RS56209B1 - Aparat za nadzor obrtnog uređaja i postupak - Google Patents

Description

Oblast pronalaska

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak nadzora performansi obrtnog uređaja na postrojenju za manipulaciju ili rukovanje materijalom i prvenstveno, mada ne i isključivo, na postupak za predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu merenja u realnom vremenu parametara vezanih za silu koji se odnose na prekretne momente koji se javljaju kod obrtnog uređaja.

Stanje tehnike

[0002] Obrtni uređaji se koriste u širokom spektru pokretnih mašina za manipulaciju ili rukovanje materijalom i obezbeđuju rotacionu vezu između guseničnog transportnog uređaja ili potpornog sklopa i gornjeg dela gornje gradnje. Postoji mnoštvo različitih tipova obrtnih uređaja koji uključuju na primer kotrljajuće ležajeve, bogi ležajeve, ležajeve sa višestrukim kliznim prstenovima ili ležajeve sa kotrljajućim elementima. Međutim, ono što je zajedničko za sve vrste ležajeva je sposobnost da se obezbedi podešavanje rotacije gornje gradnje koju nosi šasija.

[0003] Izbor vrste obrtnog uređaja i njegove geometrije se tipski oslanja na proračune zasnovane na nominalnom projektovanom veku trajanja. Takvi proračuni računaju izloženost obrtnog uređaja tokom upotrebe različitim varijantama opterećenja i kretanjima mašine kada ispunjava svoje radne zadatke. Na primer, smanjenje stvarnog radnog veka ležaja nasuprot predviđene vrednosti je uobičajeno zbog prevremene degradacije ležaja tokom upotrebe i naročito zbog prevremenog habanja unutrašnjih komponenti kao što su kotrljajući elementi, kavezi, klizni prstenovi, točkovi itd., ulaskom kontaminanata u ležaj, i nedostatka lubrikanta na primer. Proračuni za vreme trajanja radnog veka kotrljajućih ležajeva obrtnog uređaja se tipski sprovode prema internacionalnom standardu DIN/ISO 281.

[0004] Zaustavljanje rada mašine usled remonta obrtnog uređaja ili održavanja je nepoželjno i zbog toga je precizno predviđanje vremena periodičnog održavanja ili dugoročnog vremena trajanja radnog veka mašine poželjno. DD 218641 i DE 102005023252 opisuju sisteme za određivanje stepena oštećenja i preostalog veka trajanja delova komponenata velikih postrojenja

za manipulaciju.

[0005] Međutim, konvencionalni električni sistemi za nadzor su usmereni da obezbede status pohabanosti delova komponente kako bi se obezbedila indikacija za upozorenje koja se aktivira kada se dostigne kritični status ili kritična veličina. Takve izolacije zahtevaju značajne izmene na pokretnim delovima komponente (i posebno na kućištima ili montažnim delovima) da bi se integrisale električne komponente za nadzor. Uz to, trenutne strategije za preventivno održavanje da bi se potpomoglo statusu pohabanosti obrtnog uređaja uključuju nadzor pomoću redovnih inspekcija i sprovođenje manuelnih merenja rastojanja na definisanim referentnim tačkama na primer merenja visine pada i nagiba. Ovakve inspekcije se sprovode vizuelnim ad-hoc kontrolama. Pored toga, takvi električni sistemi za nadzor su nepogodni jer pružaju povratnu informaciju da je oštećenje već nastalo. Ipak, ono što je potrebno je postupak tačnog i pouzdanog prognoziranja statusa pohabanosti ili vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu realne upotrebe pre nego što dođe do značajnog ili ubrzanog oštećenja.

Rezime pronalaska

[0006] U cilju predmetnog pronalaska je da se obezbedi postupak nadzora performansi obrtnog uređaja od aparata za prenošenje čestica rasutog materijala koji podupire gornju gradnju montiranu na potpornu strukturu ili sklop guseničnog transportnog uređaja kojim se obezbeđuje predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu radnih uslova ležaja. Dalje je posebno u cilju da se obezbedi predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu merenja u realnom vremenu parametara vezanih za silu koji se odnose na prekretne sile kojima gornja gradnja deluje na obrtni uređaj.

