一种抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线随动检测装置的制作方法

1.本实用新型属于钢丝绳检测领域，具体涉及一种抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线随动检测装置。


背景技术：

2.抓斗卸船机是港口装卸散货的最重要设备之一，起升和开闭钢丝绳（缆）又是抓斗卸船机重要零部件，同时也是抓斗卸船机作业中易损件，抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳（缆）的安全直接关系抓斗卸船机的生产安全、人员安全、工作效率以及货轮的安全。抓斗卸船机繁重的作业量、海边盐雾腐蚀、散货的灰尘污染以及人为的斜拉歪吊等都损害着抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳（缆）使用寿命，为了安全生产，以往港口通常规定抓斗卸船机吊够一定吨次就要更换钢丝绳（缆），日常中人工通过肉眼观察以及卡尺测量进行判断，然而人工检测依赖工人技能和经验，检测结果因人而异，到一定吨次更换钢丝绳（缆）存在一定风险性和资源浪费。
3.由于抓斗卸船机的工作时，海侧起升、开闭钢丝绳会排绳运动，同时上下高频振动，陆侧起升、开闭钢丝绳左右轻微振动，上下剧烈跳动及摆动，传统的钢丝绳检测装置很难安装并配合钢丝绳的组合运动，因此难以对钢丝绳进行在线检测。
4.因此需求一种可以在线实时检测抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳（缆）的检测装置，保障抓斗卸船机的安全生产。
5.钢丝绳（缆）包括钢丝绳和钢丝缆，为了便于描述，在以下文本中统一使用钢丝绳。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线随动检测装置，在不影响抓斗卸船机正常运行的情况下，实现抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳的在线检测，实时显示钢丝绳运行状况，保障抓斗卸船机的生产安全。
7.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线随动检测装置，包括活动组件和检测组件，活动组件用于带动检测组件在竖直方向和水平方向上随钢丝绳运动，检测组件用于对钢丝绳进行在线检测；所述活动组件包括固定座、连接块、连接臂、第一转动副、第二转动副、第三转动副和第四转动副，第一转动副和第二转动副设置在所述连接块上，连接块通过第一转动副和所述固定座转动连接，连接臂的一端通过第二转动副和所述连接块转动连接，连接臂的另一端通过第三转动副和第四转动副转动连接，第四转动副和所述检测组件转动连接；所述第一转动副的转动轴线为竖直方向，所述第二转动副的转动轴线为水平方向，所述第三转动副的转动轴线与第二转动副的转动轴线平行，所述第四转动副的转动轴线和第三转动副的转动轴线垂直。
8.所述第四转动副包括相对转动的第四转轴和衬套，所述衬套固定在所述平衡梁的安装孔中，第四转轴的一端设置有固定孔，以连接第三转动副，另一端与紧固件连接。
9.所述第三转动副包括相对转动的第三转轴和减振衬套，减振衬套固定在第四转轴
的固定孔内，第三转轴转动安装在减振衬套的内孔中，所述内孔的轴向垂直于第四转轴。
10.所述减振衬套包括柔性连接的内圈和外圈，外圈安装在第四转轴的固定孔内，第三转轴安装在内圈中。
11.所述检测组件包括平衡梁以及设置在平衡梁上的上下轮组、左右轮组、磁化器组件和传感器组件，所述上下轮组设置为多个，并沿平衡梁长度间隔设置，每个上下轮组具有两个上下间隔设置、并能够自由旋转的滚轮；所述磁化器组件和传感器组件间隔设置在平衡梁上，磁化器组件的一侧和传感器组件的一侧分别设置有左右轮组，左右轮组包括两个左右间隔设置、并能够自由旋转的滚轮。
12.所述磁化器为侧面开口的筒形，磁化器上与所述开口相对的一侧通过固定组件和所述平衡梁上的磁化器固定架连接。
13.所述传感器为侧面开口的筒形，传感器上与所述开口相对的一侧与传感器固定座连接，传感器固定座安装在所述平衡梁上，且传感器固定座或平衡梁上的安装孔设置为长槽孔。
14.所述平衡梁上设置有用于安装左右轮组的安装耳，安装耳的安装孔孔沿外侧设置有止挡面，
