一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体涉及一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置。

背景技术

钢丝绳由若干根钢股螺旋缠绕而成，而每根钢股又是由钢丝缠绕而成，其中对外不可见的钢股又称为内芯，在工业厂矿或者建筑行业，钢丝绳广泛应用于起重设备吊装用，由于钢丝绳需要吊装较重的物体，这样导致钢丝绳与导向辊轮之间的摩擦力会增加，故此会出现钢丝绳磨损的情况。

目前，为了避免钢丝绳磨损严重导致出现严重事故的问题，故此需要对钢丝绳磨损进行检测，现有大多数对钢丝绳磨损的检测方式一般为无损探伤、图像分析等监测方法。

然而无损探伤是利用射线、超声波、光学和磁检测法对钢丝绳进行检测，其检测精度和正检率高，但此种方法设备复杂，成本高昂贵，而图像分析方式为采用摄像装置获取的现场钢丝绳图像经过canny边缘检测、分类识别钢丝绳边缘轮廓线、钢股线及钢股中的钢丝线，判断钢丝绳是否存在磨损，同时由于现有起重设备所需要使用到的钢丝绳长度较长，这样导致摄像装置在对钢丝绳图像分析时需要拍摄较多图像并同时进行分析，这样增加了图像分析系统检测的负担，导致该图像分析方式无法做到不间断并且实时对钢丝绳进行监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置，以解决现有的钢丝绳磨损程度的监测方法存在成本高、实时监测困难的问题。

为达到上述目的，本发明提供的基础方案为：一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置，包括支架、支撑板、导向辊轮和检测机构，所述检测机构包括输送单元和用于检测钢丝绳表面磨损程度的检测单元，所述导向辊轮转动连接在支架上，所述支架和支撑板之间固接有安装板，所述安装板上开设有穿孔，所述钢丝绳搭接在导向辊轮上，所述钢丝绳的自由端穿入穿孔中并通过输送单元输送。

本发明的原理和有益效果在于：本发明在对钢丝绳进行收卷或者松放时，钢丝绳在导向辊轮上滑动同时带动导向辊轮转动；钢丝绳穿过安装板上的穿孔并通过输送单元进行输送，钢丝绳在输送过程中，若钢丝绳表面出现磨损情况，其表面会存在有凹槽或者凸出的钢丝，由检测单元对钢丝绳磨损的情况进行实时的判断和检验。

方案二，此为基础方案的优选，所述输送单元包括若干个连接滑板和若干个滚轮，所述安装板内开设有环形内腔，每个所述连接滑板均位于穿孔和环形内腔中并与安装板滑动连接，每个所述连接滑板靠近穿孔的一端均固接有两个连接板，两个所述连接板之间转动连接有旋转轴，每个所述旋转轴的两端分别转动贯穿连接板并与两个滚轮固接，每个所述滚轮均与钢丝绳滚动连接，每个所述连接滑板位于环形内腔内的一端均固接有控制滑板，每个所述连接滑板均套设有拉簧，每个所述拉簧的两端均分别与控制滑板和环形内腔内壁之间固接；

当钢丝绳在进行输送时，钢丝绳的表面带动滚轮进行转动，采用这种方式减少了连接滑板与钢丝绳表面接触时的摩擦力，尽量避免了钢丝绳与连接滑板之间由于摩擦力过大而导致钢丝绳表面出现磨损的问题，保障了该机构运行时的稳定性；

当拉簧不受拉力影响时，使得滚轮靠近穿孔的一侧，当钢丝绳穿过穿孔并且滚轮与钢丝绳表面接触时，钢丝绳会对滚轮形成推力，使得连接滑板向环形内腔的一侧位移，同时拉簧受力进行拉伸，由于现有钢丝绳表面出现磨损后其表面会形成凹槽或者凸出的钢丝，这样滚轮与钢丝绳上的凹槽或者凸出的钢丝接触后，连接滑板可同步进行向穿孔的一侧移动或者向环形内腔的一侧移动。

方案三，此为方案二的优选，所述检测单元包括检测滑环和用于对检测滑环位移进行检测的位移传感器，所述检测滑环滑动连接在环形内腔内，每个所述控制滑板均连接有控制推块，所述检测滑环的底部固接有若干个连接杆，每个所述连接杆的自由端均连接有接触件，所述接触件与控制推块滑动连接，所述控制推块与接触件接触的一侧包括一个平面和两个关于平面轴对称的坡面；

