Способ оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана



Способ оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана
Способ оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана

 


Владельцы патента RU 2593640:

Закрытое акционерное общество "СММ" (RU)

Изобретение относится к области управления грузоподъемными кранами. Для оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана, оборудованного электронной системой управления, с установленным на нем ограничителем грузоподъемности, в ограничитель грузоподъемности вводят возможность точного подсчета количества циклов и изменения весовых параметров нагружения канатов портального крана, измеряя каждое нагружение в течение времени, и передачи всех этих параметров из ограничителя грузоподъемности в программное устройство, реализующее подсчет числа рабочих циклов в реальном времени, пересчитанных к предельным циклам нагружения по действующим Нормам, адаптируясь при этом к непрерывным изменениям эксплуатации, а также ведущее оперативный подсчет остаточного ресурса работоспособности портального крана на основании собираемой от ограничителя грузоподъемности статистики и заявленного производителем портального крана расчетного числа предельных циклов. Внешнее регистрирующее устройство может быть выполнено в виде персонального компьютера, ноутбука, планшета, сотового телефона или модема, а также на внешнее регистрирующее устройство может быть передан остаточный срок службы данного портального крана на том или ином грузе. Достигается эффективное получение полной и объективной информации о текущем состоянии портального крана за счет получения всесторонней информации в реальном времени, а также в оперативность получения данных об остаточном ресурсе работы крана. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области управления грузоподъемными кранами, а именно: к системе управления работой подъемных кранов, оборудованных электронной системой управления, и, в частности, к способам оценки и мониторинга остаточного ресурса портального крана.

Известен способ управления грузоподъемными механизмами с фиксацией их характеристик и устройство для его осуществления (см., например, патент РФ №2116240), основанный на измерении сигналов, пропорциональных этим характеристикам, первичной обработке указанных сигналов, преобразованных в цифровую форму, в соответствии с предварительно запомненными сигналами, определяющими порядок обработки, координации этой обработки, сформированной импульсной последовательностью в реальном масштабе времени, их индикации и в случае превышения ими допустимых значений формировании управляющих сигналов и подаче последних на исполнительное устройство, при котором задают временной интервал, и о действительно имеющем место превышении сигналами, пропорциональными характеристикам подъемных механизмов допустимых значений, судят в случае появления прошедших первичную обработку сигналов, превысивших установленный пороговый уровень в указанном временном интервале, при этом записывают в долговременную энергонезависимую память для хранения в неизменном виде прошедшие первичную обработку сигналы, пропорциональные указанным характеристикам, для учета ресурса работы крана под нагрузкой, время появления указанных сигналов, превысивших установленный пороговый уровень, и сформированные управляющие сигналы с возможностью считывания в случае необходимости. Указанный способ управления грузоподъемным краном включает измерения нагрузок крана, перемещений крана с грузом и времени работы механизмов, регистрацию полученных данных о работе крана и их сравнение с нормативными показателями работы крана. Однако недостатком известного технического решения является то, что оно не отвечает отечественным и международным требованиям классификации нагружения грузоподъемных кранов по режимам работы, так как не позволяет достоверно определять число циклов работы крана и массу поднимаемых грузов, в результате чего искажаются данные о наработках крана.

Известен также способ, включающий измерения нагрузок крана, его перемещений с грузом и времени работы механизмов, регистрацию полученных данных о работе крана и их сравнение с нормативными показателями работы крана (см., например, патент РФ №2245837).

Известно применение ограничителя нагрузки (см., например, патент РФ №2448037), содержащий датчики нагрузки, датчик угла азимута, подключенные к управляющему устройству, где датчики нагрузки выполнены с возможностью измерения механических напряжений или деформаций в двух направлениях или измерения двух составляющих вектора нагрузки.

Однако указанный способ и применение ограничителя нагрузки не позволяют даже после сравнения с нормативными показателями работы крана сделать вывод об остаточном ресурсе крана и как следствие этого предположения о дальнейшем сроке службы крана.

Целью заявляемого изобретения является повышение точности, объективности и оперативности оценки остаточного ресурса конструкции портального крана.

Технический результат настоящего изобретения состоит в более эффективном получении полной и объективной информации о текущем состоянии портального крана за счет получения всесторонней информации в реальном времени, а также в оперативности получения данных об остаточном ресурсе работы портального крана.

