檢測鏈條中的磨損鏈節的方法及升降裝置與流程

本發明涉及檢測鏈條磨損的方法和裝置，并且更具體而言涉及檢測升降裝置中鏈條的個別鏈節的磨損的方法和裝置。

背景技術：

在升降機中使用鏈條而利用輪子、皮帶輪或其它利用電驅動系統驅動的致動器來提升或降低有效負載。除了對系統的全面維護之外，還必須對升降裝置的鏈條進行定期檢查。磨損的鏈條引起驅動器的卡止，并且在最壞的情況下磨損的鏈條會斷裂，這將引起嚴重的事故。可以從視覺上或通過手動測量的方式來對鏈條進行檢查，但是定期地檢查鏈條的每個鏈節花費的時間較長，從而對生產率造成嚴重的負面影響。

JP2013010634公開了一種鏈條的壽命判斷裝置，其包括檢測任意轉動軸的轉動速度的轉動檢測單元。根據來自轉動檢測單元的脈沖來檢測鏈條的長度，并且將該長度與新鏈條的預定長度進行比較。鏈條的總長度的5％的伸長率被認為是警報的界限。

與上述裝置相關聯的一個問題在于總長度的伸長率并非是鏈條狀況的良好指示。升降機通常并不總在它們的極值點之間被驅動，因此鏈條并不均勻地磨損。鏈條在與使鏈條運動的致動器相互作用最頻繁的部分經受最多的磨損。即便所有的其余鏈節完好，一個磨損的鏈節也足以引起故障或事故。如果僅測量鏈條的伸長率，則這種磨損會仍然難以被發現。

技術實現要素：

因此，本發明的目的在于，提供一種方法和一種用于實施該方法的裝置以消除上述缺點。本發明的目的通過以獨立權利要求中所闡述的內容為特征的方法和裝置來實現。從屬權利要求中公開了本發明的優選實施例。

本發明基于以實現鏈條的損耗影響升降裝置的電驅動系統為基礎的構思。鏈條中的偏差可以通過在升降機工作時檢測電驅動系統的參數(例如電驅動系統的負載、速度或電流)來檢測。當完好的鏈條被卷繞時，該鏈條可視為較恒定的負載，但是當損壞的鏈節被卷繞時，電驅動系統經受明顯的負載峰值。因此，損壞的鏈節在電驅動系統內(即，致動器的電機側)引起可被檢測到的脈沖。而在相對側(即，致動器的負載側)不需要改變、變化或傳感器。

本發明的方法和裝置的優點在于：在除其之外完好的鏈條中，可以檢測到鏈條中的單個受損鏈節。如果將測量到的數據與位置測量數據結合，則甚至可以獲取受損鏈節的準確位置。這些測量可以在升降機正常工作時執行，因此可以避免不必要的停工。優選地，所需的測量數據可以利用已有的傳感器產生，而不需要任何附加的硬件。

附圖說明

下文將參考附圖借助優選實施例來更詳細地描述本發明，在所述附圖中：

圖1示出了總的升降裝置；以及

圖2a和圖2b示出了帶磨損的鏈條的示例以及該鏈條的相應的測量結果。

具體實施方式

圖1示出了包括電驅動致動器20的升降裝置，所述致動器20通過控制系統30控制。致動器20使鏈條10卷起和放出，以利用例如掛鉤使緊固至鏈條的有效負載升起或降下。致動器20包括利用控制系統30操作的電動機或由該電動機驅動。電動機操作一個或更多個鏈輪、輪子、皮帶輪或與鏈條相互作用的其它致動器，從而電動機的軸的轉動運動根據需要將鏈條卷起或放出。電動機優選為變頻器驅動型的。在一實施例中，升降裝置包括接觸器驅動器。在接觸器驅動器的實施例中，該系統優選包括用于執行測量與分析的數據處理單元。升降裝置的電驅動系統包括電驅動致動器20、電驅動裝置以及控制系統30。

