本發(fā)明涉及檢測鏈條磨損的方法和裝置,并且更具體而言涉及檢測升降裝置中鏈條的個別鏈節(jié)的磨損的方法和裝置。
背景技術(shù):
在升降機中使用鏈條而利用輪子、皮帶輪或其它利用電驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動的致動器來提升或降低有效負(fù)載。除了對系統(tǒng)的全面維護之外,還必須對升降裝置的鏈條進行定期檢查。磨損的鏈條引起驅(qū)動器的卡止,并且在最壞的情況下磨損的鏈條會斷裂,這將引起嚴(yán)重的事故??梢詮囊曈X上或通過手動測量的方式來對鏈條進行檢查,但是定期地檢查鏈條的每個鏈節(jié)花費的時間較長,從而對生產(chǎn)率造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。
JP2013010634公開了一種鏈條的壽命判斷裝置,其包括檢測任意轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動速度的轉(zhuǎn)動檢測單元。根據(jù)來自轉(zhuǎn)動檢測單元的脈沖來檢測鏈條的長度,并且將該長度與新鏈條的預(yù)定長度進行比較。鏈條的總長度的5%的伸長率被認(rèn)為是警報的界限。
與上述裝置相關(guān)聯(lián)的一個問題在于總長度的伸長率并非是鏈條狀況的良好指示。升降機通常并不總在它們的極值點之間被驅(qū)動,因此鏈條并不均勻地磨損。鏈條在與使鏈條運動的致動器相互作用最頻繁的部分經(jīng)受最多的磨損。即便所有的其余鏈節(jié)完好,一個磨損的鏈節(jié)也足以引起故障或事故。如果僅測量鏈條的伸長率,則這種磨損會仍然難以被發(fā)現(xiàn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種方法和一種用于實施該方法的裝置以消除上述缺點。本發(fā)明的目的通過以獨立權(quán)利要求中所闡述的內(nèi)容為特征的方法和裝置來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
本發(fā)明基于以實現(xiàn)鏈條的損耗影響升降裝置的電驅(qū)動系統(tǒng)為基礎(chǔ)的構(gòu)思。鏈條中的偏差可以通過在升降機工作時檢測電驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)(例如電驅(qū)動系統(tǒng)的負(fù)載、速度或電流)來檢測。當(dāng)完好的鏈條被卷繞時,該鏈條可視為較恒定的負(fù)載,但是當(dāng)損壞的鏈節(jié)被卷繞時,電驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)受明顯的負(fù)載峰值。因此,損壞的鏈節(jié)在電驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)(即,致動器的電機側(cè))引起可被檢測到的脈沖。而在相對側(cè)(即,致動器的負(fù)載側(cè))不需要改變、變化或傳感器。
本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)點在于:在除其之外完好的鏈條中,可以檢測到鏈條中的單個受損鏈節(jié)。如果將測量到的數(shù)據(jù)與位置測量數(shù)據(jù)結(jié)合,則甚至可以獲取受損鏈節(jié)的準(zhǔn)確位置。這些測量可以在升降機正常工作時執(zhí)行,因此可以避免不必要的停工。優(yōu)選地,所需的測量數(shù)據(jù)可以利用已有的傳感器產(chǎn)生,而不需要任何附加的硬件。
附圖說明
下文將參考附圖借助優(yōu)選實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明,在所述附圖中:
圖1示出了總的升降裝置;以及
圖2a和圖2b示出了帶磨損的鏈條的示例以及該鏈條的相應(yīng)的測量結(jié)果。
具體實施方式
圖1示出了包括電驅(qū)動致動器20的升降裝置,所述致動器20通過控制系統(tǒng)30控制。致動器20使鏈條10卷起和放出,以利用例如掛鉤使緊固至鏈條的有效負(fù)載升起或降下。致動器20包括利用控制系統(tǒng)30操作的電動機或由該電動機驅(qū)動。電動機操作一個或更多個鏈輪、輪子、皮帶輪或與鏈條相互作用的其它致動器,從而電動機的軸的轉(zhuǎn)動運動根據(jù)需要將鏈條卷起或放出。電動機優(yōu)選為變頻器驅(qū)動型的。在一實施例中,升降裝置包括接觸器驅(qū)動器。在接觸器驅(qū)動器的實施例中,該系統(tǒng)優(yōu)選包括用于執(zhí)行測量與分析的數(shù)據(jù)處理單元。升降裝置的電驅(qū)動系統(tǒng)包括電驅(qū)動致動器20、電驅(qū)動裝置以及控制系統(tǒng)30。
電動機的驅(qū)動有關(guān)的參數(shù)可以利用電動機、變頻器和/或控制系統(tǒng)的傳感器測量。用于檢測鏈條中的偏差的有用信號包括負(fù)載信號和速度信號,但是其它信號也可以用于該目的。在下文中,提出負(fù)載信號測量結(jié)果的示例,但是也可類似地使用其它合適的信號,例如速度信號。當(dāng)從鏈條10懸掛的有效負(fù)載(例如板條箱)通過致動器被卷起時,電動機經(jīng)受由板條箱的重力、鏈條10在致動器20的傳動機構(gòu)內(nèi)的阻力、摩擦及其它損失構(gòu)成的負(fù)載。如果板條箱以恒定的速度被卷起,即,被提升,則除了在鏈條10損壞的情形下鏈條10在致動器的傳動機構(gòu)內(nèi)的阻力以外,電動機所經(jīng)受的負(fù)載的所有其它分量可以近似于恒定。在一實施例中,在升降裝置的致動器(鏈輪、輪子、皮帶輪等)與升降裝置的電驅(qū)動裝置之間測量負(fù)載信號。在一實施例中,從升降裝置的致動器的電驅(qū)動裝置側(cè)測量負(fù)載信號。
本發(fā)明的一方面為一種升降裝置,該升降裝置包括鏈條10、具有與鏈條相互作用以提升或降下有效負(fù)載的電動機的致動器20以及用于控制電動機的控制系統(tǒng)30??刂葡到y(tǒng)30包括用于測量和輸出第一信號的裝置,第一信號用于指示鏈條中的磨損鏈節(jié)。這種裝置可以包括例如用于測量一個或更多個參數(shù)的一個或更多個傳感器和用于輸入與輸出所述測量的參數(shù)的一個或更多個計算裝置或處理器。在一實施例中,所測得的第一信號為負(fù)載信號或速度信號。在一實施例中,控制系統(tǒng)還包括用于在驅(qū)動升降機時測量位置信號并且將所測得的位置信號與用于指示鏈條中的磨損鏈節(jié)及其在鏈條中的位置的所測得的第一信號相結(jié)合的裝置。在一實施例中,驅(qū)動系統(tǒng)通過內(nèi)部地測量轉(zhuǎn)數(shù)和/或轉(zhuǎn)數(shù)的一部分并將其與取決于鏈輪的圓周的因數(shù)相乘來計算位置信號。在一實施例中,該位置通過利用傳感器測量來自鏈輪軸的脈沖并將其與取決于鏈輪的圓周的因數(shù)相乘得到。
例如,鏈條的鏈節(jié)形狀的變化會防止鏈條恰當(dāng)?shù)嘏浜显趥鲃訖C構(gòu)中,這增大了傳動機構(gòu)內(nèi)的阻力,并且瞬間需要來自電動機的一些附加的動力以克服該增大的阻力。在另一示例中,變形的鏈節(jié)可能抵靠在致動器內(nèi)的表面上,這將引起增大的摩擦,即,也必須通過電動機的瞬時的附加動力來補償阻力。可以從升降裝置的電動機、變頻器和/或控制系統(tǒng)測量這些變化。變化或偏差可以通過檢查測量結(jié)果得出,或者控制系統(tǒng)可以分析測量結(jié)果并且如果檢測到高于或低于特定閾值水平的峰值則產(chǎn)生警報。
在一實施例中,除了用以檢測鏈條中的偏差的第一信號以外,還測量指示鏈條的位置的位置信號。出于其它目的,例如控制所提升的有效負(fù)載,在許多升降裝置中測量鏈條的位置,從而相同的信號可以用于指示當(dāng)前影響第一信號(例如負(fù)載信號或速度信號)的測量的鏈條部分。通過結(jié)合各測量的結(jié)果,第一信號可以表示為鏈條的位置的函數(shù),例如,在圖2b的示例中,負(fù)載表示為鏈條的位置的函數(shù)。在沒有來自位置信號的信息的情況下,第一信號(例如負(fù)載)不得不表示為例如時間或不直接指示鏈條的位置的其它一些參數(shù)的函數(shù),因此尋找所指示的受損鏈節(jié)更困難。在一實施例中,利用升降機的電驅(qū)動裝置的變頻器來執(zhí)行一個或更多個測量。在一實施例中,利用升降機的電驅(qū)動裝置的控制系統(tǒng)來執(zhí)行一個或更多個測量。
在一實施例中,負(fù)載信號利用應(yīng)變測量產(chǎn)生。應(yīng)變測量可以利用安裝在驅(qū)動系統(tǒng)的有效負(fù)載支承軸的軸承附近的應(yīng)變式傳感器來實現(xiàn)。該傳感器也可以安裝在致動器的驅(qū)動軸的軸承附近。在一實施例中,應(yīng)變式傳感器安裝在緊挨著致動器20的軸的軸承的軸支承框架上。
