门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法制造方法及图纸

技术编号：43080425 阅读：8 留言：0更新日期：2024-10-26 09:31

一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法，涉及起重机钢丝绳无损检测技术领域，其能够精准地判断出钢丝绳的损伤状况。所述门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置中，电动机用于驱动卷筒转动，带动钢丝绳在卷筒上缠绕；支架的顶端连接有编码器装配模块，支架的一侧具有连接孔，连接孔内插设固定有丝杠；丝杠处设置有直线电机，直线电机装配有电磁超声监测探头，直线电机用于带动电磁超声监测探头在丝杠上沿直线左右滑动；编码器装配模块与卷筒接触，卷筒处设置有电磁超声监测探头，电磁超声监测探头依次连接有信号滤波放大模块、信号采集模块、无线信号发射模块、远程计算机监控系统；编码器装配模块和直线电机与无线信号发射模块连接。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及起重机钢丝绳无损检测，尤其涉及一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法。

技术介绍

1、目前，起重机钢丝绳作为连接起重机与被吊运物体之间的关键组件，承担着将重物提升和悬挂的任务。其中，钢丝绳的稳定性和可靠性直接关系到起重作业的安全性。在长期使用过程中，钢丝绳由于磨损、疲劳、锈蚀、变形等原因，容易出现断丝、绳径变细、绳股挤出等多种类型的损伤，从而导致钢丝绳承载能力下降。因此，如不能及时发现损伤并进行处理，最终在吊运货物过程中会出现钢丝绳断裂，进而引发严重的安全事故。

2、现有技术中，对于钢丝绳进行无损检测的常用方法通常包括强磁漏磁检测和弱磁剩磁检测两种。其中，钢丝绳强磁漏磁检测方法在检测钢丝绳表面及近表面损伤方面具有一定的优势，但漏磁检测的灵敏度受到多种因素的影响，包括钢丝绳的磁性、表面状态、缺陷的性质以及磁化强度等；因此，在某些情况下，如果缺陷的磁导率与周围材料相近，或者缺陷非常微小，则无法产生足够的漏磁场以供检测；与此同时，对于远离表面的内部缺陷，由于磁场畸变主要体现在缺陷周围，而在工件表面可能无法产生明显的漏磁场，因此也难以被检测到；此外，由于强磁漏磁检测施加在钢丝绳上的磁场强度很大，因此无法满足钢丝绳正常运转过程中的在线监测。其中，弱磁剩磁检测方法对钢丝绳的微小损伤具有较高的灵敏度，能够实现钢丝绳的在线监测，但该方法容易受到周围环境中其它磁性物体的干扰，如附近的铁磁性材料、电磁设备等；并且，在高速运行情况下，钢丝绳磁化程度不够，则信号采集分析能力差，从而无法保证检测结果的准确性。

3、因此，如何提供一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法，能够在起重机正常工作的情况下，对钢丝绳由于裂纹、腐蚀、疲劳等原因造成的内部损伤而导致钢丝绳承载能力下降的情况进行实时监控，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法，其能够精准地判断出钢丝绳的损伤状况；此外，其在钢丝绳承载能力不足的情况下，能够在加载过程中产生声发射信号，且不局限于对钢丝绳表面或内部具体类型缺陷的检测。

2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，包括：电动机，以及用于控制所述电动机转动的电动机控制箱；所述电动机用于驱动卷筒转动，并带动钢丝绳在所述卷筒上缠绕，且所述卷筒用于带动被吊运货物的提升和下降；

4、支架，所述支架的顶端连接有编码器装配模块，且所述支架的一侧具有连接孔，所述连接孔内插设固定有丝杠；所述丝杠处设置有直线电机，且所述直线电机装配有电磁超声监测探头，所述直线电机用于带动所述电磁超声监测探头在所述丝杠上沿直线左右滑动；

5、所述编码器装配模块与所述卷筒接触，所述卷筒处设置有所述电磁超声监测探头，所述电磁超声监测探头连接有信号滤波放大模块，所述信号滤波放大模块连接有信号采集模块，所述信号采集模块连接有无线信号发射模块，所述无线信号发射模块连接有远程计算机监控系统；并且，所述编码器装配模块与所述无线信号发射模块连接，所述直线电机也与所述无线信号发射模块连接；所述无线信号发射模块设置有控制芯片esp32s3，所述控制芯片esp32s3用于接收所述编码器装配模块监测到的所述卷筒的转动方向和转动速度，并将所述电磁超声监测探头所需的移动方向和移动速度发送给所述直线电机，以使所述直线电机驱动所述电磁超声监测探头运动。

6、实际应用时，所述门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，还包括：底架，且所述底架用于固定支撑整套监测装置；所述底架的底部通过地脚螺栓与起重机金属结构连接，顶部通过紧固螺栓与所述电动机的支脚及所述支架连接。

7、其中，所述编码器装配模块包括：滚轮式编码器，所述滚轮式编码器插入支撑架的中心孔内，且紧固螺钉穿设过所述支撑架的定位孔并拧入所述滚轮式编码器的定位孔中；

8、与所述卷筒的侧壁直接接触的滚轮，所述滚轮插入所述支撑架的所述中心孔内，且所述滚轮式编码器的中心轴插入所述滚轮的中心轴中并通过定位螺钉实现固定。

9、具体地，所述支架的底端通过螺栓与所述底架连接，所述支架的顶端通过螺栓与所述编码器装配模块的所述支撑架连接，且所述支架的所述连接孔通过螺栓实现与所述丝杠的连接。