電動機的驅動有關的參數可以利用電動機、變頻器和/或控制系統的傳感器測量。用于檢測鏈條中的偏差的有用信號包括負載信號和速度信號，但是其它信號也可以用于該目的。在下文中，提出負載信號測量結果的示例，但是也可類似地使用其它合適的信號，例如速度信號。當從鏈條10懸掛的有效負載(例如板條箱)通過致動器被卷起時，電動機經受由板條箱的重力、鏈條10在致動器20的傳動機構內的阻力、摩擦及其它損失構成的負載。如果板條箱以恒定的速度被卷起，即，被提升，則除了在鏈條10損壞的情形下鏈條10在致動器的傳動機構內的阻力以外，電動機所經受的負載的所有其它分量可以近似于恒定。在一實施例中，在升降裝置的致動器(鏈輪、輪子、皮帶輪等)與升降裝置的電驅動裝置之間測量負載信號。在一實施例中，從升降裝置的致動器的電驅動裝置側測量負載信號。

本發明的一方面為一種升降裝置，該升降裝置包括鏈條10、具有與鏈條相互作用以提升或降下有效負載的電動機的致動器20以及用于控制電動機的控制系統30。控制系統30包括用于測量和輸出第一信號的裝置，第一信號用于指示鏈條中的磨損鏈節。這種裝置可以包括例如用于測量一個或更多個參數的一個或更多個傳感器和用于輸入與輸出所述測量的參數的一個或更多個計算裝置或處理器。在一實施例中，所測得的第一信號為負載信號或速度信號。在一實施例中，控制系統還包括用于在驅動升降機時測量位置信號并且將所測得的位置信號與用于指示鏈條中的磨損鏈節及其在鏈條中的位置的所測得的第一信號相結合的裝置。在一實施例中，驅動系統通過內部地測量轉數和/或轉數的一部分并將其與取決于鏈輪的圓周的因數相乘來計算位置信號。在一實施例中，該位置通過利用傳感器測量來自鏈輪軸的脈沖并將其與取決于鏈輪的圓周的因數相乘得到。

例如，鏈條的鏈節形狀的變化會防止鏈條恰當地配合在傳動機構中，這增大了傳動機構內的阻力，并且瞬間需要來自電動機的一些附加的動力以克服該增大的阻力。在另一示例中，變形的鏈節可能抵靠在致動器內的表面上，這將引起增大的摩擦，即，也必須通過電動機的瞬時的附加動力來補償阻力。可以從升降裝置的電動機、變頻器和/或控制系統測量這些變化。變化或偏差可以通過檢查測量結果得出，或者控制系統可以分析測量結果并且如果檢測到高于或低于特定閾值水平的峰值則產生警報。

在一實施例中，除了用以檢測鏈條中的偏差的第一信號以外，還測量指示鏈條的位置的位置信號。出于其它目的，例如控制所提升的有效負載，在許多升降裝置中測量鏈條的位置，從而相同的信號可以用于指示當前影響第一信號(例如負載信號或速度信號)的測量的鏈條部分。通過結合各測量的結果，第一信號可以表示為鏈條的位置的函數，例如，在圖2b的示例中，負載表示為鏈條的位置的函數。在沒有來自位置信號的信息的情況下，第一信號(例如負載)不得不表示為例如時間或不直接指示鏈條的位置的其它一些參數的函數，因此尋找所指示的受損鏈節更困難。在一實施例中，利用升降機的電驅動裝置的變頻器來執行一個或更多個測量。在一實施例中，利用升降機的電驅動裝置的控制系統來執行一個或更多個測量。

在一實施例中，負載信號利用應變測量產生。應變測量可以利用安裝在驅動系統的有效負載支承軸的軸承附近的應變式傳感器來實現。該傳感器也可以安裝在致動器的驅動軸的軸承附近。在一實施例中，應變式傳感器安裝在緊挨著致動器20的軸的軸承的軸支承框架上。

負載測量可以基于以下事實進行：鏈條的磨損鏈節的尺寸在鏈節的磨損過程中已經改變。這在磨損鏈節的內端部中尤其可見。在經由致動器卷起鏈條的受損部分時，這引起了額外的摩擦(與完好的鏈條相比)和鏈條的細微變形。在實踐中，磨損的鏈節在致動器中按照與完好的鏈節略有不同的路線行進，從而使其自身以與完好的鏈條不同的方式與其它鏈節、鏈輪以及圍繞鏈輪的鏈條導軌摩擦。這種偏差在操作磨損鏈節時導致對運動造成增大的阻力和/或增大的摩擦(與完好的鏈條相比)，這可以視為例如應變式傳感器處的增大的負載。