15.所述平衡梁上设置有用于安装上下轮组的上下轮架，在上下轮架上设置有耐磨套，上下轮组的横向轮轴支撑在上下轮架的耐磨套中。
16.所述上下轮组设置为三个，磁化器组件和与之相邻的左右轮组以及传感器组件和与之相邻的左右轮组分别设置在两两相邻的上下轮组之间。
17.本实用新型的基本原理和有益效果是：本实用新型中活动组件的四个转动副组合运动可以满足检测组件的水平、竖直、斜向的摆动运动需求，实现检测组件在钢丝绳上的随动在线检测。通过第一转动副，连接臂以及检测组件可以在水平方向摆动，满足检测组件在钢丝绳水平方向的排绳或水平方向晃动时的运动；通过第二转动副和第三转动副的组合运动，满足检测组件的上下运动和前后倾摆；检测装置在钢丝绳的运行中，在水平面上会与钢丝绳的轴向存在一定的角度变化，通过第四转动轴可以中和钢丝绳在不同位置与活动组件中固定座的角度变化，避免检测装置的卡死。因此，在将本实用新型所述的检测装置悬挂或倒扣在钢丝绳上后，钢丝绳运行中排绳、弹跳、旋转等无规则运动，前端的检测组件都能够跟随抓斗卸船起升、开闭钢丝绳进行运动。
18.本实用新型既可以悬挂在钢丝绳上，也可以倒扣在钢丝绳上，无论是悬挂还是倒扣，上下轮组的滚轮和左右轮组的滚轮都承担检测装置自身的重量和钢丝绳弹跳引起的冲量，尤其是上下轮组的滚轮将直接影响整个设备的安全，因此本实用新型设置三组上下轮组，以分担钢丝绳对上下轮组中滚轮的冲击和摩擦，相较于两组上下轮组，其安全性大大提高，避免由于一组上下轮失效，引起整个随动检测装置的失效。
19.本实用新型中第三转动副的减振衬套中的外圈和内圈为柔性连接，借助柔性连接材料的自身柔性，消除检测组件高频振动引起的共振，避免共振引起设备的损坏。
附图说明
20.图1为本实用新型在抓斗卸船机的现场安装结构示意图；
21.图2为本实用新型的结构示意图；
22.图3为本实用新型中第四转轴组件的结构示意图；
23.图4为本实用新型中检测组件的结构示意图；
24.图5为本实用新型中平衡梁的结构示意图；
25.图示标记：1、绞车房，2、海侧开闭卷筒，3、陆侧开闭卷筒， 4、陆侧开闭转向轮，5、陆侧起升转向轮，6、抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线检测装置，7、陆侧起升卷筒，8、海侧起升卷筒，9、俯仰卷筒；
26.601、固定座，602、第一转轴，603、带肩无油衬套ⅰ，604、第二转轴，605、连接臂，606、第三转轴，607、第四转轴组件，608、检测组件，609、十字连接块；
27.60701、开口销，60702、六角螺母，60703、垫片，60704、第四转轴，60705、减振衬套；
28.60801、焊接平衡梁，60802、横向轮轴，60803、m16固定螺栓组，60804、磁化器，60805、磁化夹板，60806、左右轮，60807、带肩无油衬套ⅱ，60808、传感器固定座，60809、传感器，60810、m10固定螺栓组，60811、连板，60812、头部带孔螺栓，60813、轴用卡簧，60814、竖向轮轴，60815、上下轮，60816、轴承；
29.6080101、堵头，6080102、上下轮架，6080103、磁化器固定架，6080104、安装耳，6080105、加强板，6080106、方梁，6080107、焊接板，6080108、耐磨套，6080109、轴用挡圈，6080110、焊接连接块。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。
31.本实用新型所述的抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线检测装置包括活动组件和检测组件，活动组件安装在抓斗卸船机上，检测组件与活动组件活动连接，由活动组件实现检测组件对起升、开闭钢丝绳的在线随动检测。
32.如图2-5所示，所述活动组件包括固定座601、第一转轴602、带肩无油衬套ⅰ603、第二转轴604、连接臂605、第三转轴606、第四转轴组件607和十字连接块609。
33.所述的固定座601为整个检测装置的固定部分，焊接在抓斗卸船机的立柱或者底座上。所述的固定座601上设置有两个凸起耳板，凸起耳板上设有通孔。所述的十字连接块609具有两个相互垂直的通孔，每个通孔内压装所述的带肩无油衬套ⅰ603，第一转轴602和第二转轴604分别穿入这两个带肩无油衬套ⅰ603的轴孔中，形成转动方向相互垂直的第一转动副和第二转动副。第一转动副的第一转轴通过螺母固定在所述固定座601的凸起耳板上。
