估计提升构件中的疲劳的系统和方法技术方案

一种估计提升构件中的疲劳的系统，所述系统包括：第一传感器，其配置为测量与油缸相关的第一负荷，所述油缸连接到所述提升构件；以及计算装置，所述计算装置配置为：基于所述第一负荷确定致动器负荷；基于所述致动器负荷确定第一力；基于所述第一力估计疲劳寿命的单位；以及基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计所述提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。

System and method for estimating fatigue in lifting members

An estimation of fatigue lift system components, the system includes a first sensor configured to first load measurement and oil related, the oil cylinder is connected to the lifting member; and a computing device, the computing device configured to determine the first actuator load force is determined based on the first load; the actuator based on load; fatigue life estimation unit based on the first force; and unit and fatigue life adjustment values are estimated based on the fatigue life of the total consumed part of the lifting member scores.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】估计提升构件中的疲劳的系统和方法
本专利技术涉及估计提升构件中的疲劳的系统和方法。特别地，本专利技术涉及但不限于估计挖掘机臂中的疲劳的系统和方法。
技术介绍
本文对
技术介绍
的参考不应当被解读为承认这样的技术构成澳大利亚或其他地方的公知常识。当前，应变计被用于在挖掘机臂中的点处测量张力。来自应变计的测量转而允许计算挖掘机臂中的点处的应力和预期的疲劳寿命。应变计通常通过粘合剂附接到挖掘机臂。然而，由于挖掘机环境相当严酷，所以应变计和其关联的缆线经常会出故障或从挖掘机离开原位。这可能会使安全问题出现，原因是没有测量和/或记录由挖掘机臂经历的应力。这还导致高估挖掘机臂中的点的疲劳寿命。此外，由于应变计可以例如被改装到挖掘机臂，所以使应变计准确地发挥功能所需的特定安装定向造成使用应变计测量挖掘机臂内的应变的不方便。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种估计提升构件中的疲劳的系统和方法，其克服或改善上述缺点或问题中的一个或多个，或者至少提供有用的替代方案。根据下面的描述，本专利技术的其他优选目的将变得明了。
技术实现思路
在一个形式中，尽管未必是仅有或最宽的形式，本专利技术在于一种估计提升构件中的疲劳的系统，所述系统包括：第一传感器，其配置为测量与油缸(ram)相关的第一负荷，所述油缸连接到所述提升构件；以及计算装置，所述计算装置配置为：基于所述第一负荷确定致动器负荷；基于所述致动器负荷确定第一力；基于所述第一力估计疲劳寿命的单位(unit)；以及基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数(fraction)。优选地，所述提升构件包括挖掘机臂和铲斗。优选地，所述挖掘机臂包括吊杆和斗杆。优选地，所述油缸连接在所述吊杆和驾驶室平台之间。在替代形式中，所述油缸连接在所述吊杆和所述斗杆之间。在其他替代形式中，油缸构件连接在所述斗杆和所述铲斗之间。优选地，与所述油缸相关的致动器负荷呈压力的形式。优选地，所述系统包括第一相关传感器。优选地，所述第一相关传感器配置为测量与所述油缸关联的第一相关负荷。优选地，所述第一相关负荷呈压力的形式。优选地，所述致动器负荷呈第一传感器测量的第一负荷和第一相关传感器测量的第一相关负荷之间的压力差的形式。替代地，所述致动器负荷呈第一负荷的形式。优选地，与所述油缸相关的压力被传递到油缸的轴以提供对其的致动。优选地，所述油缸是液压油缸。优选地，所述计算装置通过将第一常数应用到致动器负荷而基于致动器负荷估计第一力。优选地，所述第一常数呈致动器负荷在其上被传递的面积的形式。优选地，致动器负荷在其上被传递的面积是油缸中的活塞要对其提供致动的面积。优选地，所述计算装置借助疲劳关系基于第一力估计疲劳寿命的单位。优选地，所述计算装置通过确定第一力的循环效果并将循环效果除以临界损坏因子来基于第一力估计疲劳寿命的单位。优选地，所述临界损坏因子呈由于第一力的估计的疲劳故障之前的循环的形式。优选地，所述计算装置通过将疲劳寿命调整应用到疲劳寿命的单位来估计提升构件的一部分所消耗的疲劳寿命的分数。优选地，所述疲劳寿命调整值是基于所述第一力将疲劳寿命的单位调整到在提升构件的一部分中估计的疲劳寿命的单位的估计值。优选地，所述疲劳寿命调整值调整用于计算疲劳寿命的单位的疲劳关系以便估计在提升构件的一部分中的疲劳寿命的单位。优选地，所述疲劳寿命调整值说明几何关系、材料特性、残留应力、装载方向和/或温度。优选地，所述疲劳寿命调整值包括与对应的因子的关系。优选地，所述对应的因子是提升构件的一部分中的估计的应力与基于致动器负荷的力的比率。在其他形式中，所述计算装置通过将疲劳寿命调整值直接应用到所述力来估计提升构件的一部分所消耗的疲劳寿命的分数。优选地，在该其他形式中，所述疲劳寿命调整值呈所述对应的因子的形式。优选地，所述计算装置配置为：基于其他第一负荷和/或其他第一相关负荷确定其他致动器负荷；基于所述其他致动器负荷确定其他力；基于所述其他力估计疲劳寿命的单位；基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计所述提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。优选地，所述计算装置配置为将所述第一力和所述其他力限定为峰值力和谷值力的序列。一般，所述峰值力和谷值力包括不同力大小的力。优选地，所述峰值力呈张力的形式。优选地，所述谷值力呈压缩力的形式。