10、进一步地，所述直线电机与所述电磁超声监测探头之间通过螺纹连接，且所述直线电机的外部模块还包括：电源和控制系统，所述控制系统接收来自所述无线信号发射模块的所述控制芯片esp32s3发送的控制指令，以驱动所述直线电机实现正转和反转。

11、更进一步地，所述信号滤波放大模块设置有opa2171芯片、lt1568芯片和ad8031芯片，且所述opa2171芯片用于对接收到的声发射信号进行放大，所述lt1568芯片用于对放大后的信号进行滤波，所述ad8031芯片用于对经过放大和滤波处理的信号进行整理和稳压。

12、再进一步地，所述信号采集模块设置有ada4932芯片、ad7626芯片和ad7626芯片，且所述ada4932芯片用于把声发射信号从单端信号转化为差分信号，所述ad7626芯片的vcm引脚输出共模电压，经过所述ad8031芯片放大后，输入到所述ada4932芯片的vocm引脚，以使该信号作为所述ad7626芯片进行模拟信号和数字信号转换时的参考电压。

13、一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测方法，包括以下步骤：钢丝绳缠绕在起重机卷筒上，随着被吊运货物的提升和下降，钢丝绳在卷筒上缠紧或缠松；

14、电磁超声监测探头设置于起重机卷筒上，并靠近钢丝绳的缠绕点位置；

15、滚轮式编码器的滚轮与卷筒一侧的侧板接触，并随着卷筒的转动而滚动，滚轮式编码器的输出信号发送到无线信号发射模块的控制芯片esp32s3中；

16、控制芯片esp32s3根据接收到的编码器信号，计算出电磁超声监测探头的移动方向和移动速度，将控制信号发送到探头驱动系统；

17、探头驱动系统带动电磁超声监测探头移动，并保证监测探头始终对应钢丝绳缠绕点；

18、信号滤波放大模块负责将电磁超声监测探头接收到的声发射信号滤波放大，并将处理后的电压信号传输到信号采集模块；

19、信号采集模块将声发射信号由模拟电压信号转化为数字信号并发送到无线信号发射模块；

20、无线信号发射模块将数字化的声发射信号发送到远程计算机监控系统；

21、远程计算机监控系统对声发射信号进行分析和特征参量提取，最终识别出钢丝绳的安全状态。

22、相对于现有技术，本专利技术所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法具有以下优势：

23、本专利技术提供的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置及应用其的方法中，在电动机的带动下，电磁超声监测探头随着钢丝绳的缠绕连续移动，始终保持跟随钢丝绳与卷筒的接触位置；与此同时，使用编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，包括：电动机，以及用于控制所述电动机转动的电动机控制箱；所述电动机用于驱动卷筒转动，并带动钢丝绳在所述卷筒上缠绕，且所述卷筒用于带动被吊运货物的提升和下降；

2.根据权利要求1所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，还包括：底架，且所述底架用于固定支撑整套监测装置；所述底架的底部通过地脚螺栓与起重机金属结构连接，顶部通过紧固螺栓与所述电动机的支脚及所述支架连接。

3.根据权利要求1或2所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所述编码器装配模块包括：滚轮式编码器，所述滚轮式编码器插入支撑架的中心孔内，且紧固螺钉穿设过所述支撑架的定位孔并拧入所述滚轮式编码器的定位孔中；

4.根据权利要求3所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所述支架的底端通过螺栓与所述底架连接，所述支架的顶端通过螺栓与所述编码器装配模块的所述支撑架连接，且所述支架的所述连接孔通过螺栓实现与所述丝杠的连接。

5.根据权利要求1所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所

6.根据权利要求1所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所述信号滤波放大模块设置有OPA2171芯片、LT1568芯片和AD8031芯片，且所述OPA2171芯片用于对接收到的声发射信号进行放大，所述LT1568芯片用于对放大后的信号进行滤波，所述AD8031芯片用于对经过放大和滤波处理的信号进行整理和稳压。

7.根据权利要求1或6所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所述信号采集模块设置有ADA4932芯片、AD7626芯片和AD7626芯片，且所述ADA4932芯片用于把声发射信号从单端信号转化为差分信号，所述AD7626芯片的VCM引脚输出共模电压，经过所述AD8031芯片放大后，输入到所述ADA4932芯片的VOCM引脚，以使该信号作为所述AD7626芯片进行模拟信号和数字信号转换时的参考电压。

8.一种门式起重机钢丝绳损伤在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：钢丝绳缠绕在起重机卷筒上，随着被吊运货物的提升和下降，钢丝绳在卷筒上缠紧或缠松；

...

【技术特征摘要】

5.根据权利要求1所述的门式起重机钢丝绳损伤在线监测装置，其特征在于，所述直线电机与所述电磁超声监测探头之间通过螺纹连接，且所述直线电机的外部模块还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继承，苏宇航，戚政武，高伟，陈建勋，刘德阳，
申请(专利权)人：广东省特种设备检测研究院珠海检测院，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人