CN114199431A - 卷扬减速机的载荷谱获取方法及***和旋挖钻机 - Google Patents

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何欢
王龙
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Abstract

一种卷扬减速机的载荷谱获取方法，包括：将卷扬减速机设计的最大扭矩划分为n个区间以及将最大转速划分为m个区间，并将卷扬减速机的n个扭矩区间和m个转速区间排列组合成n×m个区间阵列；实时采集卷扬减速机的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当采集的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计卷扬减速机在该区间的工作时间；将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成卷扬减速机的载荷谱。本发明的卷扬减速机的载荷谱获取方法，能够长时间，大批量的采集不同设备的卷扬减速机载荷谱，能节省大量的实地测量时间和费用。本发明还涉及一种卷扬减速机的载荷谱获取***和旋挖钻机。

Description

卷扬减速机的载荷谱获取方法及***和旋挖钻机
技术领域
本发明涉及减速机技术领域，特别涉及一种卷扬减速机的载荷谱获取方法及***和旋挖钻机。
背景技术
卷扬载荷谱的统计功能是一种适用于旋挖钻机主卷扬减速机扭矩和转速自动统计的手段。
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，全国分布广泛，目前旋挖钻的主卷扬减速机设计选型仅按照起重机以往的设计经验类推进行设计，没有主卷扬实际施工载荷谱的大量真实统计数据，缺乏设计依据。从而导致主卷扬减速机在使用过程中故障率较高。目前现有卷扬减速机载荷谱获取需要耗费大量人力、物力和时间，需要通过大量测力传感器和光电速度传感器来短时间人工测试；并且由于需要人工采集导致采集数据时间和采集样品量较少，无法代表大部分设备卷扬减速机施工使用状况。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种卷扬减速机的载荷谱获取方法，能够长时间，大批量的采集不同设备的卷扬减速机载荷谱，能节省大量的实地测量时间和费用。
一种卷扬减速机的载荷谱获取方法，包括：将卷扬减速机设计的最大扭矩划分为n个区间以及将最大转速划分为m个区间，并将卷扬减速机的n个扭矩区间和m个转速区间排列组合成n×m个区间阵列；实时采集卷扬减速机的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当采集的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计卷扬减速机在该区间的工作时间；将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成卷扬减速机的载荷谱。
在本发明的实施例中，利用轴销传感器实时测量卷扬钢丝绳的张力，并利用控制器采集计算所述轴销传感器测量的信号获得所述卷扬减速机的扭矩。
在本发明的实施例中，利用深度编码器实时读取所述卷扬钢丝绳的下放行程，并利用所述控制器采集计算所述深度编码器读取的信号获得所述卷扬减速机的转速。
在本发明的实施例中，向所述控制器输入所述卷扬减速机的n个扭矩区间和m个转速区间，所述控制器将扭矩的n个区间和转速的m个区间排列组合成n×m个区间阵列。
在本发明的实施例中，利用所述控制器将累积的工作时间汇总形成所述卷扬减速机的载荷谱，并通过车载网络定时上传数据。
本发明还涉及一种卷扬减速机的载荷谱获取***，所述卷扬减速机的载荷谱获取***利用上述的卷扬减速机的载荷谱获取方法。
在本发明的实施例中，上述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括控制器、轴销传感器和深度编码器，其中：
所述控制器内存储有n×m个区间阵列，n为卷扬减速机设计的最大扭矩划分的n个区间，m为所述卷扬减速机设计的最大转速划分m个区间；
所述轴销传感器、所述深度编码器分别与所述控制器电性连接，所述轴销传感器用于实时测量卷扬钢丝绳的张力，所述深度编码器用于实时读取所述卷扬钢丝绳的下放行程；
所述控制器用于采集计算信号获得所述卷扬减速机实时的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当获得的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计所述卷扬减速机在该区间的工作时间；所述控制器可将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成所述卷扬减速机的载荷谱。
在本发明的实施例中，上述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括发动机和卷扬，所述发动机的输出轴与所述卷扬减速机连接，所述卷扬减速机的输出轴与所述卷扬连接，所述卷扬上卷绕有所述卷扬钢丝绳，所述深度编码器连接在所述卷扬的卷筒上。