Указанный технический результат достигают тем, что при заявляемом способе оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана, оборудованного электронной системой управления, с установленным на нем ограничителем грузоподъемности, в ограничитель грузоподъемности вводят возможность точного подсчета количества циклов и изменения весовых параметров нагружения канатов портального крана, измеряя каждое нагружение в течение времени, и передачи всех этих параметров из ограничителя грузоподъемности в программное устройство, реализующее подсчет числа рабочих циклов в реальном времени, пересчитанных к предельным циклам нагружения по действующим Нормам, адаптируясь при этом к непрерывным изменениям эксплуатации, а также ведущее оперативный подсчет остаточного ресурса работоспособности портального крана на основании собираемой от ограничителя грузоподъемности статистики и заявленного производителем портального крана расчетного числа предельных циклов по формуле:

где Сост - остаточный ресурс портального крана на текущий момент;

С - полный ресурс портального крана, заявленный производителем;

C k К p k - расход ресурса портального крана при выполнении Ck рабочих циклов с коэффициентом распределения нагрузки К p k , после чего остаточный ресурс крана и его характеристические параметры передают из программного устройства на внешнее регистрирующее устройство. При этом внешнее регистрирующее устройство может быть выполнено в виде персонального компьютера, ноутбука, планшета, сотового телефона или модема, а также на внешнее регистрирующее устройство может быть передан остаточный срок службы данного портального крана на том или ином грузе.

Благодаря наличию приведенных признаков, появляется возможность получения всесторонней информации, а именно: циклов нагружения крана, оценки режимов нагружения в циклах, полной и объективной информации с учетом нормативного учета ресурса, остаточного ресурса работоспособности портального крана, остаточного срока службы данного крана на том или ином грузе, оценку технико-экономического состояния портального крана, используемую для планового технического обслуживания, формирования рекомендаций по его капитальному ремонту, замене и выводу из эксплуатации, а также определения объективной рыночной стоимости.

Заявляемый способ заключается в следующем: с модифицированного ограничителя грузоподъемности, устанавливаемого на каждом портальном кране, оборудованным электронной системой управления, в программное устройство поступает информация о циклах работы портального крана. При этом циклом работы крана считается операция, идентифицируемая изменением нагружения на канатах от значения, близкого к нулю, до некоторого измеряемого среднего значения Pi, и продолжающаяся до следующего изменения к нагружению, близкому к нулю. Нагружение определенного таким образом цикла составляет осредненную величину Pk. В программное устройство заранее введен параметр максимально допустимого веса P для данного портального крана, установленный согласно Нормам (см., например, Правила устройства и безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов ПБ 10-382-00. Госгортехнадзор России, М., ПИО ОБТ, 2000 и ГОСТ 25546-82 «Краны грузоподъемные. Режимы работы»). Отношение Pk к известному для данного портального крана максимальному допустимому весу P определяет вес данного цикла К p k = ( P k / P ) 3 , с которым он будет включен в регистрируемый расход ресурса работоспособности портального крана, или К p k . Коэффициент распределения нагрузки К p k для того или иного режима k работы портального крана рассчитывается на основании анализа весовых характеристик груза и временных компонент цикла работы с ним. Полный прочностной ресурс портального крана может расходоваться в различных режимах его эксплуатации, характеризующихся различными значениями коэффициентами распределения нагрузок, т.е. C k К p k , где C - полный ресурс портального крана, заявленный производителем крана и введенный в программное устройство. Каждое слагаемое C k К p k представляет собой расход общего ресурса крана при выполнении Ck рабочих циклов с коэффициентом распределения нагрузки К p k . Величина Ck непосредственно подсчитывается с помощью технических средств, установленных на портальном кране. Подсчитанный суммарный использованный ресурс портального крана C k К p k на текущий момент позволяет оценить остаточный его ресурс C о с т = С С k К p k .

В свою очередь, это позволяет оценить остаточный срок службы данного крана на том или ином грузе, характеризуемом коэффициентом распределения нагрузки К p k . Конкретно, этот остаточный срок службы портального крана определяется выражением Nkост/(qk hk Dk), где qk - средняя часовая производительность работы, hk - среднее количество часов работы в сутки, Dk - среднее число рабочих дней в году.