[0007] Dalji poseban cilj je da se sa većom tačnošću predvidi vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu procene opterećenja u realnom vremenu pre nego što dođe do značajnog oštećenja obrtnog uređaja tako da se tada mogu sprovesti korektivne mere.

[0008] Na osnovu prvog aspekta ovog pronalaska obezbeđen je postupak nadzora performansi obrtnog uređaja aparata za manipulaciju ili rukovanje materijalom u kome obrtni uređaj podupire gornju gradnju montiranu na potpornu strukturu, pri čemu postupak obuhvata: merenje u realnom vremenu parametra vezanog za silu koristeći najmanje jedan senzor koji se odnosi na silu spoljašnjeg opterećenja koja deluje na gornju gradnju; određivanje prekretnog momenta u realnom 'remenu kojim gornja gradnja deluje na obrtni uređaj na osnovu parametra vezanog za silu i najmanje jednog geometrijskog parametra koji opisuje geometrijski odnos između sile opterećenja i obrtnog uređaja; predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu merenja u realnom vremenu prekretnog momenta.

[0009] Referenca u okviru ovog opisa na ‚prekretni moment' obuhvata slične i ekvivalentne kvantitativne izraze i sile kao što su moment sile, moment inercije, moment, momentna sila, moment opterećenja, obrtni moment koji deluju na osu koja se prostire centralno kroz obrtni uređaj (dok je usklađena upravno na ravan ležaja). Uz ovo, referenca u okviru ovog opisa na ‚obrtni uređaj' obuhvata slične i ekvivalentne izraze kao što su obrtni ležajevi, obrtni prstenovi, rotacione ploče i slično.

[0010] Opciono, parametar vezan za silu obuhvata bilo koji ili kombinaciju sledećeg seta: mase; pritiska; istezanja; sabijanja; napona; deformacije; obrtnog momenta. Ovakvi parametri se mogu odrediti pomoću jednog ili mnoštva senzora koji su aktivni da bi kontinualno određivali odgovarajuće merenje vezano za silu kada je mašina u radu ili kad radi u praznom hodu. Ovim postupkom je takođe moguće uzeti u obzir aksijalnu silu kojom gornja gradnja deluje na obrtni uređaj u okviru određivanja vremena trajanja radnog veka. Ovaj postupak je koristan da bi se obezbedilo predviđanje u realnom vremenu preostalog veka trajanja obrtnog uređaja na osnovu aktivnog nadzora spoljašnjeg opterećenja koje deluje na gornju gradnju i samim tim i na obrtni uređaj.

[0011] Kao povoljno, sila spoljašnjeg opterećenja koja stvara parametar vezan za silu može da postoji između najmanje dve komponente gornje gradnje. Takav jedan aranžman je pogodan za precizne evaluacije opterećenja. Opciono, najmanje dve komponente su pokretne relativno jedna u odnosu na drugu i/ili obrtni uređaj. Na primer, sila koja deluje na jednu od komponenti može da izazove pomeranje te komponente i ovaj pomeraj se onda može adekvatno nadgledati da bi se odredio intenzitet spoljašnje sile koja deluje na gornju gradnju.

[0012] Opciono, najmanje dve komponente obuhvataju konzolnu strelu rotacionog točka i jedan deo gornje gradnje; pri čemu konzolna strela rotacionog točka ima mogućnost da se okreće oko obrtne ose tako da obrtno kretanje konzolne strele rotacionog točka vrši uticaj u realnom vremenu na prekretni moment stvoren od strane dejstva gornje gradnje na obrtni uređaj. Senzor za određivanje parametra vezanog za silu može se postaviti na bilo kom mestu gornje gradnje ili na udaljenom mestu ali formirajući deo strujnog kola, mreže ili spojne strukture koja se prostire između senzora i komponenata gornje gradnje koji se koriste pri određivanju spoljšnjeg opterećenja.

[0013] Opciono, gde dve komponente obuhvataju konzolnu strelu rotacionog točka i regiju gornje gradnje, parametar vezan za silu obuhvata pritisak fluida na linearni aktuator sa električnim pogonom montiranom na gornju gradnju da bi podupirao položaj konzolne strele rotacionog točka na gornjoj gradnji. Opciono, parametar vezan za silu obuhvata istezanje užeta ili kabla koji podržava položaj konzolne strele rotacionog točka na gornjoj gradnji. Merenjem pritiska ili istezanja u hidrauličnim cilindrima ili potpornom kablu ili užetu je pogodan i pouzdan mehanizam za određivanje spoljašnjeg opterećenja. Takav jedan aranžman i postupak ne uključuje značajne izmene na gornjoj gradnji da bi se smestili senzori i podaci se mogu zgodno dobiti i preneti do odgovarajućeg mesta za skladištenje podataka i uređaja za manipulaciju na postrojenju na udaljenom mestu.