优选地，所述计算装置配置为计数力大小基本上相等的峰值力和谷值力的循环的数量和/或半循环的数量。优选地，所述计算装置配置为：将循环的数量和/或半循环的数量乘以它们的基本上相等的力大小以形成力-循环值；将力-循环值除以它们的相应的临界损坏值以形成疲劳寿命的单位；以及将疲劳寿命的单位求和并且应用疲劳寿命调整值以估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。优选地，由于相应的基本上相等的力大小中的每一个，所述相应的临界损坏因子呈估计的疲劳故障之前的循环的形式。优选地，在将疲劳寿命的单位求和并且应用疲劳寿命调整值以估计提升构件的一部分所消耗的疲劳寿命的分数时，所述计算装置配置为排除低于持久极限的疲劳寿命的单位。优选地，所述持久极限呈值的形式，在所述值处提升构件的一部分就疲劳来说基本不受所述第一力和/或所述其他力的影响。优选地，计算装置配置为在提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数达到临界累计损坏值时触发警报。在另一形式中，本专利技术在于估计提升构件中的疲劳的方法，所述方法包括下列步骤：确定与油缸相关的致动器负荷，所述油缸与所述提升构件相关联；基于所述致动器负荷确定第一力；基于所述第一力估计疲劳寿命的单位；以及基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计所述提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。优选地，确定与油缸相关的致动器负荷的步骤包括测量第一压力。优选地，确定与油缸相关的致动器负荷的步骤包括测量第一相关压力。优选地，确定与油缸相关的致动器负荷的步骤包括限定所述第一压力和所述第一相关压力之间的压力差。优选地，基于致动器负荷估计第一力的步骤包括应用第一常数。优选地，所述第一常数呈致动器负荷在其上被传递的面积的形式。优选地，致动器负荷在其上被传递的面积是油缸中的活塞要对其提供致动的面积。优选地，基于第一力估计疲劳寿命的单位的步骤包括应用疲劳关系。优选地，基于第一力估计疲劳寿命的单位的步骤包括确定第一力的循环效果并将循环效果除以临界损坏因子。优选地，所述临界损坏因子呈由于第一力的估计的疲劳之前的循环的形式。优选地，基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数的步骤包括将疲劳寿命调整应用到疲劳寿命的单位。优选地，所述疲劳寿命调整值是基于所述第一力将疲劳寿命的单位调整到在提升构件的一部分中估计的疲劳寿命的单位的估计值。优选地，所述疲劳寿命调整值说明几何关系、材料特性、残留应力、装载方向和/或温度。优选地，所述疲劳寿命调整值调整用于计算疲劳寿命的单位的疲劳关系以便估计在提升构件的一部分中的疲劳寿命的单位。优选地，所述疲劳寿命调整值包括与对应的因子的关系。优选地，所述对应的因子是提升构件的一部分中的估计的应力与基于致动器负荷的力的比率。在其他形式中，基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数的步骤包括将疲劳寿命调整值直接应用到所述力。优选地，在该其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计提升构件中的疲劳的系统，所述系统包括：第一传感器，其配置为测量与油缸相关的第一负荷，所述油缸连接到所述提升构件；以及计算装置，所述计算装置配置为：基于所述第一负荷确定致动器负荷；基于所述致动器负荷确定第一力；基于所述第一力估计疲劳寿命的单位；以及基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种估计提升构件中的疲劳的系统，所述系统包括：第一传感器，其配置为测量与油缸相关的第一负荷，所述油缸连接到所述提升构件；以及计算装置，所述计算装置配置为：基于所述第一负荷确定致动器负荷；基于所述致动器负荷确定第一力；基于所述第一力估计疲劳寿命的单位；以及基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置通过将第一常数应用到所述致动器负荷而基于所述致动器负荷估计所述第一力。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述计算装置借助疲劳关系基于所述第一力估计疲劳寿命的单位。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述疲劳关系包括确定所述第一力的循环效果并将所述循环效果除以临界损坏因子。5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述计算装置通过将疲劳寿命调整应用到疲劳寿命的单位来估计所述提升构件的一部分所消耗的疲劳寿命的分数。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述疲劳寿命调整值是基于所述第一力将疲劳寿命的单位调整到在所述提升构件的一部分中估计的疲劳寿命的单位的估计值。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述计算装置配置为：基于其他第一负荷和/或其他第一相关负荷确定其他致动器负荷；基于所述其他致动器负荷确定其他力；基于所述其他力估计疲劳寿命的单位；基于疲劳寿命的单位和疲劳寿命调整值来估计所述提升构件的一部分所消耗的总疲劳寿命的分数。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述计算装置配置为将所述第一力和所述其他力限定为峰值力和谷值力的序列。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述计算装置配置为计数力大小基本上相等的峰值力和谷值力的循环的数量和/或半循环的数量。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述计算装置配置为：将循环的数量和/或半循环的数量乘以它们的基本上相等的力大小以形成力-循环值；将力-循环值除以它们的相应的临界损坏值以形成疲劳寿命的单位；以及将疲劳...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·莱斯利，D·C·安德鲁斯，
申请(专利权)人：昆士兰中部矿业供应有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU