[发明专利]用于检测用于起重设备的高强度纤维绳索的报废状态的设备

说明书

本发明总体涉及使用高强度纤维绳索来代替钢丝绳索的诸如起重机的起重设备。在此方面，本发明特别地涉及用于识别在这种起重设备中使用的高强度纤维绳索的报废状态的设备，其包括用于检测至少一个绳索参数的检测装置，还包括用于评估绳索参数并依据绳索参数评估提供报废信号的评估单元。根据本发明，所述检测装置包括抗扭刚度确定机构，用于确定所述绳索的绳索抗扭刚度，其中所述评估单元提供与确定的绳索抗扭刚度相关的报废信号。

技术领域

本发明总体涉及使用高强度纤维绳索来代替钢丝绳索的诸如起重机的起重设备。特别地，本发明涉及用于检测在这种起重设备中使用的高强度纤维绳索的报废状态的设备，其包括用于检测至少一个绳索参数的检测装置，和用于评估绳索参数并依据对绳索参数的评估提供报废信号的评估单元。

背景技术

近来，已尝试在起重机中使用由合成纤维、诸如芳基酰胺纤维(HMPA)、芳酰胺/碳纤维混合物、高模量聚乙烯纤维(HMPE)或聚对苯基苯并二噁唑纤维(PBO)制成的高强度纤维绳索来代替成功使用多年的钢丝绳索。这种高强度纤维绳索的优点在于它们的轻质。这种高强度纤维绳索在相同绳索直径和相同或较高的拉伸强度的情况下比相应的钢丝绳索轻很多。特别对于具有相对长的绳索长度的高起重机，实现了较大的重量节省，该重量节省计入在起重机的净重载荷并在起重机的其它方面的结构设计不改变的情况下获得相对高的有效载荷。

但是，这种高强度纤维绳索的不利特性在于它们在没有明显的长期初始迹象的情况下损坏或失效。而在钢丝绳索中磨损是明显可见的并以较长的时间提前提供失效信号，例如通过容易检测到的各钢丝的断裂以及相应的断开，高强度纤维绳索几乎不会显示出肉眼可容易察觉的、实际失效之前在较长时间段内明显地示出的其自身的任何过度磨损的迹象。在此方面，需要智能监测测量以便及时地检测高强度纤维绳索的报废状态。

由WO2012/100938A1已知，为了检测起重机上的高强度纤维绳索的报废状态，检验根据绳索使用时间和载荷变化的各种绳索报废标准。在这种情况下，所述绳索直径、以绳索夹紧时产生横向抗压刚度的横截面变化和连续的载荷循环数作为绳索报废标准被监测。然而这些单独的报废标准的信息价值是有限的，这意味着需要在相当复杂的监测过程中监测并评估这些报废标准的相互作用，以便确实可靠地识别所述报废状态。

发明内容

基于此，本发明的任务是提供一种用于检测高强度纤维绳索的报废状态的改进的设备，其避免现有技术的缺点并进一步地以有利的方式改良了现有技术。优选地，应当实现报废状态的简单但仍可靠的、精确的检测，其在安全性尚未面临危险的情况下经济地利用纤维绳索的剩余使用寿命，并且可以通过即使在重载工况下能可靠地运行的简单的检测装置用于工程机械。

根据本发明，上述任务通过根据本申请要求保护的所述的设备以及根据本申请要求保护的所述的起重机实现。本发明的优选设计方案是本申请进一步要求保护的主题。

还提出，监测绳索抗扭刚度并且根据所述绳索抗扭刚度确定报废状态。绳索的抗扭刚度是指对被扭转的绳索的绳索阻力或阻力矩。为了使绳索段的端区段沿绳索长度方向互相扭转，就是说使所述绳索扭绞或扭转，需要施加一定的扭矩，以实现所述扭转，其中所述扭矩取决于绳索的刚度。根据本发明，检测装置包括抗扭刚度确定机构，抗扭刚度确定机构用于确定绳索的抗扭刚度，其中，评估装置提供与确定的绳索抗扭刚度相关的报废信号。在钢丝绳索的情况下不会发生抗扭刚度与绳索使用寿命相关的显著变化，而这在高强度纤维绳索的情况下是不同的。在绳索投入使用开始时还弯曲柔韧的绳索丝由于拉应力和弯曲应力逐渐地变硬并且所述绳索更刚硬。所述绳索的抗扭刚度的提升是容易测定的，这意味着能根据所监测的绳索抗扭刚度可靠并精准地确定报废状态。绳索扭转试验表明借助于新绳索得出相当小的抗扭刚度，而被操作直至断裂点的绳索由于长时间和高强度的载荷而显示出极其大的抗扭刚度，其相对于绳索的初始状态升高许多倍。所述抗扭刚度的增大随着疲劳损坏循环数持续地升高，并且在绳索断裂时达到最高点，这意味着所述评估装置能相对简单地确定所述报废状态。