[0014] Opciono, makar jedan geometrijski parametar obezbeđuje vezu između geometrijskog položaja ose obrtanja konzolne strele rotacionog točka i ose prekretnog momenta koja se prostire kroz obrtni uređaj na koji deluje prekretni moment u realnom vremenu. Kao što se može videti, geometrijski parametar može da se sastoji od bilo koje kvantitativne vrednosti ili vše vrednosti koje opisuju geometrijski odnos između regija, delova komponenti, osa, centara rotacije itd., od gornje gradnje i obrtnog uređaja i posebno od korelacije između sile spoljašnjeg opterećenja i stvaranja prekretnog momenta obrtnog uređaja.

[0015] Poželjno je postupak dalje obuhvata određivanje rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja dovodeći u vezu sa već određenim prekretnim momentom obrtnog uređaja sa referentnom krivom servisnog veka trajanja obrtnog uređaja na osnovu rezultujućeg momenta i aksijalnog opterećenja obrtnog uređaja. Postupak dalje obuhvata dobijanje faktora opterećenja obrtnog uređaja na osnovu rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja i već određenog prekretnog momenta obrtnog uređaja. Postupak stoga dalje može da obuhvata primenu specifičnog eksponenta za ležajeve na faktor opterećenja da bi se dobilo vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja. Poželjno, postupak se dalje sastoji od ponavljanja koraka u određivanju rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja i faktora opterećenja na osnovu mnoštva određenih prekretnih momenata obrtnog uređaja da bi se dobilo kompajlirano vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu mnogobrojnih sila spoljašnjeg opterećenja; i primene parametara vremena trajanja radnog veka na svako od vremena trajanja radnih vekova koja se baziraju na odgovarajućim spoljašnjim opterećenjima. Takvi koraci u procesu su preduzeti u saglasnosti sa internacionalnim standardima DIN/ISO 281 uzimajući u obzir vrstu ležaja koji je postavljen unutar postrojenja i posebno prirodu i geometriju komponenata obrtnog uređaja pozivajući se na internacionalni standard DIN/ISO 281. Upotreba referentne krive servisnog veka trajanja obrtnog uređaja je u skladu sa internacionalnim standardom DIN/ISO 281 i slično,

određivanje ’rezultujućeg momenta’, ’faktora opterećenja’ i ’kompajliranog vremena trajanja radnog veka’ je u skladu sa internacionalnim standardom DIN/ISO 281 kao što će biti primenjeno od strane onih koji su obučeni u tehnici.

[0016] Prema drugom aspektu predmetnog pronalaska obezbeđen je sistem za predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja mašine za manipulaciju ili za rukovanje materijalom koja se sastoji od: obrtnog uređaja montiranog između gornje gradnje i potporne strukture; konzolne strele rotacionog točka zglobno montirane na gornju gradnju, konzolne strele rotacionog točka koja ima distalni kraj sa mogućnošću podizanja i spuštanja relativno u odnosu na gornju gradnju; najmanje jednog aktuatora povezanog sa konzolom strelom rotacionog točka i gornjom gradnjom da bi se aktiviralo podizanje i spuštanje distalnog kraja relativno u odnosu na gornju gradnju; i najmanje jednog senzora za nadzor parametra vezanog za silu u realnom vremenu na aktuatoru; sistem koji sadrži postupak za nadzor performansi obrtnog uređaja kao što se ovde tvrdi. Takav jedan aranžman je koristan za precizno određivanje preostalog vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja u toku upotrebe i kada je izložen praktičnim i spoljašnjim opterećenjima u toku rada postrojenja. Prema tome, operatori na postrojenju za manipulaciju i servisno osoblje pomoću ovog automatizovanog ili semi-automatizovanog postupka/ sistema su onda u mogućnosti da prave izmene na postavljenom servisnom rasporedu i periodima održavanja s obzirom na to da je preostalo vreme trajanja radnog veka prepravljeno na ono u realnom vremenu na osnovu spoljašnjih opterećenja koja se mere kontinualno ili u redovnim intervalima sa izlaznom informacijom o preostalom vremenu trajanja radnog veka u realnom vremenu.

[0017] Opciono, mašina za manipulaciju ili rukovanje materijalom obuhvata bilo koji ili kombinaciju sledećeg seta: rotornog bagera koji se sastoji od mnoštva vedrica postavljenih da rotiraju na distalnom kraju konzolne strele rotacionog točka; sakupljača; rastresača; kombinacija sakupljač/bager; kran; utovarivač ili istovarivač za brodove; rotorni bager; pokretna drobilica.

Opciono, mašina za manipulaciju ili rukovanje se može sastojati od bilo koje mašine koja u sastavnim delovima ima konzolnu strelu rotacionog točka montiranu na gornju gradnju i sa mogućnošću obrtanja na šasiji putem obrtnog uređaja. Opciono, mašina/aparat za manipulaciju ili za rukovanje je pokretna jedinica montirana na točak i/ili na šine transportnog uređaja.

Kratak opis slika

[0018] Specifična implementacija predmetnog pronalaska će sada biti opisana, samo kao primer, sa pozivanje na priložene slike u kojima:

Slika 1 je pogled iz spoljašnje perspektive mašine za manipulaciju sa rotornim bagerom na kojoj je konzolna strela rotacionog točka montirana sa rotirajućim točkom poduprta gornjom gradnjom koja je montirana na potpornu strukturu pomoću obrtnog uređaja prema specifičnoj implementaciji ovog pronalaska;

Slika 2 je šematski dijagram toka koji detaljno opisuje određivanje veka trajanja obrtnog uređaja na osnovu merenja spoljašnjih opterećenja koja deluju na gornju gradnju;

Slika 3 je šematska ilustracija relativnie geometrije izabranih komponenata mašine za manipulaciju zajedno sa izabranim prekretnim momentima od različitih komponenti mašine za manipulaciju;

Slika 4 je šematski dijagram toka koji detaljno opisuje dalje korake koji imaju za zadatak predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu sila spoljašnjeg opterećenja na gornju gradnju;

Slika 5A detaljno opisuje izabrane parametre kotrljajućih ležajeva na šinama koji imaju odgovarajuće karakteristike za obrtni uređaj na slici 1;

Slika 5B je referentna kriva servisnog veka i tehnički podaci za ležaj mašine za manipulaciju sa rotornim bagerom sa slike 1 koja se koristi za predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja.

Detaljan opis poželjnog izvođenja pronalaska

[0019] Pozivajući se na sliku 1, postrojenje za manipulaciju česticama rasutog materijala u obliku rotornog bagera 100 koji se sastoji od gornje gradnje naznačene u opštem slučaju sa referencom 104 zglobno montiranom na potpornu strukturu 105 pomoću obrtnog uređaja 106. Potporna struktura 105 se sastoji od odgovarajuće šasije 103 prilagođene da omogući transport rotornog bagera 100 preko tla da bi se pristupilo različitim mestima na kojima se nalaze čestice rasutog materijala 108 kojima se manipuliše mašinom 100.

[0020] Gornja gradnja 104 se sastoji od konzolne strele rotacionog točka 101 koja ima distalni kraj 101a na koji je montiran rotirajući točak 109 i na suprotnom proksimalnom kraju 101b je zglobno montirana na gornju gradnju 104. Uravnoteženje mašine 100 je obezbeđeno sa protivtegom 102 koji se prostire od gornje gradnje 104 do suprotne strane relativno u odnosu na konzolnu strelu rotacionog točka 101 da bi se izbalansirala strela rotacionog točka 101, rotacioni točak 109 i bilo koja dodatna sila opterećenja koja deluje na konzolnu strelu rotacionog točka 101 kao što je težina materijala 108 sakupljenog od strane rotacionog točka 109. Par hidrauličnih cilindara 107 je pričvršćen za konzolnu strelu rotacionog točka 101 i regiju gornje gradnje 104 kako bi uravnotežila i podržala zglobno kretanje konzolne strele rotacionog točka 101 na gornjoj gradnji 104. Prema specifičnom izvođenju, hidraulični cilindri 107 se prostiru između proksimalnog kraja 101b konzolne strele rotacionog točka i potporne konzole za uravnoteženje 102a na kojoj je montirano uravnoteženje 102 na potpornoj strukturi 105. Kao što se može videti, sila opterećenja na ili prema distalnom delu 101a konzolne strele rotacionog točka je proporcionalna sili i to posebno pritisku u hidrauličnim cilindrima 107.

