[发明专利]基于虚拟仪器大型软件的吊车钢丝绳安全检测

说明书

一种吊车钢丝绳安全检测虚拟仪器，其特征是，依靠“软件就是仪器”的新观念，本系统由虚拟仪器及其专用动态分析软件与计算机，励磁装置和磁场的磁检验检测弱磁传感器及其实时数据传输系统，三大单元组成。

技术领域：本发明涉及虚拟仪器和励磁与磁检技术领域。

技术领域：本发明涉及虚拟仪器、励磁和弱磁检测技术领域。

背景技术：

1.起重设备是机械、冶金、建筑、港口、运输、铁路、水利、化工、石油、国防等领域普遍使用的一种重要设备。其主要任务是起吊重物和设备。起重设备均是由钢丝绳提升和下放来起吊重物和设备。由此可见，钢丝绳运行的安全与否，直接关系到起吊重物和设备的安全。因此为了保证钢丝绳的安全运行，在我国的强制国家标准GB6067-85《起重机械安全规程》、GB5144-94(代替GB5144-85)《塔式起重机安全规程》和GB5972-86《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》以及《电动葫芦安全检验标准》中对钢丝绳检验和报废都做出了明确规定。以此来加强和保证钢丝绳的安全使用。而目前起重机用钢丝绳的检验主要还是靠人工检查，为了确保安全，只能定期或提前报废钢丝绳。这给起重机用钢丝绳安全使用带来很大隐患，同时也给用户造成很大浪费。而用仪器检测起重机用钢丝绳客观、准确、效率高，因此应用仪器检测是非常必要的。目前国内、外虽推出了一些不同的检测仪器，但由于国外仪器昂贵，国内仪器又不能满足用户要求，因此给仪器在这一领域的应用带来了很大的困难。

2.起重机用钢丝绳的主要缺陷：

2.1磨损

钢丝绳在操作时与其它物体接触并有相对运动，产生摩擦。在机械的、物理的和化学的作用下，钢丝绳的表面不断磨损。磨损是钢丝绳最常见的损伤方式，一般分为外部磨损、变形磨损和内部磨损三种情况。磨损钢丝的典型断面形状：

a)外部均匀磨损  b)变形磨损  c)内部磨损

2.1.1外部磨损

钢丝绳在使用过程中其外周与滑轮槽、卷筒壁、钩头等物体表面接触而引起的磨损属于外部磨损。在外部磨损后绳径将变细，外周表面的细钢丝被磨平。钢丝绳的外部磨损使承受载荷的钢丝截面积减小，钢丝绳的破断载荷也相应降低。通过试验得到单周磨损较全周磨损更恶劣，所以应尽可能使单周磨损的钢丝改为全周均匀磨损。

2.1.2变形磨损

由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，叫做变形磨损，这是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其它物体的撞击，起重机起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使钢丝绳产生变形磨损。这种变形磨损因局部挤压而变形，其钢丝横断面在挤压处向两旁伸展成翅形。从外表看，钢丝宽度扩展，虽钢丝绳截面积减小不多，但局部挤压处的钢丝表面材质硬化了，极易断丝。

2.1.3内部磨损

在使用过程中，钢丝绳经过卷筒或滑轮时所承受的全部负荷压在钢丝绳的一侧，各根细钢丝的曲率半径不可能完全相同。同时，由于钢丝绳的弯曲，钢丝绳内部各根细钢丝就会相互产生作用力并且产生滑移，这时股与股之间接触应力增大，使相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹。当反复循环拉伸弯曲时，在深凹处则产生应力集中而被折断，构成了内部磨损。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比，在张力相同情况下，由于受压面积不同，单位面积承受的压力也不同。从表面受压磨损来看，采用线接触钢丝绳比采用点接触钢丝绳有利，采用面接触钢丝绳比采用线接触钢丝绳更有利。此外，钢丝绳的弯曲程度、运动速度，对钢丝绳的内部磨损均有影响。很明显，选择线接触或者面接触类型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。

2.2疲劳

钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。

2.2.1弯曲疲劳

钢丝绳重复通过滑轮或卷筒中绕上绕下，无数次的弯曲，容易使钢丝产生疲劳，韧性下降，最终导致断丝。而疲劳断丝出现在股的弯曲程度最厉害的一侧外层钢丝上。通常情况下，疲劳断丝的出现意味着钢丝绳已经接近使用后期。

试验表明，钢丝绳的弯曲疲劳寿命与D／d比值(即卷筒直径D与钢丝绳直径d的比值)、安全系数和钢丝绳结构均有密切的关系。

2.2.2拉伸、扭曲和振动引起的疲劳

起重机钢丝绳在起动和制动的始末，捆扎钢丝绳在承受载荷的前后，变化的拉伸应力会引起金属疲劳。此外，钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。