斗轮机,又称为斗轮堆取料机,是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备。在港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料(矿石、煤、焦碳、砂石)存储料场中,斗轮机广泛应用于堆取作业。它的工作原理简单而高效,利用斗轮连续取料,通过机上的带式输送机连续堆料,形成有轨式的装卸机械。
控制方式多样化,包括手动、半自动和自动等,以满足不同操作需求。根据结构不同,斗轮堆取料机可分为臂架型和桥架型两类。有的设备专为取料设计,被称为斗轮取料机。
但在作业时,受斗轮机结构、位置及运行方式的影响,加之驾驶室操作人员受视角、距离等因素的影响,易出现听不清话语,理解误差情况,导致操作人员与运维人员配合不当,启停皮带时间错乱、不合拍,这时就有可能会误伤正在皮带、机架或是轮斗上的工作人员,产生的危害性极大。
斗轮机状态感知分析诊断系统,属于整套设备运行、施工和性能试验所必需的部件,投标方须在执行的同时完善和增加现有斗轮机关键设备信号采集、数据存储、分析功能,包括不限于:
采集堆取料机运行过程中的关键信号,电机电流、转动部位温度、振动及声音(异声)等,确保上述关键检测信号可靠采集、传输。采集整机重要的钢结构受力点应力检测,能够检测受力、变形等异常变化情况,信号统一汇总应力检测系统配套的软件中,实时显示各个检测点的检测情况,同时能够查询寿命周期内的历史变化情况。提供应力检测系统涉及检查点数量、位置、检测传感器选型、数据传输、数据分析等。
增加驱动检测包括皮带机高压电机、驱动减速箱、驱动滚筒轴承、液力耦合器等)测温、振动等检测。实现实时状态检测、检测数据存储、发展趋势的分析需接入系统平台。
同时,辅以斗轮机设备为核心的全生命周期管理系统软件,对设备的规划、设计、制造、 安装、调试、运行、维护、维修、报废等整个生命周期进行闭环管理。主要应包括平台、软件、采集端软件、感知基础技术等。
系统组成和功能
图像智能识别和分析:对运行区域人员闯入、机上人员数量、悬臂和尾车皮带异物、料场大型异物(如推耙机)、斗轮机电缆卷盘异常形态、斗轮机顶部悬缆异常形态、悬臂和尾车皮带跑偏等实现智能识别。
音频智能分析:监测现场环境声音,检测落料筒堵料现象。
振动检测:实时检测皮带电机、斗轮油泵、俯仰油泵等电机运行异常状况。一台设计合理、运转健康的机械设备常规振动烈度也较低,但当其内部零部件发生磨损、错位、松动、密封不严等细微变化时,振动的能量就会随之产生不同的变化,因此振动加剧是设备即将发生故障的重要标志之一,也是设备运维过程中判断设备运转健康与否的重要条件之一。
310A-80通用型加速度传感器 是一款工业振动测量用IEPE加速度传感器,其 特点是采用环形剪切模式的陶瓷晶体为敏感元件,具有长期 保持输出稳定的特性。此加速度传感器的内部电路是在IEPE 的两线制系统上同时提供恒流源激励和传输低阻抗电压输 出信号,信号地内部屏蔽,并与外壳隔离;同时信号放大电 路设计考虑了极性反向保护。外壳采用激光焊接工艺以保证 产品的密封性;输出连接头采用标准的MIL-C-5015玻璃绝缘 连接器以满足不同环境下使用时输出的稳定性;同时310A-80通用型加速度传感器 支持粘合剂安装,也支持1/4-28的螺纹孔牢 固安装。310A-80通用型加速度传感器 具有频带响应宽和抗冲击的 特性,所以对于环境比较恶劣的工业振动监控和测量使用来 说,310A-80通用型加速度传感器 绝对是一款理想的加速度传感器。
应力检测:通过在工作环境下的几种实测方法测得大型斗轮堆取料机的各项力学性能,即:对拉杆施以侧向扰动推算得拉杆初始应力;利用应变与应力的线性关系和钢结构载荷与应力的线性关系,通过监测动态应变推算设备的动态力学性能;通过对拉杆的动态应变进行监测推算拉杆动态应力和斗轮挖掘力识别等.将各项测试结果与设计要比较,表明其与有限元分析结果接近,从而可知测试结果可靠.
F5601型压电应变计的是一款即插即用的简易监测仪器。该 应变传感器内置了信号调理器,是往复加力装置监测以及加 工质量控制的理想传感器。压电式应变传感器具有高刚度、 高灵敏度稳定性、可重复性、高分辨率、超长寿命、坚固耐 用等优点,常应用于恶劣的工业环境。现场安装时,给应变 传感器施加适当的预紧力对传感器的测量准确性至关重要; 因为如果预紧力过低会导致传感器与被测物的耦合力不够 产生滑动,预紧力过大则会导致传感器过度变形,从而会损 坏传感器或者降低传感器的使用寿命。装配工艺如夹紧、压 合、铆接等均可将传感器安装在机器的受力结构上。应变传 感器也可应用于保护机构免受过度加载,工具磨损趋势分 析,工艺过程偏差和记录生产过程记录,以确保高质量零件 的交付及零缺陷。
电流智能分析:智能检测斗轮机回转驱动机构打滑、左右出力不平衡、取料悬臂回转/悬臂碰撞过力矩、大车行走过力矩及左右出力不平衡、取料料垛坍塌和取料大块异物等运行异常情况。
其他监测:利用激光检测技术,实现悬臂防撞检测;通过晃动幅度和频率检测实时监测悬臂头部的异常晃动情况;利用红外测温技术,实时检测斗轮取料作业面的料温;通过对俯仰角度的变化速度分析,实时分析俯仰油缸的油压是否异常;利用粉尘浓度检测技术,对落料筒、斗轮溜料板等位置进行粉尘浓度监测,并与喷淋系统联动。
系统特点:利用现代检测技术以及智能分析技术,实现传统行业的智能诊断与安全监测,最终实现斗轮机作业现场智能无人安全运行。适用于露天料场和全封闭料场。