[0021] Pozivajući se na sliku 2, ovaj nadzor performansi obrtnog uređaja se sastoji od merenja spoljašnjeg opterećenja koje deluje na gornju gradnju 104 u koraku 200 da bi se odredio prekretni moment koji deluje na obrtni uređaj 106 od strane gornje gradnje 104 u koraku 201. Određivanje prekretnog momenta obrtnog uređaja uključuje i uzimanje u obzir relativne geometrije različitih komponenti gornje gradnje 104 i posebno različite tačke obrtanja konzolne strele točka 104 i onih komponenti 107 koji podupiru konzolnu strelu rotacionog točka 101. Geometrijski odnosi između različitih tačaka i komponenti gornje gradnje dalje uključuju relativna rastojanja, dužine i/ili uglove između specifičnih regija komponenti gornje gradnje 104 relativne jedna u odnosu na drugu i na obrtni uređaj 106. Geometrija aparata se pomoću specifičnih geometrijskih parametara koristi za određivanje prekretnog momenta obrtnog uređaja preko koraka 202.

[0022] Ovaj postupak koristi metodologiju i proračune iz internacionalnog standarda DIN/ISO 281 koji omogućavaju proračun procene dinamičkog opterećenja i servisnog veka trajanja obrtnih uređaja. Prekretni moment obrtnog uređaja i proračuni za vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja i razmatranja koja su predstavljena internacionalnim standardom DIN/ISO 281.

[0023] Slika 3 prikazuje uprošćenu šemu relativnog geometrijskog odnosa između izabranih komponenti gornje gradnje 104 na slici 1. Kao što je prikazano, konzolna strela rotacionog točka 101 je montirana na gornju gradnju 104 preko postolja konzole 300 koje prolazi na gore od dela gornje gradnje 104 smešteno odmah iznad obrtnog uređaja 106 i koje se obično spominje kao obrtno postolje. Konzolna strela rotacionog točka 101 je montirana na postolje konzole 300 preko tačke obrtanja A.

Prema šemi na slici 3, hidraulični cilindri 107 su pričvršćeni između gonje gradnje 104 i dela konzolne strele rotacionog točka 101. Svaki od hidrauličnih cilindara 107 se sastoji od prve tačke obrtanja B pričvršćene za gornju gradnju 104 i druge tačke obrtanja C pričvršćene za konzolnu strelu rotacionog točka 101. Kako je prikazano, rastojanje pri odvajanju između tačaka A i C je predstavljeno rastojanjem ln. Shodo tome, sila spoljašnjeg opterećenja Floadkoja deluje na konzolnu strelu rotacionog točka je prevedena u silu Fcylkoja se prenosi kroz hidraulične cilindre 107.

Intenzitet sile Fcylje proporcionalan pritisku radnog fluida unutar hidrauličnih cilindara 107. Kao što se može videti, prekretni moment MAoko tačke obrtanja A konzolne strele rotacionog točka 101 se može izraziti kao

[0024] Odnos između prekretnog momenta Mkobrtnog uređaja 106 oko obrtne ose D se može izraziti kao

[0025] Prema tome, aksijalno opterećenje gornje gradnje 104 koje se prostire duž ose 301 koje se prenosi preko obrtnog uređaja 106 je proporcionalno sili koja deluje kroz hidraulične cilindre Fcyl. Kao što je prikazano, dalje uzimanje u obzir ostalih geometrijskih odnosa različitih komponenti postrojenja za manipulaciju 100 se može primeniti kroz određivanje Mkkorišćenjem poznatih postupaka za određivanje sila. Na primer, ovaj postupak može obično da se sastoji od uzimanja u obzir relativnog intenziteta i veličine i pozicije protivtega 102 s tim uzimajući u obzir dodatno središnje okretanje ili pomeanje komponenti koje formiraju deo gornje gradnje 104 u položaju između ili delujući na konzolnu strelu rotacionog točka 101 i obrtnog uređaja 106.