当连接滑板向穿孔的一侧移动或者向环形内腔的一侧移动时，接触件可以分别滑动至控制推块的两个斜面上，当接触件沿着控制推块的斜面滑动时，连接杆会对检测滑环形成向上的推力，使得检测滑环向上移动，当位移传感器监测到检测滑环的位移后，位移信号会提醒工作人员当前运转的钢丝绳存在磨损严重的情况。

方案四，此为方案三的优选，所述环形内腔的顶壁连接有若干个限制滑杆，所述检测滑环内开设有若干个滑腔，每个所述限制滑杆的端部均滑动贯穿检测滑环的顶部并连接有限制板，所述限制板与滑腔内壁滑动连接，每个所述限制板的截面半径均大于限制滑杆的截面半径；

检测滑环在限制滑杆表面滑动，限制滑杆对检测滑环起到限制作用，尽可能避免了检测滑环在纵向滑动过程中出现倾斜的问题，使得位移传感器检测的精度得到保障。

方案五，此为方案四的优选，还包括润滑机构，所述润滑机构包括存有润滑油的储存箱、出料管和活动单元，所述支撑板的顶部和储存箱之间连接有支撑块，所述支撑块内开设有出料斜槽，所述出料管设于支撑块内，所述出料管的两端分别与储存箱和出料斜槽连通，所述出料斜槽中设有橡胶密封块，所述出料斜槽的顶壁开设有收缩凹槽，所述橡胶密封块通过活动单元滑动连接在出料斜槽和收缩凹槽内；

储存箱内的润滑油通过出料管流入出料斜槽，通过橡胶密封块可对出料斜槽内部进行封堵，控制润滑油的流动，橡胶密封块通过活动单元向收缩凹槽滑动时，润滑油沿着出料斜槽流出支撑块并滴落在导向辊轮中的钢丝绳上，从而达到对钢丝绳与导向辊轮之间润滑的目的，降低了钢丝绳沿着导向辊轮的钢丝槽内壁滚动时的磨损程度，进而保障了钢丝绳的使用寿命。

方案六，此为方案五的优选，所述活动单元包括第一皮带轮、第二皮带轮和推拉组件，所述支撑板转动连接有控制轴，所述第二皮带轮固接在控制轴上，所述第一皮带轮转动连接在支撑板内，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间传动连接有传动皮带，所述控制轴连接有用于驱动控制轴转动的驱动组件，所述第一皮带轮通过推拉组件移动橡胶密封块；

当驱动组件控制第一皮带轮进行转动时，推拉组件在第一皮带轮的带动下推动橡胶密封块向上收缩进入收缩凹槽内，这样橡胶密封块不再对出料斜槽进行封堵，润滑油经由出料管和出料斜槽滴落至钢丝绳上，推拉组件带动橡胶密封块复位时，出料斜槽中的润滑油被阻挡住。

方案七，此为方案四的优选，所述驱动组件包括活动轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一锥齿轮固接在旋转轴上，所述活动轴转动贯穿连接滑板，所述第二锥齿轮固接在活动轴的一端并与第一锥齿轮啮合，所述活动轴的另一端连接有限制滑块，所述控制轴内开设有套设滑槽，所述套设滑槽内壁设有限制滑槽，所述活动轴滑动连接在套设滑槽内，所述限制滑块滑动连接在限制滑槽内；

当滚轮沿着钢丝绳表面滚动时，滚轮同步带动旋转轴进行转动，因此第一锥齿轮啮合传动了第二锥齿轮进行转动，第二锥齿轮带动了活动轴进行转动，因此旋转轴通过限制滑块带动了控制轴和第二皮带轮同步转动，第二皮带轮通过传动皮带传动了第一皮带轮转动，因而再借助推拉组件便可驱动橡胶密封块移动，达到控制润滑油滴落的目的；

采用上述结构不需要额外的电动部件控制润滑油滴落，采用机械联动结构并结合滚轮转动产生的动力，实现润滑油滴落的控制，具有较高的环保价值。

方案八，此为方案五的优选，所述推拉组件包括推动凸块和连接头，所述推动凸块与连接头滑动连接，所述连接头与第一皮带轮滑动连接，所述橡胶密封块的底部连接有控制滑杆，所述控制滑杆的端部滑动贯穿支撑板并与连接头固接，所述控制滑杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与支撑板内顶壁和连接头固接；

当第一皮带轮转动时，连接头沿着第一皮带轮外表面滑动，同时推动凸块随着第一皮带轮进行转动，当推动凸块与连接头接触时，推动凸块会对连接头形成推力，使得连接头向上移动，弹簧受力进行收缩，控制滑杆推动橡胶密封块向上收缩进入收缩凹槽内，这样橡胶密封块不再对出料斜槽封堵，因此润滑油可以通过出料斜槽滴落至钢丝绳上；

当推动凸块不再与连接头接触时，连接头在弹簧的推动下移动至初始位置，连接头再次与第一皮带轮外表面滑动。

附图说明

图1是本发明一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置的立体图；

图2是本发明一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置中安装板的俯视局部剖视图；

图3是本发明一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置中安装板的局部剖视立体图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是本发明一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置中支撑板、储存箱和支撑块连接的局部剖视立体图；

图6是图5中B处的放大图；

图7是图5中C处的放大图；

图8是本发明一种基于起重设备的钢丝绳磨损监测装置中连接滑板和驱动组件连接的局部剖视立体图；

图9是图8中D处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：1、支架；2、导向辊轮；3、钢丝绳；4、安装板；5、穿孔；6、环形内腔；7、连接滑板；8、连接板；9、旋转轴；10、滚轮；11、控制滑板；12、拉簧；13、控制推块；14、检测滑环；15、连接杆；16、接触件；17、位移传感器；18、限制滑杆；19、滑腔；20、限制板；21、支撑板；22、储存箱；23、支撑块；24、出料斜槽；25、出料管；26、收缩凹槽；27、橡胶密封块；28、控制滑杆；29、连接头；30、弹簧；31、第一皮带轮；32、推动凸块；33、第二皮带轮；34、传动皮带；35、控制轴；36、第一锥齿轮；37、第二锥齿轮；38、活动轴；39、套设滑槽；40、限制滑槽；41、限制滑块。

如图1至图9所示：一种基于起重设备的钢丝绳磨损检测方法，包括支架1、支撑板21、导向辊轮2、检测机构和润滑机构，导向辊轮2转动连接在支架1上，钢丝绳3搭接在导向辊轮2的钢丝槽上；当起重设备的收卷组件在对钢丝绳3进行收卷或者松放时，钢丝绳3在导向辊轮2上表面滑动同时带动导向辊轮2进行转动。支架1固定连接有安装板4，安装板4位于导向辊轮2的正下方，安装板4上开设有穿孔5和环形内腔6，穿孔5设于环形内腔6的中心处，钢丝绳3的自由端穿入穿孔5中并通过穿孔5延伸出安装板4的下表面。

检测机构包括输送单元和检测单元，输送单元包括若干个连接滑板7和若干个滚轮10，若干个连接滑板7呈圆周阵列设置在环形内腔6和穿孔5中，每个连接滑板7靠近钢丝绳3的一侧均滑动贯穿进入安装板4的穿孔5内，具体连接滑板7的数量根据钢丝绳3的实际周长按需设置；若干个呈圆周阵列设置的连接滑板7以及滚轮10可实时对钢丝绳3整个外表面受损情况进行检测，保障了起重设备在运行时的安全性。

每个连接滑板7靠近钢丝绳3的一端均固定连接有两个连接板8，两个连接板8之间设有旋转轴9，每个旋转轴9的两端均分别转动贯穿连接板8并与两个滚轮10固定连接，每个滚轮10均与钢丝绳3的外表面滚动连接，当钢丝绳3在进行输送时，钢丝绳3的表面带动滚轮10进行转动，减少了连接滑板7与钢丝绳3表面接触时的摩擦力，进而尽可能避免钢丝绳3与连接滑板7之间的摩擦力过大而导致钢丝绳3表面出现磨损的问题。

