钢丝绳故障检测与实验分析

钢丝绳故障检测与实验分析

何亚宁

陕西安标检验认证有限公司 陕西西安710199

摘要：随着经济社会的持续快速发展，钢丝绳故障检测工作面临着崭新局面，如何有效运用科学合理的方法策略，全面优化提升钢丝绳故障检测的整体实效，备受业内关注。基于此，本文首先介绍了钢丝绳故障检测的基本内涵，分析了钢丝绳故障在线检测的硬件平台，并结合相关实践经验，分别从数据采集与软件设计等多个角度与方面，探讨了钢丝绳故障检测与实验分析等内容，阐述了个人对此的几点浅见。

关键词：钢丝绳；故障检测；实验分析；效果优化

引言：

作为一项专业技术性较强的实践工作，钢丝绳故障检测的特殊性不言而喻。当前形势下，有必要立足钢丝绳的实际运行环境，灵活运用其故障检测与实验分析的专业化方法，全面促进钢丝绳故障检测成效，促进效果提升。本文就此展开了探讨。

1钢丝绳故障检测简述

钢丝绳是现代起重机械设备与牵引机械设备的关键构成部分，在荷载外部应力，保障机械设备安全稳定运行等方面发挥着不可替代的关键作用，其通常由质地优良的碳素钢等材质制作而成。受运行环境与工作强度等方面要素影响，钢丝绳会出现潜在安全隐患问题，表现为过载、磨损、锈蚀等多类型的外在故障表现形式，降低钢丝绳各项技术参数，影响其整体安全运行成效。为有效防范化解故障隐患，保证钢丝绳的正常稳定工况状态，理应通过专业化的技术方法对其故障问题进行全面检测，并依托实验分析等手段，详细掌握钢丝绳状态，进而采取具有针对性的方法措施予以化解。近年来，相关部门高度重视钢丝绳故障检测技术方法的创新与运用，在无损检测技术方法规则以及实验分析效果评价等方面进行了积极探索，并在电磁检测技术应用领域取得令人瞩目的现实成就。尽管如此，受测试方法和数据统计等要素影响，当前钢丝绳故障检测技术的针对性尚有较大提升空间，需依托相关技术平台予以强化改进[1]。

2钢丝绳故障在线检测的硬件平台

2.1钢丝绳故障检测平台的整体设计

为提高钢丝绳故障在线检测准确度，应在软件和硬件等两个方面做好检测平台的整体设计，发挥其中漏磁检测装置和数据采集装置的作用，并形成相应的采集、控制与处理流程。磁化检测是钢丝绳漏磁检测的关键方法之一，可通过直流磁化等方式，获取钢丝绳的故障状态，具有较强灵活性与便捷性优势。在该过程中，应首先完成钢丝绳工况状态的数据采集工作，通过感应线圈形成基于漏磁检测的模拟信号，然后进行数据转换，形成可供上位机识别的数字信号。通过上述方式，钢丝绳故障检测的相关信息将变得清晰直观[2]。

2.2钢丝绳故障检测平台的搭建

现代检测技术方法的快速发展与实践运用，为钢丝绳故障检测工作提供了更为丰富的技术手段，使方案设计与结构设计等检测平台的搭建工作更具实现可能，使得传统检测技术条件下难以完成的钢丝绳故障检测任务更具实现可能。因此，在钢丝绳故障检测平台搭建中，可将其细化分为台架部分、轮系部分、电机选型部分与传感器选型部分等，使钢丝绳故障检测的各项环节与步骤能够得以充分保障。

2.3钢丝绳检测平台受力有限元分析校核

在当前钢丝绳故障检测平台中，如何有效进行其受力有限元分析，向来都是其故障检测实践中的关键难点。研究表明，可运用三节点三角形单元矩阵位移法进行有限元分析，得到基于钢丝绳运行状态的结构平衡条件，具有显著高效性。通过对钢丝绳进行结构检测、声场分析、地磁场分析等，可获取钢丝绳多维度的有限元数据模型，通过检测软件平台将其转换为可视化的图形或图表[3]。在有限元分析校核中，应有针对性地剔除存在明显偏差的单元数据，确保静力学分析效果。