[0026] Prema specifičnoj implementaciji predmetnog pronalaska, pritisak radnog fluida u hidrauličnim cilindrima 107 je određen u fazi 402 pedviđanja vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja odnoseći se na sliku 4. Kao što je prikazano, alternativni parametar vezan za silu u realnom vremenu može obuhvatati zatezni napon u kablu ili užetu podupirući položaj konzolne strele rotacionog točka 101 relativno u odnosu na gornju gradnju 104. Prekretni moment MAkojim deluje gornja struktura je određen u fazi 403 i ovaj moment sile je određen preko prekretnog momenta Mkkoji deluje na obrtni uređaj 106 u fazi 404. Određivanje prekretnog momenta Mku realnom vremenu obrtnog uređaja 106 je u opštem slučaju predstavljeno referencom 400 koristeći merenja parametra vezanog za silu u realnom vremenu (pritisak u hidrauličnom cilindru) kada je mašina u radu. Kao što je prikazano, pritisak u hidrauličnom cilindru se obezbeđuje makar pomoću jednog senzora po mogućstvu postavljenog na gornju gradnju 104. Čitanja senzora su određena i sačuvana posredstvom odgovarajućeg elektronskog softvera i hardvera koji mogu biti smešteni na gornju gradnju 104 ili na udaljenom mestu dok se podaci prenose i njima se pristupa preko odgovarajućih i konvencionalnih ustanova za upravljanje podacima koja se sastoji od žičanih ili bežičnih računarskih mreža, servera, štampanih ploča, sredstava za komunikaciju, itd.

[0027] Prema specifičnoj implementaciji, merenja pritiska se uzimaju u različitom fazama rada postrojenja 100 uključujući posebno obrtanje sa ili bez opterećenja na rotacionom točku 109 i u mnoštvu različitih uglova obrtanja konzolne strele rotacionog točka 101 relativno u odnosu na ostali deo gornje gradnje 104.

[0028] Prema standardu DIN/ISO 281, rezultujući moment obrtnog uređaja Mkomože biti u korelaciji sa prekretnim momentom za dati ležaj preko faktora opterećenja izraženog kao

gde je flfaktor opterećenja, Faoje aksijalno opterećenje na noseći ležaj, Faje ’referentno opterećenje‘, Mkoje rezultujući prekretni moment na referentnoj krivoj i Mkje prekretni moment.

[0029] Servisni vek trajanja obrtnog uređaja (izražen u obrtajima) može onda biti izračunat na osnovu referentne krive servisnog veka za ležaj i izražen kao

gde je G vreme trajanja servisnog veka izaženog u obrtajima i P je eksponent sa vrednošću P = 3 za kuglični ležaj i P = 10/3 za kotrljajući ležaj.

[0030] Kao što je prikazano, sledi da se predviđeno vreme trajanja radnog veka ležaja može dobiti koristeći spektar opterećenja uključujući kompajlirane prekretne momente obrtnog uređaja za različita radna opterećenja koja imaju respektivno periode vremena rada izražene u procentima. Kompajlirano i ukupno vreme trajanja servisnog veka može da se izrazi kao

gde je Ggesukupno predviđeno vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja, EDije procenat vremena rada za zadata opterećenja i Gije vreme trajanja servisnog veka za spektar opterećenja.

[0031] Pozivajući se na sliku 4, prekretni moment obrtnog uređaja Mkje ulazni podatak u koraku 405. Odgovarajuća kriva servisnog veka za određeni obrtni uređaj je prema referenci iz koraka 406. Rezultujuće ’referentno opterećenje‘ Mkose onda određuje u koraku 407. Respektivno vrednosti površinskog radnog veka se onda dobijaju za svako opterećenje koje deluje na obrtni uređaj (putem gornje gradnje) u koraku 408. U koraku 409, relevantni parametri vremena rada se dodeljuju svakom opterećenju što predstavlja period vremena za koji opterećenje deluje na gornju gradnju i obrtni uređaj. Na primer, tamo gde rotacioni točak radi da bi preneo i iskopao čestice rasutog materijala, posebno ovo opterećenje će delovati za ukupno vreme rada rotornog bagera u ovoj funkciji koje je unapred određen period vremena. Vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja (pre nego što nastupi kvar) se onda dobija u obrtajima. U koraku 410, vreme trajanja je pretvoreno u sate pomoću odgovarajučeg faktora ugla rotacije kroz vreme. Vreme trajanja radnog veka za obrtni uređaj u realnom vremenu se onda dobija 203. Proračuni i koraci od 405 do 410, koristeći jednačine 3 do 5, predstavljaju proračun 401 vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja u realnom vremenu na osnovu prekretnog momenta obrtnog uređaja i sila inicijalnog spoljašnjeg opterećenja koje deluju na gornju gradnju kao što je detaljno objašnjeno u fazi 400.

