[實用新型]集裝箱起重機(jī)實時在線安全監(jiān)測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720144388.8
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN201151621Y
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 包起帆;沈沨
• 申請（專利權(quán)）人: 上海國際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C15/00
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 黃志達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種安全監(jiān)測裝置，尤其是一種用于集裝箱起重機(jī)實時在線安全監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)全球化和物流業(yè)的不斷發(fā)展，推動著以港口集裝箱起重機(jī)為代表的現(xiàn)代港口機(jī)械日益向大型化、連續(xù)化、高速化、高效化、輕柔化和自動化的方向發(fā)展。一方面，這些發(fā)展提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了大量的能源，取得了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，這些發(fā)展也相應(yīng)地帶來一些新的問題：

其一是由于設(shè)備與系統(tǒng)的功能增多，各個作業(yè)單元間的關(guān)系日趨復(fù)雜，導(dǎo)致影響設(shè)備安全和工作性能的因素越來越多；

其二是設(shè)備與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，規(guī)模越來越大，設(shè)備的造價越來越高；

其三是現(xiàn)代港口機(jī)械設(shè)備日益向系統(tǒng)極限效率與速度方向發(fā)展，安全隱患增多，機(jī)械故障，連鎖影響造成的損失十分巨大；

其四是現(xiàn)代設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會物質(zhì)財富生產(chǎn)中的影響面越來越大。

這些問題的出現(xiàn)，對現(xiàn)代大型港口機(jī)械的設(shè)計、制造、安裝、使用、維修和安全可靠運(yùn)行提出了更高的要求，特別是對于連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，如港口集裝箱起重機(jī)等，其運(yùn)行的可靠性和安全性將直接影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，一旦發(fā)生故障輕則降低系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，重則系統(tǒng)停機(jī)、生產(chǎn)停頓，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至出現(xiàn)設(shè)備毀壞、危及生命財產(chǎn)安全的惡性事故，造成災(zāi)難性的后果。

而港口機(jī)械的設(shè)計、制造、安裝、使用、維修和運(yùn)行中存在大量不確定性因素，這些不確定性的因素具體歸納為如下三個方面：

(1)外部環(huán)境荷載的不確定性，特別是引起結(jié)構(gòu)災(zāi)變行為的地震、颶風(fēng)、波浪荷載等的影響；

(2)結(jié)構(gòu)本身的不確定性，包括構(gòu)件材料性能、截面幾何參數(shù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，以及復(fù)雜環(huán)境對結(jié)構(gòu)影響而引起的結(jié)構(gòu)性能退化；

(3)結(jié)構(gòu)整體分析中因模型簡化和假設(shè)而產(chǎn)生的潛在不確定性等。

這些不確定性的安全因素不僅是現(xiàn)代集裝箱起重機(jī)出現(xiàn)安全隱患的根源，而且是一些發(fā)生災(zāi)難性破壞而引起重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的直接原因，為此必須嚴(yán)格考慮這些因素。

目前針對港口機(jī)械這些不安全的因素，一般是通過檢驗人員定期帶儀器到工作環(huán)境復(fù)雜的港口機(jī)械上進(jìn)行測試，隨后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，工作繁瑣且危險。然而港口機(jī)械是一種慢過程的大系統(tǒng)，實時判斷其客觀狀態(tài)，不僅與其運(yùn)行條件有著直接聯(lián)系，而且與其歷史狀況密切相關(guān)。由于缺乏先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)和手段，現(xiàn)今在管理模式上仍沿用傳統(tǒng)的“定期保養(yǎng)事后維修”制度，導(dǎo)致整機(jī)可靠性無法掌控、安全隱患多，一旦停機(jī)維修時間較長，嚴(yán)重影響了裝卸效率和整機(jī)工作潛力的發(fā)揮。這就要求對港口機(jī)械進(jìn)行更加嚴(yán)格的實時、在線、長期監(jiān)測，而且要求結(jié)構(gòu)自身能夠適時做出智能化響應(yīng)。

在開發(fā)高效快速的港口裝卸機(jī)械狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)方面，發(fā)達(dá)工業(yè)國家處于主導(dǎo)地位，較著名的有GE、ABB、SIEMENS和施耐德公司等。這些公司應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、高速寬帶通信技術(shù)等，不斷推出新方案和新裝置，使由他們自主或參與合作開發(fā)(或改造)的港口裝卸機(jī)械的裝卸效率及安全可靠度都有了極大地提高，整機(jī)向有機(jī)、完善、協(xié)調(diào)、適配方向發(fā)展。但是，這些技術(shù)大都仍以巡檢或離線方式為主，真正能在港口相對惡劣條件下長期穩(wěn)定在線監(jiān)測的系統(tǒng)還是相對缺乏。

在我國，大型港機(jī)的電氣控制系統(tǒng)已基本實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、故障顯示，但對機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀況，卻缺少應(yīng)有的監(jiān)測手段，特別是對設(shè)備運(yùn)行一定時期后的機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)狀態(tài)無法作出實時評判，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的故障隱患不能被早期診斷處理，這對設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，盡管目前在我國，起重機(jī)安全管理工作很受重視，安全檢驗制度亦已形成，并有效控制了起重傷害事故的發(fā)生，可由于缺少有效的運(yùn)行監(jiān)測手段，起重機(jī)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)安全管理上依然存在以下薄弱環(huán)節(jié)：

①檢測部位有限，例如結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測通常只有4～8個測點；

②測試費用昂貴，例如采用超聲波方法和磁粉探傷方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)無損檢測，僅單臺起重機(jī)的測試費用就超過1萬元，還不包括測試輔助工程(架設(shè)檢測平臺、測區(qū)表面磨光和油漆恢復(fù)等)費用；

③檢驗周期需要根據(jù)假設(shè)存在的缺陷到達(dá)臨界尺寸的時間周期，進(jìn)行保守安排；

④檢驗工作必須在起重機(jī)非作業(yè)狀況下實施，影響生產(chǎn)。在停產(chǎn)難以安排的情形出現(xiàn)時，易造成檢驗周期延遲，甚至影響檢驗數(shù)據(jù)的可靠性等。