深海绞车系统卷筒应力检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种深海绞车系统卷筒应力检测系统及方法，系统包括结构相同且呈对称设置的两个工作部；任意所述工作部包括：安全架、吊装在所述安全架下绕绳轮以及电机驱动绞车，缆绳绕过两个工作部的绕绳轮连接两电机驱动绞车；所述电机驱动绞车的绞盘卷筒法兰上设置有数据采集装置和编码器、绞车卷筒内部设置应变计，所述数据采集装置用于收集所述应变计产生的信号；所述绕绳轮上设置有称重传感器。本发明专利技术针对不同载荷情况下的不同材料及规格的缆绳，分别检测在多种缆绳缠绕层数下卷筒的应变数据，经过数据处理得到应力信息，从而分析卷筒的受力情况，进而对深海绞车系统卷筒结构进行优化。

【技术实现步骤摘要】
深海绞车系统卷筒应力检测系统及方法
本专利技术涉及深海绞车系统领域，具体而言，尤其涉及一种深海绞车系统卷筒应力检测系统及方法。
技术介绍
随着深远海科考与海洋资源开发逐步从近岸走向远洋，海上作业深度不断增长，与之相匹配的绞车系统的储缆绞车中的缆绳也越来越长。根据深海海上作业需要，目前卷筒容绳量已超过13000m，为了解决传统钢缆自重过大的问题，越来越多绞车系统采用合成纤维缆绳。但是采用合成纤维缆绳的绞车系统在某些情况下，缆绳在卷筒上的多层缠绕会对卷筒结构造成永久性的变形和损坏，因此研究缠绕在卷筒上的缆绳对其应力关系愈发重要。在监测卷筒所受应力的过程中，可以分析不同种类缆绳、不同载荷对绞车卷筒的影响，从而对深海绞车系统卷筒结构进行优化，减轻绞车系统的重量，延长深海绞车系统的使用寿命。
技术实现思路
根据现有技术中缺少精确的缆绳绞车系统卷筒应力检测装置的问题，而提供一种用于深海绞车系统中的绞车卷筒应力检测装置。本专利技术搭建了一套适用于缆绳检测的检测实验平台，且利用各种传感器原件，能够针对不同载荷情况下的不同材料及规格的缆绳，分别检测在多种缆绳缠绕层数下卷筒的应变数据，经过数据处理得到应力信息，进而分析卷筒的受力情况，并对深海绞车系统卷筒结构进行优化。本专利技术采用的技术手段如下：一种深海绞车系统卷筒应力检测系统，包括结构相同且呈对称设置的两个工作部；任意所述工作部包括：安全架、吊装在所述安全架下绕绳轮以及电机驱动绞车，缆绳绕过两个工作部的绕绳轮连接两电机驱动绞车；所述电机驱动绞车的绞盘卷筒法兰上设置有数据采集装置和编码器、绞车卷筒内部设置应变计，所述数据采集装置用于收集所述应变计产生的信号；所述绕绳轮上设置有称重传感器。进一步地，任意所述工作部还包括用于调整缆绳的工作高度的导向轮。进一步地，所述数据采集装置为应变仪，所述应变仪周向均匀设置在所述绞盘卷筒法兰上。进一步地，绞车卷筒的纵向中心平面与所述绞车卷筒内部交线上均匀设置若干应变计。进一步地，所述绞车卷筒内部设置若干关于绞车卷筒的纵向中心平面对称的应变计。本专利技术还提供一种基于上述系统的深海绞车系统卷筒应力检测方法，包括以下步骤：启动第一个工作部的电机驱动绞车，通过缆绳带动第二工作部的电机驱动绞车开始转动；启动第二工作部电机驱动绞车模拟工作载荷与第一个工作部的电机驱动绞车对拉，并根据预设值连续调节第二工作部电机驱动绞车的速度和拉伸载荷；通过称重传感器、编码器、应变计和数据采集装置，对检测数据进行采集和分析。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术针对绞车卷筒应力检测方法，设计了专用的实验平台，从而使该检测过程的实施更为方便并可量化。同时改善了现阶段绞车卷筒应力状态检测难以精确测量的情况，有效实施了更科学、更高效，且具有可持续研究性的检测方案。2、本专利技术能够分析不同缆绳(尤其是合成纤维缆绳)在不同载荷下的绞车卷筒应力情况，进而针对在不同的海上作业环境与工况下选择合适的缆绳类型，并优化绞车卷筒结构，避免合成纤维缆绳对绞车卷筒造成永久性变形或损坏。3、本专利技术通过优化绞车卷筒结构，能防止缆绳因疲劳磨损过早失效，延长合成纤维缆的使用寿命，减小深海绞车系统安全事故的发生概率，保障作业安全。基于上述理由本专利技术可在船用机械领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术深海绞车系统卷筒应力检测系统结构示意图。图2为实施例中卷筒应力检测系统应变仪布置示意图。图3为实施例中绞车卷筒结构剖面图。图4为实施例中卷筒应力检测系统应变计布置示意图。图中：1、电机驱动绞车；101、绞车卷筒；102、绞车法兰；103、应变计；2、数据采集装置；3、编码器；4、绕绳轮；5、安全架；6、液压缸；7、导向轮。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本专利技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海绞车系统卷筒应力检测系统，其特征在于，包括结构相同且呈对称设置的两个工作部；/n任意所述工作部包括：安全架(5)、吊装在所述安全架(5)下绕绳轮(4)以及电机驱动绞车(1)，缆绳绕过两个工作部的绕绳轮(4)连接两电机驱动绞车(1)；/n所述电机驱动绞车(1)的绞盘卷筒法兰(102)上设置有数据采集装置(2)和编码器(3)、绞车卷筒(101)内部设置应变计(103)，所述数据采集装置(2)用于收集所述应变计产生的信号；/n所述绕绳轮(4)上设置有称重传感器。/n

【技术特征摘要】
1.一种深海绞车系统卷筒应力检测系统，其特征在于，包括结构相同且呈对称设置的两个工作部；
任意所述工作部包括：安全架(5)、吊装在所述安全架(5)下绕绳轮(4)以及电机驱动绞车(1)，缆绳绕过两个工作部的绕绳轮(4)连接两电机驱动绞车(1)；
所述电机驱动绞车(1)的绞盘卷筒法兰(102)上设置有数据采集装置(2)和编码器(3)、绞车卷筒(101)内部设置应变计(103)，所述数据采集装置(2)用于收集所述应变计产生的信号；
所述绕绳轮(4)上设置有称重传感器。


2.根据权利要求1所述的深海绞车系统卷筒应力检测系统，其特征在于，任意所述工作部还包括用于调整缆绳的工作高度的导向轮(7)。


3.根据权利要求1或2所述的深海绞车系统卷筒应力检测系统，其特征在于，所述数据采集装置(2)为应变仪，所述应变仪周向均匀设置在所述绞盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，林珊颖，孙玉清，葛杨元，韩凤翚，叶浩然，王昱清，陈海泉，李根，刘雄雁，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21