重型起重机的故障诊断技术综述.

起重机的故障诊断技术综述目录•起重机故障诊断技术概述•起重机的典型组成及其故障诊断技术•金属结构•工作机构•安全装置•液压系统•电气设备•主要零部件•展望起重机故障诊断技术概述起重机概述•国民经济的高速发展，各行各业方兴未艾，尤其是石油、化工、冶金、电力和建筑等部门因生产需要，其起吊和移动作业越来越频繁，起重机尤其是中大型起重机发挥了越来越大的作用。•起重机的特点：结构庞大，机构复杂；工作范围、活动空间大；作业环境复杂；工作过程变数较多，易发生事故。•起重机发展趋势：重点产品大型化；高速化；多样化；液压化；安全化；自动化起重机故障诊断技术概述带来的问题•易出事故•起重机的种类繁多，结构更是千变万化，系统复杂，系统维护和故障查询难度越来越大起重机故障诊断技术概述起重机故障诊断•起重机的故障诊断技术逐渐成为一门学科•研究意义•研究前景起重机故障诊断前沿技术•虚拟仪器技术•模拟技术•小波技术、神经网络和灰色系统理论应用•人工智能技术起重机的典型组成•金属结构•工作机构•安全装置•液压系统•电气设备•主要零部件金属结构故障类型•梁变形•重要部位裂纹•对角线超差，引起啃轨金属结构目前有两大最具影响力的金属结构失效分析与寿命预测理论，它们分别为：(1)Miner准则，即结构随机疲劳线性累积损伤准则．它是美国科学家Miner在有关滚动轴承寿命计算的基础上提出来的，工程上应用最为广泛，并已发展出近二十种针对具体应用的有效修正方法．(2)基于断裂力学的理论，即利用裂纹扩展速率和断裂因子来预测零件寿命．金属结构故障诊断技术•观察分析法啃轨主要受力构件严重腐蚀•有限元法端梁截面变化处出现开裂，常规计算方法不能发现问题的原因，借助有限元建模及分析，对该类桥架结构的力学性能作出详细分析，找出结构故障的主要原因，并提出可行的改进意见。金属结构有限元模型加载，计算应力和变形根据计算结果，进行分析，提出改进方案，并重新计算和校核。工作机构•起升机构•运行机构•轨行式•无轨式•回转机构•变幅机构•伸缩机构工作机构的故障诊断技术主要是其组成部分的故障检测和诊断以起升机构为例：驱动装置、减速器、制动器、液压回路、其他零部件等工作机构•起升机构减速器故障诊断——谱分析方法1.振动测试参数及测点布置测振仪、智能信号自动采集分析系统垂直方向和轴向的振动加速度和振动速度测点：A、B、C、D、E工作机构2.测试结果主起升减速机在起升和下降时运行均较为平稳，振动和噪声也较小。工作机构•起升开始及下降停止时卷筒大齿轮与减速机输出轴小齿轮之间有较大的冲击，产生的冲击加速度的峰值很高。•在4档运行时，输出小齿轮啮合状态不好，造成减速机产生传动误差而引起了较大的振动。工作机构验证及改进措施：•经开盖检查减速机啮合严重调角，齿型磨损较严重，啮合间隙超标(0.5—1.1)，造成振动和噪声较大，经齿轮修磨、间隙调整后，振动和噪声明显降低，达到标准要求。•优势：不解体诊断减速箱其他故障：•换挡故障•减速箱异响•减速箱漏油工作机构轴承故障诊断——神经网络方法•BP神经网络是一单向传播的多层前向网络，其拓朴结构如上图所示。•这种诊断方法较适于对故障机理复杂、故障振动信号受到较强的干扰和故障原因与故障现象之问具有复杂的非线性等的诊断。安全装置•起重量限制器•起重力矩限制器•极限位置限制器•防风防滑装置•其他安全装置安全装置自身一般不会发生故障,但是维护保养不当或者是不认真,一般也会造成故障。安全装置常见故障类型•限速器运行中有响声•制动块磨损快•制动器制动效果差原因：拉杆系统中活动关节被卡住；制动轮表面有油污；制动闸瓦过度磨损；电磁铁的制动杠杆的锁紧螺母松动；液压推杆制动器的叶轮旋转不灵活。排除方法：润滑活动关节；用煤油清洗制动轮和制动闸瓦；更换制定闸瓦，调整锁紧螺母；检查电气部分和推杆机构。液压系统•液压系统在起重机上应用广泛•对液压系统工作可靠性的要求也越来越高，但是液压系统状态监测与故障诊断难的问题却日趋尖锐液压系统•故障树法：故障树分析法(FaultTreeAnalysis简称FTA)，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树状逐级细化的分析方法。•特点：方法简单，概念清晰，容易被人们接受，所以它是对动态系统的设计、工厂试验或对现场设备工况状态分析的一种有效的工具。液压系统•容易出现的故障：放下前、后支腿，但车体支不起来，另一种故障是车体前后方倾斜，该类故障一旦出现将导致汽车起重机无法工作；能源回路常出现的故障有油泵不转、油箱没油、滤油器堵塞等•故障树的建立：通过建树过程系统地了解系统，找出薄弱环节，以便改造系统设计、运行和维修，从而提高系统的可靠性、维修性和安全性。汽车起重机支腿收放液压系统图液压系统建树的一般方法和步骤：•广泛收集并分析有关技术资料，选择顶事件•进行建树：即采用演绎法从顶事件开始由上至下，循序渐进地进行•故障树的简化液压系统建立故障树：条件假设，分析顶事件T、中间事件M和底事件X液压系统•FTA定性分析：寻找导致顶事件发生的原因和原因组合，识别导致顶事件发生的所有故障模式，也就是求出故障树的全部最小割集。它可以帮助判明潜在故障，以便改进设计；也可以用于指导故障诊断，改进运行和维修方案。•液压系统状态监测与诊断系统电气设备•常见故障•电动机过热、噪声、电刷冒火花等•电磁铁线圈过热、发出嗡嗡声、吸力不足不能克服弹簧力等•接触器线圈过热、主接触器经常掉闸或不能接通等•控制器合上后电机不转或只能单向运行、工作时有卡阻和冲击、运行中控制器扳不动、触头烧毁等•变频器无输出电压、电动机不能正常升速、机构运行不稳或不能平滑调节等•故障诊断及排除方法•检查起重机电气设备及其控制系统的安装记录，是否符合相关要求，必要时进行检查•根据电气接线图，对电气设备进行故障排查，必要时利用专门仪器进行设备检测主要零部件•吊钩•钢丝绳•滑轮及滑轮组•卷筒•联轴器•车轮与轨道主要零部件•吊钩•表面裂纹•危险断面的磨损超标•尾部及尾部螺纹退刀槽出现裂纹•钢丝绳•钢丝绳迅速磨损或破断•卷筒•出现裂纹、壁厚磨损超过原厚度20%•联轴器•裂纹•连接螺栓孔磨损•联轴器齿磨损•键槽磨损主要零部件•滑轮•滑轮槽不均匀磨损•滑轮心轴磨损•滑轮不转动•轮缘有裂纹•车轮•运行不平稳及发生歪斜•排除方法发展方向•诊断装置系统化•智能专家系统•机电液一体化的故障诊断技术•多源信息融合技术•远程故障诊断技术发展方向•应用智能故障诊断技术的工程机械设备，在预防故障的发生及故障的处理上，都具有良好的效率，对提高了设备的工作效率、创造更大的生产价值具有积极的意义。同时，对于设备制造商的售后服务和维修，提供了一个方便快捷的平台，对提高服务质量、减少服务成本具有重大意义。谢谢