel with or in series with a capacitor (6), wherein the LC circuit which is then energized is connected to an oscillator (7) in such a way that the LC circuit determines the oscillator frequency oscillation frequency, in the output of the oscillator, a signal corresponding to its oscillation frequency is received which describes the condition of the line. 20

Method according to claim 1, characterized in that tree breakage in the line is determined by the derivation of a signal proportional to the oscillation frequency.

Apparatus for checking the condition of the carrier (1) to a lifting device by measuring the magnetic properties of the carrier (1), which device comprises an iron core (2 ... 4) located adjacent to the carrier in the manner of the carrier (1). ) in conjunction with the iron core forms a longitudinal or transverse magnetic circuit, the device further comprising a sensor (5) which responds to the change in the reluctance of the magnetic circuit and an indicator (5 ... 7) indicating this change, reluctance can be determined on the basis of the changes in the cross-sectional area of the line (1), characterized in that the sensor is a winding (5) located on the iron core (4), that the indicator is formed by the winding (4) and one with this winding 8 89106 - or parallel-coupled capacitor (6) and an oscillator (7), to which the LC circuit thus formed is connected in such a way that the oscillator's oscillation frequency varies with the changes in inductance and the output of the oscillator is switched on. d to a frequency / voltage converter (8) which provides a signal describing the condition of the line.

Device according to Claim 3, characterized in that the device comprises a means (9) for derivation of the output signal, which derivatives indicate the tree breaks in the line. li