Primer 1

[0032] Vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja je predviđeno za rotorni bager 100 tipa kao na slici 1 i ima karakteristike koje odgovaraju obrtnom uređaju na šinama sa slike 5A na osnovu mnoštva spoljašnjih opterećenja koja deluju na gornju gradnju 104. Posebno, pritisak radnog fluida unutar hidrauličnih cilindara 107 je izmeren da bi se odredile odgovarajuće sile koje deluju kroz hidraulične cilindre 107 i prekretne momente konzolne strele rotacionog točka. Rezultati si prikazani u tabeli 1.

Tabela 1: Ulazna opterećenja za proračune prekretnih momenta obrtnog uređaja

[0033] Korišćenjem eksponenta gde P = 3.33 i fL= 1.18 mereni ili određivani prekretni momenti obrtnog uređaja Mksu dovedeni u vezi sa referentnim opterećenjem prekretnih momenata obrtnog uređaja preko jednačina 3 i 4 gore i pozivanjem na referentnu krivu servisnog veka predstavljenu na slici 5B. Rezultati odgovarajućih faktora opterećenja fL su prikazani u tabeli 2.

Tabela 2: Izračunati prekretni momenti obrtnog uređaja i faktori opterećenja.

[0034] Vrednosti obeležene ’%’ se odnose na vreme trajanja radnog veka za svako opterećenje pojedinačno. Prema tome, ukupno vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja u okviru rotornog bagera 100 na slici 1 koji ima ležaj tipa 121.70.7584 izložen opterećenjima prema tabeli 1, se sastoji od vremena trajanja servisnog veka od 738,818 obrtaja koji na osnovu prosečne brzine u vremenu od 0.066 l/min obezbeđuje vreme trajanja radnog veka od 186,570 sati.

[0035] Sadašnji proračuni, vremena trajanja servisnog veka mašine u realnom vremenu se onda mogu uporediti sa originalnom vrednošću izračunatom u fazi konstruisanja mašine da bi se odredilo, da li je mašina previše ili premalo korišćena i stoga će imati vreme trajanja kraće ili duže od originalno procenjenog. Ove informacije i podaci o obrtnom uređaju se mogu koristiti kao deo daljih operacija tokom obrade podataka da bi se procenili drugi kriterijumi za performanse mašine i da bi se pomoglo upravljanje mašinom uključujući na primer upravljanje nabavkom rezervnih delova, rasporedima za održavanje itd.

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Postupak nadzora performansi obrtnog uređaja (106) aparata za manipculaciju ili rukovanje materijalom (100) u kome obrtni uređaj (106) podupire gornju gradnju (104) montiranu na potpornu strukturu (105), postupak se sastoji od:

merenja u realnom vremenu parametra vezanog za silu koristeći najmanje jedan senzor koji se odnosi na silu spoljašnjeg opterećenja koja deluje na gornju gradnju (104);

određivanja prekretnog momenta u realnom vremenu kojim gornja gradnja (104) deluje na obrtni uređaj (106) na osnovu parametra vezanog za silu i najmanje jednog geometrijskog parametra koji opisuje geometrijski odnos između sile opterećenja i obrtnog uređaja (106);

predviđanja vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja (106) na osnovu merenja u realnom vremenu prekretnog momenta.

2. Postupak prema zahtevu 1, gde parametar vezan za silu obuhvata bilo koji ili kombinaciju sledećeg seta:

• masa;

• pritisak;

• istezanje;

• sabijanje;

• napon;

• deformacija;

• obrtni moment.

3. Postupak prema zahtevima 1 ili 2, gde sila spoljašnjeg opterećenja koja stvara parametar vezan za silu postoji između najmanje dve komponente gornje gradnje (104).

4. Postupak kao što se tvrdi u zahtevu 3 u kome su najmanje dve komponente pokretne jedna relativno u odnosu na drugu i/ili obrtni uređaj (106).

5. Postupak prema zahtevu 4, gde najmanje dve komponente obuhvataju konzolnu strelu rotacionog točka (101) i deo gornje gradnje (104);

pri čemu konzolna strela rotacionog točka (101) ima mogućnost da se okreće oko obrtne ose tako da obrtno kretanje konzolne strele rotacionog točka (101) vrši uticaj u realnom vremenu na prekretni moment stvoren od strane dejstva gornje gradnje (104) na obrtni uređaj (106).

6. Postupak prema zahtevu 5, gde parametar vezan za silu obuhvata pritisak fluida na linearni aktuator sa električnim pogonom (107) montiranom na gornju gradnju (104) da bi podržavao položaj konzolne strele rotacionog točka (101) na gornjoj gradnji (104).

7. Postupak prema zahtevu 5, gde parametar vezan za silu obuhvata istezanje u užetu ili kablu koje podržava položaj konzolne strele rotacionog točka (101) na gornjoj gradnji (104).

8. Postupak prema zahtevu 5, gde makar jedan geometrijski parametar obezbeđuje vezu između geometrijskog položaja ose obrtanja konzolne strele rotacionog točka (101) i ose prekretnog momenta koja se prostire kroz obrtni uređaj (106) na koji deluje prekretni moment u realnom vremenu.

9. Postupak prema bilo kom od prethodnih zahteva, obuhvata određivanje rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja (106) dovodeći u vezu sa već određenim prekretnim momentom obrtnog uređaja (106) sa referentnom krivom servisnog veka trajanja obrtnog uređaja na osnovu rezultujućeg momenta i aksijalnog opterećenja obrtnog uređaja (106).

10. Postupak prema zahtevu 9, obuhvata dobijanje faktora opterećenja obrtnog uređaja (106) na osnovu rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja i već određenog prekretnog momenta obrtnog uređaja.

11. Postupak prema zahtevu 10, dalje obuhvata primenu specifičnog eksponenta za ležajeve na faktor opterećenja da bi se dobilo vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja (106).

12. Postupak prema zahtevu 11, dalje obuhvata ponavljanje koraka u određivanju rezultujućeg prekretnog momenta obrtnog uređaja i faktora opterećenja na osnovu mnoštva određenih prekretnih momenata obrtnog uređaja da bi se dobilo kompajlirano vreme trajanja radnog veka obrtnog uređaja na osnovu mnogobrojnih sila spoljašnjeg opterećenja; i

primene parametara vremena trajanja radnog veka na svako od vremena trajanja radnih vekova koja se baziraju na odgovarajućim spoljašnjim opterećenjima.

13. Sistem za predviđanje vremena trajanja radnog veka obrtnog uređaja (106) mašine za manipulaciju ili rukovanje materijalom (100) se sastoji od:

obrtnog uređaja (106) montiranog između gornje gradnje (104) i potporne strukture (105); konzolne strele rotacionog točka (101) zglobno montirane na gornju gradnju (104), konzolne strele rotacionog točka (101) koja ima distalni kraj (101a) sa mogućnošću podizanja i spuštanja relativno u odnosu na gornju gradnju (104);

najmanje jednog aktuatora (107) povezanog sa konzolom strelom rotacionog točka (101) i gornjom gradnjom (104) da bi se aktiviralo podizanje i spuštanje distalnog kraja (101a) relativno u odnosu na gornju gradnju (104); i

najmanje jednog senzora za nadzor parametra vezanog za silu u realnom vremenu na aktuatoru (107);

sistem obuhvata postupak za nadzor performansi obrtnog uređaja (106) prema bilo kom od prethodnih zahteva.

14. Sistem prema zahtevu 13, gde mašina za manipulaciju materijala (100) obuhvata bilo koji ili kombinaciju sledećeg seta:

• rotornog bagera koji se sastoji od mnoštva vedrica postavljenih da rotiraju na distalnom kraju (101a) konzolne strele rotacionog točka (101);

• sakupljača;

• rastresača;

• kombinacija sakupljač/bager;

• kran;

• utovarivač ili istovarivač za brodove;

• rotorni bager;

• pokretna drobilica