起重机寿命评估及危险监控系统研究

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起重机寿命评估及危险监控系统包括三个功能拈：寿命分析、危险点报警、工作过程监控记录模块。其中，危险点监控和寿命分析是测瑞属结构应力集中区的应力值，对超出许用应力的点及时报警，通过对应力和该应力发生次数的统计形成载荷谱，根据载荷谱估算剩余寿命；工作监控记录仪可以对工作过程实时监控并具备黑匣子功能，能把起重机整个工作循环记录下来，存储到数据库中以备查询。

1 寿命分析拈起重机重复的工作循环使主梁承受周期循环载荷，在 LabVIEW VIs通过名义应力-寿命分析方法，使用应力循环计数和Palmgren-Miner线性损伤累加法则，估算出主梁的疲劳损伤。图 l显示了基于应力- 寿命模型的疲劳分析过程。

图 1 应力寿命疲劳分析过程起重机主梁主要受垂直载荷，跨中受大弯矩最大，跨端受剪切力最大，因此，在起重机主梁跨中，上下翼缘板、跨端腹应力集中区贴应变片采集应力。在图 1中应变测量拈全部采用NI数据采卡，可以与LabVIEW VIs无缝连接，加入WIFI无线连接拈后可以实现采集数据的无线传输，无需再用应变片信号线。硬件模型如图2所示。

图 2 硬件系统模型寿命评估需长期测取应力数据，因此，在应变片选用时，应考虑实际使用环境，选用性能稳定高的产品，通过自带信号线与数据接口连接，根据通道数量选择数据接口拈，插人数据采集板卡槽，数据采集卡通过网线与无线发射基站连接，将应力数据实时发出，通过 WIH网络传输到数公里以外的无线接收基站，然后通过网线接入FA机和管理员PC电脑，输入/输出程序读取应力数据存人数据库以备后续寿命计算程序使用。

2 危险点报警拈对于起重机箱形结构主梁，经过有限元分析找到应力集中区，危险点设在跨中小车轮下方和跨端处，图3显示的是-根主梁分别在上翼缘板、下翼缘板和腹板的贴片位置。应变片检测到的应力通过数据采集卡和无线发射基站(图2)传递到FA机，经过逻辑判断是否超过许用应力，并有声光报警，提醒起重机司机和安全管理员。

图 3 应变片粘贴位置3 工作过程监控记录拈监控记录拈分为数据采集、工控机运算显示、收稿 日期 ：2013-O1-11作者简介：陈爱青(1984-)，浙江台州人，助理工程师，主要从事起重机安全检验工作；周 科(1983-)，河南新乡人，工程师，研究方向为起重运输机械安全。 87圜蜃固-回