[发明专利]起重机载荷谱数据获取系统、方法以及疲劳寿命评估系统

说明书

技术领域

本发明涉及起重机剩余疲劳寿命评估领域，尤其涉及一种起重机载荷谱数据获取方法、起重机载荷谱数据获取系统及基于该起重机实测载荷谱数据的起重机剩余疲劳寿命评估系统。

背景技术

起重机械是石油化工、冶金、建筑、水利电力、港口、机械等行业中不可或缺的重要设备。这些设备价格昂贵，制造、安装、调试时间长，使用维护成本高，管理复杂，设备的更新报废使用时间至今没有标准。企业中现有的设备大多已服役多年，它们的使用寿命或极限状态的预测，是企业非常关心和迫切需要解决的问题。因此，科学准确地评估预测大型设备的寿命，实施设备的科学管理，选择设备的最佳更新时间等，对于提高企业的装卸效率、保证企业的安全生产、降低成本、提高经济效益等，都有十分重要的意义。

由于影响金属疲劳的因素复杂，准确预计起重机金属结构剩余疲劳寿命的工作比较困难。目前国内外在解决该问题时采用的方法主要分为两类：一类是基于现场检测的方法，如超声波探伤法、红外线检测法、光纤测试法和涂漆法，这些方法由于监测费用昂贵，传感器的灵敏度要求较高，难以大范围推广；另一类是基于理论分析的方法，如：计算机仿真估算法、断裂力学估算法、疲劳分析估算法和反向推算法。计算机仿真估算法利用计算机虚拟技术，把连续作用的载荷循环离散化处理，不能反映疲劳的过程实质；断裂力学估算法由于经验性很强，难以应用于工程实际；疲劳分析估算法与反向推算法使用理论相同，两种方法均存在由于统计数据的精确性不足，结构初始缺陷无法定量计入而使计算结果出现误差的弊病。

于是，基于实测载荷谱数据评估起重机剩余疲劳寿命的方法开始进入研究人员的视野。但是现有的方法中，起重机实测载荷谱数据往往难以获取，从而导致评估结果不精确甚至影响实际工作的开展。

发明内容

本发明的发明目的在于解决现有方法中因存在难以获得起重机实测载荷谱数据而导致评估不精确或难以应用于实际工作现场等技术难题。

其中，本发明的第一发明目的在于提供一种通用于各种起重机的起重机载荷谱数据获取系统，其技术方案是：

一种起重机载荷谱数据获取系统，包括数据采集装置、数据处理装置、显示装置，其中，数据采集装置采集起重机的工况数据；数据处理装置用于从数据采集装置接收工况数据，并分别对工况数据进行选择、存储；显示装置用于根据用户的请求显示上述工况数据。

根据上述结构，本发明的起重机载荷谱数据获取系统能够得到起重机的起升高度数据、变幅数据、载荷数据、位移数据等各种工况数据，并将各工况数据保存到数据处理装置，对大量的数据进行有选择地存储，实现数据压缩。还可通过显示装置向用户显示所需数据，提供了人机交流的途径，方便用户直观地了解起重机运行工况。

可选的，数据采集装置经由隔离滤波电路将工况数据传送到数据处理装置。

可选的，还具备为上述起重机载荷谱数据获取系统供电的隔离电源。

根据上述结构，能够提高起重机载荷谱数据获取系统的可靠性和抗干扰性。

可选的，数据采集装置包括起升高度传感器、幅度传感器、起升重量传感器和位移传感器中的至少一种；所述的工况数据是指上述起升高度传感器检测到的起重机的起升机构的起升高度数据、上述幅度传感器检测到的起重机的变幅机构的幅度数据、上述起升重量传感器检测到的起重机的载荷机构的载荷数据、上述位移传感器检测到的起重机的行走机构的位移数据中的至少一种。

根据上述结构，本发明的起重机载荷谱数据获取系统能够得到起重机的起升高度数据、变幅数据、载荷数据、位移数据等各种工况数据。并且能够根据不同的起重机种类选用不同的传感器，从而获取所需的工况数据，为载荷谱数据的编制提供了更多的选择，提高了该系统对各种起重机的兼容性。

可选的，所述数据处理装置包括工作状态检测装置、时钟输出装置、开关量触发装置、存储装置；工作状态检测装置，其用于根据各传感器检测到的各数据，判断起重机工作状态，并将上述工作状态输出到上述显示装置进行显示；时钟输出装置，其输出用于标注到传感器检测到的各数据上的时间标记；开关量触发装置，其中存储有不同的数据阈值，将来自各传感器的数据与对应的数据阈值进行比较，符合存储条件时，将表示该数据可存储的开关量信息标记到对应的传感器数据；存储装置，其具备存储标注有时间标记的传感器数据的缓冲存储器和存储符合存储条件的传感器数据及其时间标记的非易失性存储器。

根据上述结构，能够实现数据的实时传送并能够实现各种传感器数据的同步传递接收。还能够通过开关量信息的标记，实现数据的选择、数据压缩的目的。