34.所述连接臂605由一段方形钢管和四块钢板焊接而成，方形钢管的两端各焊接两块板面相对的钢板，并在钢板上开设有通孔，用于固定第二转轴604和第三转轴606，第二转轴604和第三转轴606相互平行。第三转轴606和第四转轴组件607配合形成第三转动副，第三转动副的转动轴线和第二转动副的转动轴线平行。
35.如图3所示，所述第四转轴组件607包括开口销60701、六角螺母60702、垫片60703、第四转轴60704和减振衬套60705。所述的减振衬套60705包括轴承钢材质的内圈和外圈，内圈和外圈之间浇铸一层橡胶，使得内圈和外圈柔性连接，借助橡胶的柔性，消除检测组件高频振动引起的共振，避免共振引起设备的损坏。所述减振衬套60705外圈压装在第四转轴
60704一端的固定孔中，内圈的孔内穿入第三转轴606，第三转轴606和第四转轴60704相垂直，第四转轴组件607相对第三转轴606进行摆动，构成第三转动副。第四转轴60704的另一端连接由开口销60701、六角螺母60702、垫片60703组成的紧固件，以将第四转轴60704连接在检测组件608上。
36.如图2、4、5所示，所述检测组件608设置在整个装置的前端，检测组件608包括焊接平衡梁60801以及设置在焊接平衡梁60801上的上下轮组、左右轮组、磁化器组件和传感器组件。
37.所述焊接平衡梁60801的结构如图5所示，主要由堵头6080101、上下轮架6080102、磁化器固定架6080103、安装耳6080104、加强板6080105、方梁6080106、焊接板6080107、耐磨套6080108、焊接连接块6080110等零部件焊接而成。所述方梁6080106为等边的a316方管，堵头6080101焊接在方梁6080106两端，增加支架美观性。所述方梁6080106的中部设置有用于连接第四转轴60704的通孔，并在通孔内压装带肩无油衬套ⅱ60807，第四转轴60704穿入带肩无油衬套ⅱ60807内，并用紧固件固定，形成第四转动副，焊接平衡梁60801可以围绕第四转轴60704左右摆动。
38.所述方梁6080106上在设置带肩无油衬套ⅱ60807的位置焊接有加强板6080105，以增强方梁6080106中部的强度，避免检测组件608高频振动引起方梁6080106折断。
39.所述方梁6080106的两端及中部各设置一个上下轮架6080102，以安装所述的上下轮组。所述上下轮架6080102下端通过焊接板6080107、焊接连接块6080110焊接在所述方梁6080106的两侧，上下轮架6080102两侧分别设置有上下间隔布置的通孔，并在通孔内压装耐磨套6080108后用轴用挡圈6080109做挡边，避免多次拆装上下轮组引起耐磨套6080108松动。所述上下轮架6080102的通孔加工时要求一刀蹚出，保证孔的同心度，进而保证耐磨套6080108的孔的同心度。所述的上下轮组包括两根横向轮轴60802和两个滚轮，每个滚轮以自由旋转的方式安装在一根横向轮轴60802上，横向轮轴60802的两端安装在上下轮架6080102同一高度的两个耐磨套6080108中，且横向轮轴60802和耐磨套6080108、轴承60816过渡配合，既满足安装更换的需要，又可避免高频振动引起轮轴的相对运动。两个滚轮均被定义为上下轮60815，两个上下轮60815之间留有一定的间距，作为钢丝绳通过的第一通道。
40.所述上下轮架6080102的顶端还设有螺孔，所述连板60811用头部带孔螺栓60812固定在上下轮架6080102的顶端，一方面增加上下轮架6080102的刚性，避免使用中上下轮架6080102的变形，一方面头部带孔螺栓60812可通过串联钢丝方式进行防松，避免使用中螺栓松动。
41.位于所述方梁6080106中部的上下轮架6080102的两侧还分别设置用于安装左右轮组的安装耳6080104，安装耳6080104上设置有通孔，并在安装耳6080104的表面设置条形的槽，所述通孔位于槽内，槽的两侧壁构成止挡面。所述左右轮组包括左右设置的竖向轮轴60814和安装在竖向轮轴60814上的滚轮，滚轮在竖向轮轴60814上也能够自由旋转，所述竖向轮轴60814固定在所述安装耳6080104的通孔内，且竖向轮轴60814上设置有切边，切边和所述的止挡面贴合，以阻止竖向轮轴60814的转动，并增加设备的刚度。左右轮组的两个滚轮均被定义为左右轮60806，两个左右轮60806之间留有一定的间距，作为钢丝绳通过的第二通道。