負(fù)載測量可以基于以下事實進行:鏈條的磨損鏈節(jié)的尺寸在鏈節(jié)的磨損過程中已經(jīng)改變。這在磨損鏈節(jié)的內(nèi)端部中尤其可見。在經(jīng)由致動器卷起鏈條的受損部分時,這引起了額外的摩擦(與完好的鏈條相比)和鏈條的細(xì)微變形。在實踐中,磨損的鏈節(jié)在致動器中按照與完好的鏈節(jié)略有不同的路線行進,從而使其自身以與完好的鏈條不同的方式與其它鏈節(jié)、鏈輪以及圍繞鏈輪的鏈條導(dǎo)軌摩擦。這種偏差在操作磨損鏈節(jié)時導(dǎo)致對運動造成增大的阻力和/或增大的摩擦(與完好的鏈條相比),這可以視為例如應(yīng)變式傳感器處的增大的負(fù)載。
本發(fā)明的一方面涉及一種檢測升降裝置的鏈條10中的磨損鏈節(jié)的方法。通過在驅(qū)動升降機時測量升降裝置的第一信號11并且檢測所測得的第一信號11中的跨過特定閾值水平19的峰值13、15來檢測磨損鏈節(jié)。所測得的第一信號11中的峰值13、15代表鏈條10中的磨損鏈節(jié)(12、14)。峰值可以是所測得的信號中的正峰值和/或負(fù)峰值,因此閾值水平可以位于完好的鏈條所產(chǎn)生的正常工作范圍之上和/或之下。在一實施例中,所測得的第一信號11為升降機的負(fù)載信號,并且檢測位于特定閾值水平19之上的峰值13、15。在一實施例中,所測得的第一信號11為升降機的負(fù)載信號,并且檢測位于特定閾值水平19之上和之下的峰值13、15。在一實施例中,所測得的第一信號11為升降機的速度信號,并且檢測跨過特定閾值水平的峰值。
圖2a示出了具有兩個磨損/受損鏈節(jié)12和14的鏈條10的一部分的示例。第一磨損/受損鏈節(jié)12具有更明顯的損壞,而第二鏈節(jié)14的形狀經(jīng)受細(xì)微的變形。圖2b示出了示例性的曲線11,該曲線可以是針對圖2a的鏈條的測量結(jié)果。這些圖對齊,從而圖2b的曲線11在每個點示出直接位于曲線11上方的圖2a的鏈條10的測量結(jié)果。在圖2b中,閾值水平19用水平線表示,并且位于該線之上的測量結(jié)果表示鏈條10的鏈節(jié)損壞。合適的閾值水平19在不同升降裝置之間可以變化。閾值水平的較佳起始點稍大于從新的且完好的鏈條的測量收到的水平。
當(dāng)從左至右跟隨圖2b的曲線11時,在鏈條的位于第一受損鏈節(jié)12之前的完好部分中可見較小的波動或噪聲。該波動或噪聲通常由鏈輪中的鏈條的有角度的運動引起。然而,曲線11位于閾值水平之下,直到第一受損鏈節(jié)12進入致動器的傳動機構(gòu)。第一受損鏈節(jié)12經(jīng)受重大損壞并且其向曲線11產(chǎn)生明顯的峰值13。在受損鏈節(jié)12與14之間,可能也存在一些波動或噪聲,但是這些波動或噪聲位于閾值水平19之下。與第一受損鏈節(jié)12相比,第二受損鏈節(jié)14經(jīng)受輕微的損壞并且其產(chǎn)生清晰但不太明顯的峰值15。在第二受損鏈節(jié)14之后,鏈條的剩余部分或多或少完好并且僅可見較小的波動或噪聲,但這些波動或噪聲也位于閾值水平之下。在一些情況下,可以利用位于正常的工作范圍之下的另一閾值水平來檢測負(fù)載中的瞬時降低。類似行為可見于驅(qū)動相關(guān)的參數(shù)的其它測量中,例如速度測量。取決于所測得的參數(shù),偏差可以達到更高或更低標(biāo)準(zhǔn),但所描述的原理仍然適用。
在一實施例中,在驅(qū)動升降機時測量位置信號。該位置信號可以與所測得的第一信號——例如負(fù)載信號——相結(jié)合,用于根據(jù)所測得的信號獲取鏈條中的磨損鏈節(jié)的位置。這在圖2b中得以示出,可直接將圖2b中的峰值(即受損的鏈節(jié))的位置與實際鏈條中的受損鏈節(jié)的位置作比較。水平軸可表示例如從鏈條的外端部或內(nèi)端部開始的單位為毫米的位置。
在一實施例中,在驅(qū)動升降機時執(zhí)行測量。在大多數(shù)情況下,與在沒有有效負(fù)載的情況下驅(qū)動升降機相比,當(dāng)利用升降機提升有效負(fù)載時測量結(jié)果中的偏差可以更清晰。在一實施例中,在驅(qū)動具有有效負(fù)載的升降機時執(zhí)行測量。閾值19可根據(jù)被提升的有效負(fù)載的質(zhì)量而變化。在一實施例中,利用給出更清晰且有可比性的結(jié)果的升降機的額定負(fù)載或額定的有效負(fù)載來執(zhí)行測量,并且可使用固定閾值。
本發(fā)明的一方面涉及使用升降裝置的速度信號或負(fù)載信號11來檢測升降裝置的鏈條10中的磨損鏈節(jié)12、14。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是,隨著技術(shù)進步,本發(fā)明構(gòu)思可以以不同方式實施。本發(fā)明及其實施例并不限于上文所描述的示例,而是可以在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)變化。