重型起重機的故障診斷技術綜述

1、起重機的故障診斷技術綜述,,目錄,起重機故障診斷技術概述起重機的典型組成及其故障診斷技術金屬結構工作機構安全裝置液壓系統電氣設備主要零部件展望,起重機故障診斷技術概述,起重機概述國民經濟的高速發(fā)展，各行各業(yè)方興未艾，尤其是石油、化工、冶金、電力和建筑等部門因生產需要，其起吊和移動作業(yè)越來越頻繁，起重機尤其是中大型起重機發(fā)揮了越來越大的作用。起重機的特點：結構龐大，機構復雜；工作范圍、活動空間大；作業(yè)環(huán)境復雜；工作過程

2、變數較多，易發(fā)生事故。起重機發(fā)展趨勢：重點產品大型化；高速化；多樣化；液壓化；安全化；自動化,起重機故障診斷技術概述,帶來的問題易出事故起重機的種類繁多，結構更是千變萬化，系統復雜，系統維護和故障查詢難度越來越大,起重機故障診斷技術概述,起重機故障診斷起重機的故障診斷技術逐漸成為一門學科研究意義研究前景起重機故障診斷前沿技術虛擬儀器技術模擬技術小波技術、神經網絡和灰色系統理論應用人工智能技術,起重機的典型組成,金

3、屬結構工作機構安全裝置液壓系統電氣設備主要零部件,金屬結構,故障類型梁變形重要部位裂紋對角線超差，引起啃軌,金屬結構,目前有兩大最具影響力的金屬結構失效分析與壽命預測理論，它們分別為：(1)Miner準則，即結構隨機疲勞線性累積損傷準則．它是美國科學家Miner在有關滾動軸承壽命計算的基礎上提出來的，工程上應用最為廣泛，并已發(fā)展出近二十種針對具體應用的有效修正方法．(2)基于斷裂力學的理論，即利用裂紋擴展速率和斷裂因

4、子來預測零件壽命．,金屬結構,故障診斷技術觀察分析法 啃軌 主要受力構件嚴重腐蝕 有限元法 端梁截面變化處出現開裂，常規(guī)計算方法不能發(fā)現問題的原因，借助有限元建模及分析，對該類橋架結構的力學性能作出詳細分析，找出結構故障的主要原因，并提出可行的改進意見。,金屬結構,有限元模型,加載，計算應力和變形,根據計算結果，進行分析，提出改進方案，并重新計算和校核。,工作機構,起升機構運行機構軌行式無軌式回轉機構

5、變幅機構伸縮機構 工作機構的故障診斷技術主要是其組成部分的故障檢測和診斷 以起升機構為例：驅動裝置、減速器、制動器、液壓回路、其他零部件等,工作機構,起升機構減速器故障診斷——譜分析方法振動測試參數及測點布置 測振儀、智能信號自動采集分析系統 垂直方向和軸向的振動加速度和振動速度 測點：A、B、C、D、E,工作機構,2. 測試結果,主起升減速機在起升和下降時運行均較

6、為平穩(wěn)，振動和噪聲也較小。,工作機構,,起升開始及下降停止時卷筒大齒輪與減速機輸出軸小齒輪之間有較大的沖擊，產生的沖擊加速度的峰值很高。在4檔運行時，輸出小齒輪嚙合狀態(tài)不好，造成減速機產生傳動誤差而引起了較大的振動。,工作機構,驗證及改進措施：經開蓋檢查減速機嚙合嚴重調角，齒型磨損較嚴重，嚙合間隙超標(0.5—1.1)，造成振動和噪聲較大，經齒輪修磨、間隙調整后，振動和噪聲明顯降低，達到標準要求。優(yōu)勢：不解體診斷減速箱其他故障

7、：換擋故障減速箱異響減速箱漏油,工作機構,軸承故障診斷——神經網絡方法BP神經網絡是一單向傳播的多層前向網絡，其拓樸結構如上圖所示。這種診斷方法較適于對故障機理復雜、故障振動信號受到較強的干擾和故障原因與故障現象之問具有復雜的非線性等的診斷。,安全裝置,起重量限制器起重力矩限制器極限位置限制器防風防滑裝置其他安全裝置 安全裝置自身一般不會發(fā)生故障,但是維護保養(yǎng)不當或者是不認真,一般也會造成

8、故障。,安全裝置,常見故障類型限速器運行中有響聲制動塊磨損快制動器制動效果差 原因：拉桿系統中活動關節(jié)被卡住；制動輪表面有油污；制動閘瓦過度磨損；電磁鐵的制動杠桿的鎖緊螺母松動；液壓推桿制動器的葉輪旋轉不靈活。 排除方法：潤滑活動關節(jié)；用煤油清洗制動輪和制動閘瓦；更換制定閘瓦，調整鎖緊螺母；檢查電氣部分和推桿機構。,,液壓系統,液壓系統在起重機上應用廣泛對液壓系統工作可靠性的要求也越來越高，但是液壓系統狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷難

9、的問題卻日趨尖銳,,,液壓系統,故障樹法：故障樹分析法(Fault Tree Analysis簡稱FTA)，是一種將系統故障形成的原因由總體至部分按樹狀逐級細化的分析方法。特點：方法簡單，概念清晰，容易被人們接受，所以它是對動態(tài)系統的設計、工廠試驗或對現場設備工況狀態(tài)分析的一種有效的工具。,液壓系統,容易出現的故障：放下前、后支腿，但車體支不起來，另一種故障是車體前后方傾斜，該類故障一旦出現將導致汽車起重機無法工作；能源回路常出現的

10、故障有油泵不轉、油箱沒油、濾油器堵塞等故障樹的建立：通過建樹過程系統地了解系統，找出薄弱環(huán)節(jié)，以便改造系統設計、運行和維修，從而提高系統的可靠性、維修性和安全性。,汽車起重機支腿收放液壓系統圖,液壓系統,建樹的一般方法和步驟：廣泛收集并分析有關技術資料，選擇頂事件進行建樹：即采用演繹法從頂事件開始由上至下，循序漸進地進行故障樹的簡化,液壓系統,建立故障樹：條件假設，分析頂事件T、中間事件M和底事件X,液壓系統,FTA定性分析：尋

11、找導致頂事件發(fā)生的原因和原因組合，識別導致頂事件發(fā)生的所有故障模式，也就是求出故障樹的全部最小割集。它可以幫助判明潛在故障，以便改進設計；也可以用于指導故障診斷，改進運行和維修方案。液壓系統狀態(tài)監(jiān)測與診斷系統,電氣設備,常見故障電動機過熱、噪聲、電刷冒火花等電磁鐵線圈過熱、發(fā)出嗡嗡聲、吸力不足不能克服彈簧力等接觸器線圈過熱、主接觸器經常掉閘或不能接通等控制器合上后電機不轉或只能單向運行、工作時有卡阻和沖擊、運行中控制器扳不動、

12、觸頭燒毀等變頻器無輸出電壓、電動機不能正常升速、機構運行不穩(wěn)或不能平滑調節(jié)等故障診斷及排除方法檢查起重機電氣設備及其控制系統的安裝記錄，是否符合相關要求，必要時進行檢查根據電氣接線圖，對電氣設備進行故障排查，必要時利用專門儀器進行設備檢測,主要零部件,吊鉤鋼絲繩滑輪及滑輪組卷筒聯軸器車輪與軌道,,,,,主要零部件,吊鉤表面裂紋危險斷面的磨損超標尾部及尾部螺紋退刀槽出現裂紋鋼絲繩鋼絲繩迅速磨損或破斷卷筒出

13、現裂紋、壁厚磨損超過原厚度20%聯軸器裂紋連接螺栓孔磨損聯軸器齒磨損鍵槽磨損,主要零部件,滑輪滑輪槽不均勻磨損滑輪心軸磨損滑輪不轉動輪緣有裂紋車輪運行不平穩(wěn)及發(fā)生歪斜排除方法,發(fā)展方向,診斷裝置系統化智能專家系統機電液一體化的故障診斷技術多源信息融合技術遠程故障診斷技術,發(fā)展方向,應用智能故障診斷技術的工程機械設備，在預防故障的發(fā)生及故障的處理上， 都具有良好的效率，對提高了設備的工作效率、創(chuàng)造更大的生