42.所述方梁6080106的一端还焊接有磁化器固定架6080103，磁化器固定架6080103
位于上下轮架6080102和一组安装耳6080104之间，用于磁化器60804的固定安装。方梁6080106的另一端，位于另一上下轮架和另一安装耳之间设置传感器安装位，并在传感器安装位的方梁侧面设置传感器安装所需的安装孔。
43.所述焊接平衡梁60801是将各部分不再拆卸的零部件焊接而成，减少螺栓连接数量，避免由于紧固件松动引起设备损坏。所述焊接平衡梁60801焊中每焊接一步均需进行去应力处理，焊接完成后再进行一次去应力处理，然后才进行整体加工，保证各部分的加工精度和装配精度，同时减弱焊接引起的变形。
44.所述的磁化器组件包括磁化器60804和磁化夹板60805，磁化器60804为侧面开口的筒形，本实施例中为圆筒形，与所述开口相对的一侧焊接一块钢板，作为固定板为磁化器安装固定提供安装平面，磁化夹板60805通过螺栓将所述固定板和所述方梁上的磁化器固定架6080103连接为一体，并将磁化夹板60805和所述固定板焊接固定，避免使用中由于磁化器的高重量引起磁化器和焊接平衡梁之间的固定不牢靠。
45.所述的传感器60809的外形结构与磁化器类似，整体外形为侧面开口的圆筒形，通过螺栓与传感器固定座60808连接，传感器固定座60808通过m10固定螺栓组60810和焊接平衡梁60801的安装孔固定连接，并通过传感器固定座60808上设置的长槽孔，对传感器固定座60808的高度进行微调，满足检测装置悬挂在钢丝绳或者倒挂在钢丝绳两种不同需求。
46.使用时，检测组件608悬挂或倒扣在抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳上，以图4为例，所述待检钢丝绳应依次通过第一个上下轮组中两个上下轮60815之间的第一通道、磁化器60804中心、第一个左右轮组中两个左右轮60806之间的第二通道、第二个上下轮组中两个上下轮60815之间的第一通道、第二个左右轮组中两个左右轮60806之间的第二通道、传感器60809中心、第三个上下轮组中两个上下轮60815之间的第一通道，钢丝绳（缆）运行中出现排绳、弹跳、旋转等无规则运动，在活动组件的四个转动副的配合下，检测组件跟随待检钢丝绳运动。
47.下面结合图1，对本实用新型所述检测装置的安装和使用进行进一步的说明。
48.如图1所示，每台抓斗卸船机需设置四套本实用新型所述的抓斗卸船机钢丝绳在线随动检测装置，分别检测海侧起升和开闭钢丝绳以及陆侧起升和开闭钢丝绳。对海侧起升和开闭钢丝绳进行在线检测的检测装置设置在绞车房1的出绳口，并位于俯仰卷筒9下方，此处钢丝绳上下跳动约为30cm，排绳宽度约为100cm，钢丝绳运行较为稳定。对陆侧起升和开闭钢丝绳进行在线检测的检测装置设置在陆侧开闭转向轮、陆侧起升转向轮处，此处钢丝绳上下跳动量约为100cm，左右摆动量约为15cm，钢丝绳运行状态相对于海侧检测点运动更复杂，振幅更大。
49.海侧检测点的检测装置通过固定座固定在焊接在1绞车房的立柱上，检测组件倒扣在海侧起升和开闭的钢丝绳上。陆侧检测点的检测装置通过固定座焊接在陆侧转向轮的底座上，检测组件悬挂于钢丝绳上。
50.抓斗卸船机作业时，海侧起升、开闭钢丝绳会排绳运动，同时上下高频振动，陆侧起升、开闭钢丝绳左右轻微振动，上下剧烈跳动及摆动。所述抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳在线检测装置能够克服钢丝绳的剧烈跳动、摆动、高频振动、排绳等组合运动影响，磁化器60805和传感器60809跟随钢丝绳对钢丝绳进行磁化和检测，并将检测信息输送至信息分站，信息分站对检测信息进行初步处理，然后将处理后的信息上传至主控站，主控站运行专
业的分析软件对上传的信息进行进一步分析处理，实时检测抓斗卸船机起升、开闭钢丝绳，保障抓斗卸船机的生产安全。
51.需要说明的是，本实用新型中磁化器和传感器对钢丝绳进行检测的原理为本领域公知技术，例如可以参考本发明人的相关专利：cn201921488934.9 或cn201310353186.4 。
52.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。