过度保养?故障停修?ifm给出港口起重机运维的第三种选择

来源:ifm efector(易福门)

作者:-

发布时间:2025-10-13

港口起重机作为现代码头的核心装备,以钢铁之躯承担着亿万货物的高效周转重任。其内部传动系统结构精密复杂,电机、减速箱及轴承等关键部件在持续重载运行中产生的渐进性机械损伤,如同潜伏的隐患,时刻威胁着设备的稳定运行。一旦损伤累积至临界点,便可能引发突发性停机,不仅造成作业中断,更可能带来严重生产安全事故,造成巨额经济损失。

传统定期检修仍存在缺陷:僵化的维护周期无法适配设备真实状态。若部件仍处于健康期,强行更换会造成资源浪费;而当部件实际已进入衰退期,检修间隔却未能及时响应,又容易放任隐患引发重大问题。针对港口起重机实施基于设备状态的预测性维护,已成为平衡安全与效益的必选项。

以港口中最重要的设备之一:岸桥为例,其通常由起升机构、小车机构和俯仰机构组成,这些传动机构共同构成其作业能力的基础。

ifm设备状态监测解决方案通过在核心机构部署振动监测点,构建了一套覆盖动力源、传动链与执行端的完整感知体系,将设备健康状态全面转化为可量化、可预警的数据。

岸桥核心机构状态监测点配置概览

监测部位

监测目标

起升

小车

俯仰

减速箱

输入高速轴

高频冲击

小齿轮损伤

中间级齿轴

齿面磨损趋势

低速级齿轴

重载齿面疲劳

X

输出轴

轴承疲劳

轴系对中

电机

驱动侧

联轴器对中

非驱动侧

电机轴承状态

执行单元

钢绳卷筒

轴承座

钢丝绳张力

轴承损伤

理解岸桥各机构的功能特性,是科学部署监测点位的物理基础。需要特别说明的是:减速箱作为传动系统的核心单元,其健康状态对整机可靠性影响最大。下文聚焦起升、小车、俯仰三大机构减速箱内部的典型监测布点。

起升机构

承担吊具与货物的垂直升降,通过钢丝绳卷筒驱动系统实现重物精准定位,是载荷传递的核心环节。

注:图中所示减速箱监测点,需配合驱动电机两端、钢绳卷筒轴承座等,构成完整监测链。

小车机构

驱动吊具沿主梁横向移动,其行走轮组与轨道的精密配合直接影响定位精度。

注:图中所示减速箱监测点,需配合驱动电机两端、钢绳卷筒轴承座等,构成完整监测链。

俯仰机构

控制前大梁仰俯角度,适应不同船型的作业需求,其铰接点与钢丝绳张力的平衡至关重要。

注:俯仰机构若采用钢丝绳驱动,需增加卷筒监测点;若为齿条驱动,则监测齿条啮合振动。

为实现对港口起重机核心机构的全方位状态感知,ifm提供完整的设备状态监测方案:

  • 振动传感器VSA001:具备宽频响应特性,可精准捕捉减速箱、电机、轴承座等关键部位的高频冲击与振动信号。

  • 振动分析模块VSE153:支持多通道实时信号处理,具备强大的边缘计算能力,实现就地智能诊断。

  • 振动监控软件VES004:提供简洁的系统配置与监控任务创建,支持多源数据对比分析与原始信号可视化,通过树状结构集中管理设备与数据。

为设备安上“智能手环”: 振动传感器VSA001 

  • 测量原理:MEMS微机电子系统

  • 测量范围:-25~25 g

  • 频率范围:0~6000 Hz

  • 环境温度:-30~125 ℃

  • 防护等级:IP67/ IP68/ IP69K

  • 传感器具备自检功能

现场故障诊断“专家”: 振动分析模块VSE153 

  • 通信接口:以太网,现场总线Modbus TCP协议

  • 工作电压:DC 24 V±20%

  • 可接4个振动传感器(MEMS或IEPE)

  • 采样率:100 k Samples

  • 监测能力:24个对象,128个特征频率

  • 基于边缘计算,内置专业全面的振动评估方法

时域分析:加速度有效值a-RMS,加速度峰值a-Peek、速度有效值v-RMS

频谱分析:内置FFT、H-FFT算法

特征频率分析:不平衡/不对中/松动/轴弯曲/轴承/齿轮啮合/气蚀等等

  • 内部的历史记忆功能(带时钟),环形存储器,存储记录>880000

以上ifm解决方案在严苛工业环境中的可靠运行,最终转化为三个维度的管理价值:

早期预警,主动干预

通过捕捉齿轮啮合异常与轴承损伤的高频特征,系统能在微点蚀、剥落等初期损伤阶段发出预警,实现从“故障后维修”到“故障前干预”的转变,避免非计划停机。

精准定位,降本增效

基于多点位振动频谱分析,系统可精确定位故障部件(如二级齿轮磨损或输出轴轴承损坏),避免过度维护或维修不足,实现按需维修,降低备件成本与停机时间。

保障安全,控制风险

在起升与俯仰机构监测卷筒轴承振动,可感知钢丝绳张力突变;在大车与小车机构监测轨道冲击与轮缘磨损,从源头规避结构失效或意外移动风险。

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