На фиг. 1 представлена блок-схема, реализующая заявляемый способ, где 1 - программный блок модифицированного ограничителя грузоподъемности, в котором происходит подготовка параметров, описывающих каждый цикл нагружения и передача их в расчетный блок 2 программного устройства 3, которое содержит блок констант изготовителя 4 и таблицу 5 нормативной классификации кранов по МС ИСО 4301/1 и ГОСТ 25546-82. Передача результатов расчетов из расчетного блока 2 производится на внешнее регистрирующее устройство 6, которое может быть выполнено в виде персонального компьютера, ноутбука, планшета, сотового телефона или модема.

1. Способ оценки и мониторинга ресурса работоспособности портального крана, оборудованного электронной системой управления, с установленным ограничителем грузоподъемности, отличающийся тем, что в ограничитель грузоподъемности вводят возможность точного подсчета количества циклов и изменения весовых параметров нагружения канатов портального крана, измеряя каждое нагружение в течение времени, и передачи всех этих параметров из ограничителя грузоподъемности в программное устройство, реализующее подсчет числа рабочих циклов в реальном времени, пересчитанных к предельным циклам нагружения по действующим Нормам, адаптируясь при этом к непрерывным изменениям эксплуатации, а также ведущее оперативный подсчет остаточного ресурса работоспособности портального крана на основании собираемой от ограничителя грузоподъемности статистики и заявленного производителем портального крана расчетного числа предельных циклов по формуле:

где Сост - остаточный ресурс портального крана на текущий момент;
С - полный ресурс портального крана, заявленный производителем;
- расход ресурса портального крана при выполнении Ck рабочих циклов с коэффициентом распределения нагрузки ,
после чего остаточный ресурс крана и его характеристические параметры передают из программного устройства на внешнее регистрирующее устройство.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что внешнее регистрирующее устройство выполнено в виде персонального компьютера, ноутбука, планшета, сотового телефона или модема.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на внешнее регистрирующее устройство передают остаточный срок службы данного портального крана на том или ином грузе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области кранов и предназначено для управления положением груза при погрузочно-разгрузочных работах. Для определения начального положения груза манипулятора на основе тензометрических данных измеряют положение груза в начальном положении.

Управляют двумя и более грузоподъемными устройствами, в частности двумя подъемными кранами (1a, 1b), как группой, так и по отдельности. Каждое из грузоподъемных устройств содержит электромотор (6а, 6b), управляемый системой управления (3а, 3b), связанной с пультом управления (9а, 9b).

Изобретение относится к области повышения эффективности и обеспечения безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов мостового типа. Для повышения точности и скорости перемещения груза по требуемой траектории грузоподъемным краном мостового типа и компенсации неуправляемых пространственных перемещений груза задают требуемые временные зависимости изменения координат груза в пространстве.

Изобретение относится к системе для автоматического распознавания циклов загрузки машины для перемещения грузов. Система содержит средство определения изменения груза, устройство измерения подъемной силы, средство определения местоположения груза, средство распознавания цикла загрузки.

Изобретение относится к системе управления для высокоподъемного крана. Система управления для высокоподъемного устройства крана содержит элемент (21) для определения давления гидравлического цилиндра переменной длины и получения измеренной величины давления и управляющий элемент (22) для сравнения измеренной величины давления с заданной величиной давления.

Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения. Для обеспечения устойчивости башенного крана закладывают значения собственных частот колебаний башенного крана, полученные предварительно из модального анализа, в память контроллера (1).

Изобретение касается устройства определения положения крюка. Устройство определения положения крюка содержит инструмент для измерения угла между осью во второй системе координат и соответствующей осью в первой системе координат, измеритель ускорения для измерения ускорения крюка в заданном направлении, процессор для создания первой системы координат и второй системы координат и устройство вывода.

Изобретение относится к области кранов и предназначено для управления положением груза при погрузочно-разгрузочных работах. При позиционировании груза измеряют положения груза (8), формируют управляющую информацию с помощью компьютера и подают команды управления на исполнительный механизм.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в системах контроля, защиты и управления грузоподъемных машин различного назначения.

Изобретение относится к технике построения бортовых систем контроля, защиты и управления подъемных и транспортных машин. .
Наверх