每个连接滑板7位于环形内腔6内的一端均固定连接有控制滑板11，控制滑板11与环形内腔6的内壁之间固定连接有拉簧12，拉簧12活动套设在连接滑板7的外表面；当拉簧12不受拉力影响时，使得滚轮10靠近穿孔5的一侧，当钢丝绳3穿过穿孔5并且滚轮10与钢丝绳3表面接触时，钢丝绳3会对滚轮10形成推力，使得连接滑板7向环形内腔6内的一侧移动，同时拉簧12受力进行拉伸，由于现有钢丝绳3表面出现磨损后其表面会存在凹槽或者凸出的钢丝，此时滚轮10与钢丝绳3上的凹槽或者凸出的钢丝接触后，连接滑板7可同步进行向穿孔5的一侧移动或者向环形内腔6的一侧移动。

检测单元包括包括检测滑环14和位移传感器17，位移传感器17为现有技术仪器在此不做过多的赘述，检测滑环14滑动连接在安装板4的环形内腔6内，每个控制滑板11的顶部均固定连接有控制推块13，检测滑环14位于控制滑板11的上方，检测滑环14的底部固定连接有若干个连接杆15，每个连接杆15的底端均固定连接有接触件16，每个接触件16均为球体状，接触件16与控制推块13的上表面滑动连接，每个控制推块13均为以矩形板为基础在其上表面设置有两个镜像的直角三角板的组合形状，即每个控制推块13与接触件16相接触的一侧均包括一个平面以及两个关于平面轴对称的坡面。

检测滑环14中开设有若干个滑腔19，环形内腔6的顶壁固定连接有若干个限制滑杆18，每个限制滑杆18的底端均滑动贯穿检测滑环14的顶部并滑动连接在滑腔19内，每个限制滑杆18的端部均固定连接有限制板20，每个限制板20均与滑腔19的内壁滑动连接；检测滑环14在限制滑杆18表面滑动，由限制滑杆18对检测滑环14形成限制效果，尽可能避免检测滑环14在滑动过程中倾斜，保障位移传感器17检测的精度。

润滑机构包括储存箱22、出料管25和活动单元，支撑板21的顶部固定连接有支撑块23，储存箱22固定连接在支撑块23的顶部，储存箱22内储存有润滑油，支撑块23和储存箱22均位于导向辊轮2的上方，出料管25固定设置在支撑块23内，出料管25的上端向储存箱22延伸并与储存箱22连通，支撑块23内开设有出料斜槽24，出料管25的下端延伸至出料斜槽24并与出料斜槽24连通，出料斜槽24远离出料管25的一端延伸至支撑块23的下表面并恰好位于导向辊轮2中钢丝绳3的正上方；储存箱22内的润滑油通过出料管25流入出料斜槽24，最终润滑油沿着出料斜槽24流出支撑块23，并最终滴落在钢丝绳3上，从而达到对钢丝绳3与导向辊轮2之间润滑的目的，降低钢丝绳3沿着导向辊轮2的钢丝槽内壁滚动时磨损的程度，延长钢丝绳3的使用寿命。

出料斜槽24的顶壁开设有收缩凹槽26，收缩凹槽26靠近出料管25一侧设置，出料斜槽24内设有橡胶密封块27，橡胶密封块27的顶部延伸至收缩凹槽26中，橡胶密封块27的外表面与出料斜槽24的内壁贴合并且在纵向上与出料斜槽24和收缩凹槽26滑动连接；通过橡胶密封块27可对出料斜槽24的内壁进行封堵，用于控制润滑油的流动。

活动单元包括第一皮带轮31、第二皮带轮33和推拉组件，推拉组件包括推动凸块32和连接头29，支撑板21的内部为中空结构，第一皮带轮31转动连接在支撑板21内靠近支撑块23的一侧，支撑板21转动连接有控制轴35，第二皮带轮33固定连接在控制轴35上，第二皮带轮33靠近连接滑板7的一侧设置，第一皮带轮31和第二皮带轮33之间传动连接有传动皮带34，第二皮带轮33的直径为第一皮带轮31直径的十分之一；根据阿基米德杠杆原理可推知，第二皮带轮33传动第一皮带轮31所需要花费的力较低，且能够保证第二皮带轮33正常传动第一皮带轮31转动，同时第二皮带轮33需要旋转较多圈数才能带动第一皮带轮31转动一圈，可以避免过多的润滑油滴落至导向辊轮2的钢丝槽内导致润滑油溢出造成浪费。