在本发明的实施例中，上述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括移动底盘和桅杆，所述桅杆的一端铰接于所述移动底盘，所述桅杆的另一端设有滑轮组，所述卷扬钢丝绳经过所述滑轮组设置，所述轴销传感器连接在所述桅杆上。
本发明还涉及一种旋挖钻机，包括上述的卷扬减速机的载荷谱获取***。
本发明的卷扬减速机的载荷谱获取方法能够长时间，大批量的采集不同设备的卷扬减速机载荷谱，便于及时分析卷扬减速机的使用情况，为卷扬减速机的选型提供了真实有效的选型依据，减少了因选型不当导致的卷扬减速机损坏，同时节省了大量的实地测量时间和费用。
附图说明
图1是本发明的卷扬减速机的载荷谱获取方法的流程示意图；
图2是本发明的卷扬减速机的载荷谱获取***的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种卷扬减速机的载荷谱获取方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为了便于本领域技术人员的理解，本发明通过以下实施例对本发明提供的技术方案的具体实现过程进行说明。
图1是本发明的卷扬减速机的载荷谱获取方法的流程示意图，如图1所示，卷扬减速机的载荷谱获取方法包括：
将卷扬减速机16设计的最大扭矩划分为n个区间以及将最大转速划分为m个区间，并将卷扬减速机16的n个扭矩区间和m个转速区间排列组合成n×m个区间阵列；
实时采集卷扬减速机16的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当采集的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计卷扬减速机16在该区间的工作时间；
将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成卷扬减速机16的载荷谱。在本实施例中，卷扬减速机16设计的最大扭矩分为n个区间(T1,T2)、(T2,T3)…(Tn-1,Tn)，其n大于1；卷扬减速机16设计的最大转速分成m个区间(V1,V2),(V2,V3)…(Vm-1,Vm)，其m大于1。
值得一提的是，载荷谱卷扬减速机16所承受的典型载荷时间历程，经数理统计处理后所得到的表示载荷大小与出现频次之间关系的图形、表格、矩阵和其他概率特征值的统称。
本发明的卷扬减速机的载荷谱获取方法能够长时间，大批量的采集不同设备的卷扬减速机16载荷谱，便于及时分析卷扬减速机16的使用情况，为卷扬减速机16的选型提供了真实有效的选型依据，减少了因选型不当导致的卷扬减速机16损坏，同时节省了大量的实地测量时间和费用。
进一步地，利用轴销传感器12实时测量卷扬钢丝绳的张力，并利用控制器11采集计算轴销传感器12测量的信号获得卷扬减速机16的扭矩。在本实施例中，轴销传感器12与控制器11电性连接，控制器11为PLC控制器11，但并不以此为限。
进一步地，利用深度编码器13实时读取卷扬钢丝绳的下放行程，并利用控制器11采集计算深度编码器13读取的信号获得卷扬减速机16的转速。在本实施例中，深度编码器13连接在卷扬15的卷筒上。
进一步地，向控制器11输入卷扬减速机16的n个扭矩区间和m个转速区间，控制器11将扭矩的n个区间和转速的m个区间排列组合成n×m个区间阵列。在本实施例中，控制器11可自动将输入的n个扭矩区间和m个转速区间排列组合成n×m个区间阵列，或者直接将编辑好的n×m个区间阵列存储至控制器11中，当需要对比实时采集卷扬减速机16的扭矩和转速时，控制器11调取出n×m个区间，之后对比判断采集的扭矩和转速位于n×m的哪一个区间，最后统计卷扬减速机16在该区间的工作时间。
进一步地，利用控制器11将累积的工作时间汇总形成卷扬减速机16的载荷谱，并通过车载网络定时上传数据。
图2是本发明的卷扬减速机的载荷谱获取***的结构示意图，如图2所示，本发明还涉及一种卷扬减速机的载荷谱获取***，该卷扬减速机的载荷谱获取***利用上述的卷扬减速机的载荷谱获取方法。
具体地，卷扬减速机的载荷谱获取***包括控制器11、轴销传感器12和深度编码器13，其中：
控制器11内存储有n×m个区间阵列，n为卷扬减速机16设计的最大扭矩划分的n个区间，m为卷扬减速机16设计的最大转速划分m个区间；
轴销传感器12、深度编码器13分别与控制器11电性连接，轴销传感器12用于实时测量卷扬钢丝绳的张力，深度编码器13用于实时读取卷扬钢丝绳的下放行程；
控制器11用于采集计算信号(轴销传感器12实时测量的信号和深度编码器13用于实时读取的信号)获得卷扬减速机16实时的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当获得的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计卷扬减速机16在该区间的工作时间；控制器11可将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成卷扬减速机16的载荷谱。
本发明卷扬减速机的载荷谱获取***通过轴销传感器12测算卷扬减速机16所受扭矩，通过深度编码器13测算卷扬减速机16转速，通过控制器11的***程序自动将卷扬减速机16所受到的最大扭矩和最大转速分别划分为数十个微小区间，当卷扬减速机16实际施工时把所受载荷划分在各个扭矩和转速组合区间内自动进行统计存储为载荷谱，能够实现卷扬减速机16载荷谱的长时间收集，能大批量的采集不同设备的卷扬减速机16载荷谱，便于及时分析卷扬减速机16的使用情况，为卷扬减速机16的选型提供了真实有效的选型依据，减少了因选型不当导致的卷扬减速机16损坏，同时节省了大量的实地测量时间和费用。
进一步地，卷扬减速机的载荷谱获取***还包括发动机14和卷扬15，发动机14的输出轴与卷扬减速机16连接，卷扬减速机16的输出轴与卷扬15连接，卷扬15上卷绕有卷扬钢丝绳，深度编码器13连接在卷扬15的卷筒上。在本实施例中，发动机14通过输出轴驱使卷扬减速机16转动，进而使卷扬减速机16通过输出轴驱使卷扬15转动，实现卷扬钢丝绳的收放。
进一步地，卷扬减速机的载荷谱获取***还包括移动底盘(图未示)和桅杆(图未示)，桅杆的一端铰接于移动底盘，桅杆的另一端设有滑轮组，卷扬钢丝绳经过滑轮组设置，轴销传感器12连接在桅杆上。
本发明还涉及一种旋挖钻机，包括上述的卷扬减速机的载荷谱获取***。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种卷扬减速机的载荷谱获取方法，其特征在于，包括：
将卷扬减速机设计的最大扭矩划分为n个区间以及将最大转速划分为m个区间，并将所述卷扬减速机的n个扭矩区间和m个转速区间排列组合成n×m个区间阵列；
实时采集所述卷扬减速机的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当采集的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计所述卷扬减速机在该区间的工作时间；
将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成所述卷扬减速机的载荷谱。
2.如权利要求1所述的卷扬减速机载荷谱获取方法，其特征在于，利用轴销传感器实时测量卷扬钢丝绳的张力，并利用控制器采集计算所述轴销传感器测量的信号获得所述卷扬减速机的扭矩。
3.如权利要求2所述的卷扬减速机载荷谱获取方法，其特征在于，利用深度编码器实时读取所述卷扬钢丝绳的下放行程，并利用所述控制器采集计算所述深度编码器读取的信号获得所述卷扬减速机的转速。
4.如权利要求3所述的卷扬减速机载荷谱获取方法，其特征在于，向所述控制器输入所述卷扬减速机的n个扭矩区间和m个转速区间，所述控制器将扭矩的n个区间和转速的m个区间排列组合成n×m个区间阵列。
5.如权利要求4所述的卷扬减速机载荷谱获取方法，其特征在于，利用所述控制器将累积的工作时间汇总形成所述卷扬减速机的载荷谱，并通过车载网络定时上传数据。
6.一种卷扬减速机的载荷谱获取***，其特征在于，所述卷扬减速机的载荷谱获取***利用权利要求1至5任一项所述的卷扬减速机的载荷谱获取方法。
7.如权利要求6所述的卷扬减速机载荷谱获取***，其特征在于，所述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括控制器、轴销传感器和深度编码器，其中：
所述控制器内存储有n×m个区间阵列，n为卷扬减速机设计的最大扭矩划分的n个区间，m为所述卷扬减速机设计的最大转速划分m个区间；
所述轴销传感器、所述深度编码器分别与所述控制器电性连接，所述轴销传感器用于实时测量卷扬钢丝绳的张力，所述深度编码器用于实时读取所述卷扬钢丝绳的下放行程；
所述控制器用于采集计算信号获得所述卷扬减速机实时的扭矩和转速，并与n×m个区间进行对比，当获得的扭矩和转速位于n×m中的某一个区间时，统计所述卷扬减速机在该区间的工作时间；所述控制器可将每个扭矩和转速区间的累积工作时间汇总形成所述卷扬减速机的载荷谱。
8.如权利要求7所述的卷扬减速机载荷谱获取***，其特征在于，所述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括发动机和卷扬，所述发动机的输出轴与所述卷扬减速机连接，所述卷扬减速机的输出轴与所述卷扬连接，所述卷扬上卷绕有所述卷扬钢丝绳，所述深度编码器连接在所述卷扬的卷筒上。
9.如权利要求8所述的卷扬减速机载荷谱获取***，其特征在于，所述卷扬减速机的载荷谱获取***还包括移动底盘和桅杆，所述桅杆的一端铰接于所述移动底盘，所述桅杆的另一端设有滑轮组，所述卷扬钢丝绳经过所述滑轮组设置，所述轴销传感器连接在所述桅杆上。
10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括权利要求6至9任一项所述的卷扬减速机的载荷谱获取***。
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