摘要：随着堆场自动化的推进,对起重机整机安全设计需要越来越重要,本文基于危险与可操作性分析(HAZOP)方法,分析了轮胎式集装箱门式起重机主要工作机构载重小车的潜在失效风险。针对各失效风险,提出了相应的应对措施。并以其典型安全防护系统缓冲器为例,提出了功能函数的建立方法并加以优化,为数学模型的建立与后续优化提供了参考。

摘要：功能安全的最终目的是确保设备安全运行,其理念已经逐步扩展到特种机电类设备的安全防护系统设计当中。起重机制动器系统作为一种典型的安全防护装置,对其进行功能安全设计对保证起重机安全具有举足轻重的作用。基于功能安全设计方法,针对安全完整性等级(SIL)划分的问题,以轨道式龙门起重机(RMG)的智能制动系统为例说明其关键过程。首先,在失效模式与影响分析(FMEA)结果的基础上建立主要失效模式的故障树,并建立各失效模式的功能函数。然后,根据所建立的功能函数计算失效概率,并结合故障树分析法(FTA)计算制动器系统的失效概率。最后,结合IEC61508标准给出的失效概率与SIL之间的关系定量划分制动器系统安全完整性等级,同时,根据标准提供的风险图法定性划分RMG智能制动系统的SIL,结果表明,两种方法所得结果相符。

摘要：随着自动化码头的兴起,数字孪生系统在港口起重机运行和管理具有越来越广泛的应用前景,类似于建筑BIM,各种信息整合在该平台中可以进行协同、交互式工作。针对港口起重机的动力学特征及其数字孪生系统的可视化问题,采用基于VTK渲染引擎搭建了以孪生体物理特征实时三维可视化为主的起重机数字孪生平台,构建出系统平台架构。系统中建立的动力学模型根据Runge-Kutta的单步计算特点,实时解算得到孪生体的动力学特征映射,并依靠高速渲染引擎对动力学特征进行实时三维可视化;同时,通过仿真测试手段对港口起重机数字孪生系统的有效性进行了验证,可为数字孪生在港口机械的应用提供理论依据和工程指导。

摘要：为了保证起重机功能安全,文中根据起重机安全监管面临的困难设计了一种起重机检测系统,该系统主要依靠视觉和振动两种数据采集方式并通过数据传输使检测人员能够实现对起重机金属结构,螺栓连接,制动器等重要机构以及起升高度限位器、行程限制器、紧急停止装置的远程检测,并利用高清摄像头和加速度传感器等从起重机机构上采集相应的数字信息,通过4G或5G移动网络的方式将数据上传至远程服务器。在远程服务器中对所接收到的数据进行处理、存储等操作,并将处理结果或者实时数据用人机交互界面传递给检测人员以及现场工作人员,从而极大便利了远程监管。

摘要：起重机械安全防护系统功能安全的保障一般只在安全规程中予以描述,在设计规则中一般少有规定;提出了一种基于功能安全的起重机械安全防护系统的设计方法,根据起重机的不同的工作级别确认安全防护系统的目标安全完整性等级(SIL),对安全防护系统进行FMEA和FTA分析,计算得到安全防护系统的失效概率并划分其SIL等级,通过将计算SIL与目标SIL进行比较分析,实现对安全防护系统的优化设计,并以某型号起重机起升制动系统为例,对所提方法进行应用说明。

摘要：文中针对所开发的一款智能型制动器,通过实验研究了其电液推动器的电机输入频率与推杆力的关系,并提取了其数学特征,然后根据其推杆力与制动力建立了离散可靠性模型,并从智能制动器功能安全设计方法出发对计算结果进行了SIL划分,制定了智能制动器的工作频率区间,提高了智能制动器的可靠性。

摘要：文中从退化过程出发,提出了一种基于模糊评价的齿轮箱健康状态评估方法。该方法通过采集齿轮箱的振动信号,在时域、频域、时频域等对振动信号进行故障特征提取,利用主成分分析法对各特征进行降维,得到代表齿轮箱运行状态的特征向量。特征向量在高维空间中为一个点,将健康样本的特征向量聚成的球心作为代表健康状态的标准向量。引入相对劣化度的概念描述当前设备远离健康状态的程度,利用样本特征向量到标准向量的欧式距离计算其相对劣化度。采用轴承理论寿命计算公式和线性疲劳累积损伤定律,根据轴承的转速和载荷计算轴承的相对劣化度。综合考虑振动信号和轴承理论寿命计算结果得到的相对劣化度。将健康状态划分成健康、良好、注意、异常和故障共5种健康状态。建立起相对劣化度到健康状态的映射关系,最终得到设备当前的健康状态。最后给出一个算例对所提方法的有效性进行了验证。

摘要：针对滚动轴承剩余使用寿命预测难、一般的神经网络预测精度差的问题,提出了一种基于振动信号时域特征,结合滚动轴承理论寿命值和具有处理时序特征功能的LSTM(Long Short-Term Memory,长短期记忆网络)剩余使用寿命预测方法。首先按照时间顺序提取振动信号的均方根值、峰度、偏斜等15个时域特征作为判断滚动轴承退化的特征值;然后将其输入到LSTM中,将网络输出的轴承退化值设定为[0,1],0表示轴承完好,1为完全退化;最后采用滚动轴承理论寿命计算公式,根据滚动轴承的转速和载荷计算滚动轴承的基本额定寿命,结合其理论寿命和退化值得到定量的剩余寿命。试验结果表明,LSTM与理论寿命结合的滚动轴承寿命预测方法相比于一般的神经网络具有较高的预测精度。

摘要：设计了免维护双腹板滑轮试验台并进行滑轮动载试验。通过该动载试验装置,研究了此滑轮在额定动载荷和额定静载荷运转时腹板上的应力分布,从而确定滑轮在实际使用中的安全可靠性。通过对比动静载工况、钢丝绳不同偏角工况的试验数据,其结果表明各工况下滑轮材料均在线弹性范围内,证实该滑轮在大幅减重后其强度仍然符合设计要求,并有较大的安全系数储备,同时按设计要求能够达到免维护的使用性能,也较好地能够满足了船级社认证等各方面要求。

摘要：轮胎式门式起重机(RTG)作为专业化装卸机械在港口疏运中被广泛地采用。针对新研发的一种RTG,为了保证其安全可靠性,通过对以制动器、牵引式小车缓冲器为代表的典型安全防护系统进行HAZOP分析,从其工作机理出发改进其性能要求,实现科学分级要求,降低运行风险,以保证系统安全。