本發明的一方面涉及一種檢測升降裝置的鏈條10中的磨損鏈節的方法。通過在驅動升降機時測量升降裝置的第一信號11并且檢測所測得的第一信號11中的跨過特定閾值水平19的峰值13、15來檢測磨損鏈節。所測得的第一信號11中的峰值13、15代表鏈條10中的磨損鏈節(12、14)。峰值可以是所測得的信號中的正峰值和/或負峰值，因此閾值水平可以位于完好的鏈條所產生的正常工作范圍之上和/或之下。在一實施例中，所測得的第一信號11為升降機的負載信號，并且檢測位于特定閾值水平19之上的峰值13、15。在一實施例中，所測得的第一信號11為升降機的負載信號，并且檢測位于特定閾值水平19之上和之下的峰值13、15。在一實施例中，所測得的第一信號11為升降機的速度信號，并且檢測跨過特定閾值水平的峰值。

圖2a示出了具有兩個磨損/受損鏈節12和14的鏈條10的一部分的示例。第一磨損/受損鏈節12具有更明顯的損壞，而第二鏈節14的形狀經受細微的變形。圖2b示出了示例性的曲線11，該曲線可以是針對圖2a的鏈條的測量結果。這些圖對齊，從而圖2b的曲線11在每個點示出直接位于曲線11上方的圖2a的鏈條10的測量結果。在圖2b中，閾值水平19用水平線表示，并且位于該線之上的測量結果表示鏈條10的鏈節損壞。合適的閾值水平19在不同升降裝置之間可以變化。閾值水平的較佳起始點稍大于從新的且完好的鏈條的測量收到的水平。

當從左至右跟隨圖2b的曲線11時，在鏈條的位于第一受損鏈節12之前的完好部分中可見較小的波動或噪聲。該波動或噪聲通常由鏈輪中的鏈條的有角度的運動引起。然而，曲線11位于閾值水平之下，直到第一受損鏈節12進入致動器的傳動機構。第一受損鏈節12經受重大損壞并且其向曲線11產生明顯的峰值13。在受損鏈節12與14之間，可能也存在一些波動或噪聲，但是這些波動或噪聲位于閾值水平19之下。與第一受損鏈節12相比，第二受損鏈節14經受輕微的損壞并且其產生清晰但不太明顯的峰值15。在第二受損鏈節14之后，鏈條的剩余部分或多或少完好并且僅可見較小的波動或噪聲，但這些波動或噪聲也位于閾值水平之下。在一些情況下，可以利用位于正常的工作范圍之下的另一閾值水平來檢測負載中的瞬時降低。類似行為可見于驅動相關的參數的其它測量中，例如速度測量。取決于所測得的參數，偏差可以達到更高或更低標準，但所描述的原理仍然適用。

在一實施例中，在驅動升降機時測量位置信號。該位置信號可以與所測得的第一信號——例如負載信號——相結合，用于根據所測得的信號獲取鏈條中的磨損鏈節的位置。這在圖2b中得以示出，可直接將圖2b中的峰值(即受損的鏈節)的位置與實際鏈條中的受損鏈節的位置作比較。水平軸可表示例如從鏈條的外端部或內端部開始的單位為毫米的位置。

在一實施例中，在驅動升降機時執行測量。在大多數情況下，與在沒有有效負載的情況下驅動升降機相比，當利用升降機提升有效負載時測量結果中的偏差可以更清晰。在一實施例中，在驅動具有有效負載的升降機時執行測量。閾值19可根據被提升的有效負載的質量而變化。在一實施例中，利用給出更清晰且有可比性的結果的升降機的額定負載或額定的有效負載來執行測量，并且可使用固定閾值。

本發明的一方面涉及使用升降裝置的速度信號或負載信號11來檢測升降裝置的鏈條10中的磨損鏈節12、14。

本領域技術人員將清楚的是，隨著技術進步，本發明構思可以以不同方式實施。本發明及其實施例并不限于上文所描述的示例，而是可以在權利要求的范圍之內變化。