[发明专利]起重机主梁裂纹监测系统

说明书

技术领域

本发明属于起重设备技术领域，涉及一种主梁裂纹监测系统。

背景技术

起重机的主梁是桥、门式起重机最主要的基础受力构件。主梁长期承受交变载荷的作用，疲劳破坏是主梁主要的失效形式。由于起重机的主梁往往离地面十几米甚至几十米，一旦发生断裂，就会带来严重的生命和财产损失，所以起重机主梁疲劳破坏的早期发现和主梁的安全性预测就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种主梁裂纹监测系统，以实现起重机主梁宏观疲劳裂纹的早期发现。

本发明的技术方案是：该系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要包括起升载荷传感器、小车位置传感器、主梁应变传感器、小车数据采集装置、主梁数据采集装置和系统主机。软件部分主要包括应力监测模块、应力计算模块和综合处理模块。起升载荷传感器安装在起升机构上、小车位置传感器安装在小车运行机构上，它们公用一个小车数据采集装置，该装置安装在小车上。每台起重机有两个主梁，两个主梁是形状相同的箱形结构，在起重机任意横截面上，两个主梁的截面都是关于小车轨距中心线对称的。每个主梁有四个监测截面，两个中间监测截面和两个端部监测截面，中间监测截面位于最靠近起重机跨度中心并对称于跨度中心的两个横隔板处，端部监测截面位于主梁两端截面突变处,端部监测截面也对称于跨度中心。对于每个主梁的每个监测截面，应变传感器的布置方式是：主梁监测截面矩形的四个角附近各安装了一套普通应变片式应变传感器。下部两个角的应变传感器为主传感器，安装在监测截面主梁腹板和主梁横隔板连接焊缝的最下端对应的主梁腹板外侧，这是最可能出现疲劳裂纹的位置；上部两个角的应变传感器为辅助传感器，安装在同一截面的主梁腹板外侧上方，辅助传感器到上盖板的距离等于主传感器到下盖板的距离。主梁数据采集装置安装在主梁上。系统主机安装在司机室内。本系统用辅助传感器监测得到的监测应力与计算得到的该位置对应的一组参数相比较，评估监测应力数据的可信度；用主传感器监测得到的监测应力与计算得到的该位置对应的四种基准应力相比较，判断监测位置上是否存在宏观裂纹。

一、位置和参数的编号规则：

本系统涉及到2个主梁、8个监测截面、32个监测位置，还有4种基准应力、4个位置关系系数、4个载荷关系系数和32个监测应力，它们分别按如下规则编号。

主梁编号：i，i＝1，2。司机室所在的主梁编号为1，另一个主梁编号为2。

监测截面编号：j，j＝1，2，3，4。按到司机室距离的远近程度编号，离司机室最近的端部监测截面编号为1，依次类推。这样四个监测截面中，1号和4号是端部监测截面，它们到跨度中心的距离相等；2号和3号是中间监测截面，它们到跨度中心的距离也相等。

同一监测截面的矩形四个角的位置(简称“角位”)的编号：m，m＝1，2，3，4。下盖板和内腹板(离另一个主梁较近的腹板、偏轨梁的主腹板)的连接处为1号角位，下盖板和外腹板(离另一个主梁较远的腹板、偏轨梁的副腹板)的连接处为2号角位，上盖板和外腹板的连接处为3号角位，上盖板和内腹板的连接处为4号角位。这样编号以后，1号角位和2号角位对应的是主传感器，3号角位和4号角位对应的是辅助传感器。