橡胶密封块27的底部固定连接有控制滑杆28，控制滑杆28的底部滑动贯穿支撑块23和支撑板21的顶部并向支撑板21内部延伸，控制滑杆28的自由端与连接头29固定连接，连接头29为半球状，该半球状表面使得连接头29的外表面具有一定的光滑程度，有助于减小连接头29沿着第一皮带轮31外表面滑动时的摩擦力，避免摩擦力过大而导致机械卡死，从而保障了运行时的稳定性；连接头29的顶部和支撑板21内部的顶壁之间固定连接有弹簧30，弹簧30活动套设在控制滑杆28的外表面，当弹簧30不受挤压时，弹簧30会对连接头29形成推力，使得连接头29远离支撑块23，此时橡胶密封块27处于初始位置完全封堵住出料斜槽24，用于对出料斜槽24进行密封；第一皮带轮31的外表面固定连接有推动凸块32，连接头29分别与第一皮带轮31的表面和推动凸块32滑动连接。

控制轴35连接有驱动组件，驱动组件包括活动轴38、第一锥齿轮36和第二锥齿轮37，控制轴35靠近安装板4的一侧转动贯穿支撑板21并向环形内腔6内延伸，活动轴38转动设置在连接滑板7内，第一锥齿轮36固定套设在旋转轴9上，第一锥齿轮36位于两个连接板8之间，第二锥齿轮37固定连接在活动轴38的一端，第一锥齿轮36和第二锥齿轮37相互啮合，活动轴38的另一端转动贯穿连接滑板7并向控制轴35延伸，控制轴35内开设有套设滑槽39，活动轴38滑动连接在套设滑槽39内，套设滑槽39的内壁开设有有限制滑槽40，活动轴38的外表面固定连接有限制滑块41，限制滑块41与限制滑槽40相互贴合并与限制滑槽40滑动连接；采用上述驱动组件不需要额外的电动部件控制润滑油滴落，采用机械联动结构结合滚轮10转动，控制润滑油滴落，使得该结构具有较高的环保价值。

本实施例的实施方式为：本发明使用时，起重设备的收卷组件在对钢丝绳3进行收卷或者松放时，钢丝绳3通过导向辊轮2进行输送，钢丝绳3带动滚轮10转动，如果钢丝绳3的表面出现磨损的情况，钢丝绳3表面会存在凹槽或者凸出的钢丝。

当滚轮10与钢丝绳3上的凹槽或者凸出的钢丝接触后，滚轮10带动连接滑板7共同向穿孔5的一侧位移或者向环形内腔6的一侧位移，控制滑板11和控制推块13跟随连接滑板7一起移动，接触件16可以分别滑动至控制推块13的右侧或者左侧的斜面上，当接触件16沿着控制推块13的斜面滑动时，接触件16会带动连接杆15向上推动检测滑环14，使得检测滑环14向上产生位移，此时位移传感器17检测到检测滑环14的位移后，将产生位移信号通知提醒工作人员当前运转的钢丝绳3存在磨损严重的情况，工作人员可及时停止起重设备的运转，对磨损严重的钢丝绳3进行检修。

滚轮10转动时一并带动旋转轴9转动，同时旋转轴9带动第一锥齿轮36和第二锥齿轮37转动，第二锥齿轮37带动活动轴38转动，活动轴38同步带动控制轴35和第二皮带轮33转动，在传动皮带34的作用下，第一皮带轮31转动，连接头29沿着第一皮带轮31的外表面滑动，当推动凸块32与连接头29接触时，推动凸块32会对连接头29形成推力，使得连接头29和控制滑杆28向上移动，此时弹簧30被压缩，控制滑杆28逐渐将橡胶密封块27向上推动，橡胶密封块27收到推力挤压逐渐向收缩凹槽26内滑动，此时橡胶密封块27不再对出料斜槽24封堵，储存箱22中的润滑油经由出料管25并通过出料斜槽24低落至钢丝绳3上。

当推动凸块32脱离与连接头29的接触时，弹簧30进行复位，和控制滑杆28和连接头29在弹簧30的推动下恢复至初始位置并且再次与第一皮带轮31的表面滑动接触。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。