3钢丝绳故障检测与实验分析

3.1数据采集与软件设计

在数据采集中，应充分运用小波理论方法，对钢丝绳可能存在的局部损伤进行有效检测，实现对钢丝绳故障数据的动态化采集和精准化处理，有效避免数据采集中容易出现的多类型偏差。依托小波变换，对检测到的钢丝绳故障信号进行解构，提取信号特征，判定钢丝绳故障点位。在软件设计中，应重点把握钢丝绳故障结构和检测流程，制定详细可行的检测程序流程，为钢丝绳故障检测各项环节与步骤的循序推进提供基础依据与保障。将钢丝绳故障检测中的数据采集细化分为多个阶段与模块，通过强化各阶段与模块之间的衔接性，确保故障检测效率与质量[4]。

3.2整体设计及可靠性实验验证

多数情况下，钢丝绳截面呈圆环状，其绳环接头处的钢丝股数较多，因此应根据感应线圈检测原理，对存在突变的钢丝绳部位进行专项检测，观察检测信号是否出现规律性突变。选择具有代表性的钢丝绳故障检测可靠性实验数据，构建形成基于多层次数据信息的钢丝绳故障数据模型，并通过细化调整钢丝绳故障检测点分布密度与数量，实现对正常断丝信号的调整。在钢丝绳故障检测原始信号处理方面，可运用统计平均方法等进行滤波处理，提高检测数据的吻合性。钢丝绳不同类型的损伤将在检测数据方面存在差异化特征，据此计算分析公称抗拉强度等技术参数。

3.3故障钢丝绳的实验数据分析

故障钢丝绳实验数据分析的过程同时也是对其整体工况状态进行充分构造的过程，可形成更加明确对故障检测结果。对此，应采取具有针对性的钢丝绳故障检测数据实验分析方法，有效屏蔽潜在干扰因素的影响，确保钢丝绳故障检测数据的结构性偏差，使原始信号特征更易分析与判断，为形成更为客观可信的实验数据结果创造良好条件。利用有效滤波方法对钢丝绳故障检测中的非平稳信号、随机信号等进行有效处理，以充分体现信号的真实特征，并准确标记钢丝绳锈蚀程度等。实验数据分析应强化数据去伪处理，通过更加有效的信号分析方法，确保实验分析结果。

3.4钢丝绳故障检测小波变换实验分析

钢丝绳故障信号是一种突变、不平稳信号，而小波变换具有良好的时频局域化特性，时频窗口的宽度均可随信号的变化而变化，在处理钢丝绳故障信号有非常明显的优势。以小波变换实验为基础，对钢丝绳故障形式进行研判分析，识别不同类型的故障状态，准确区别钢丝绳故障磨损和锈蚀的能量分布状况。在此环节，应提高钢丝绳故障检测技术人员实操能力，准确研判分析具有相似特征的频带能量谱分布结果，从而有效界定钢丝绳磨损或锈蚀的损伤区间。强化小波变换实验分析结果的价值运用，将其作为制定钢丝绳故障排除的重要参考[5]。

4结语

综上所述，受传统固化模式的束缚，当前钢丝绳故障检测实践中依旧存在诸多短板，不利于获取更加精准可靠的检测数据。因此，技术人员应立足钢丝绳的实际应用环境，细化完善其故障检测与实验分析的相关规则方法，建立可靠性强的软硬件平台体系，宏观把握诱发钢丝绳故障问题的潜在诱因，提高实验数据分析的精准度，为采取相应的故障应对措施，改进钢丝绳运行条件提供有价值参考。

参考文献

[1]田浩男，单光坤，闫明，等.不同结构参数的钢丝绳隔振器抗冲击性能研究[J].振动、测试与诊断，2022（1）：117-123.

[2]毛清华，李晶，徐小龙，等.矿用在役提升钢丝绳径向永磁环组合的励磁结构设计[J].工程科学与技术，2021（4）：209-216.

[3]曲诚，陈景龙，常元洪，等.面向钢丝绳微弱损伤智能识别的多尺度注意力网络[J].西安交通大学学报，2021（7）：141-150.

[4]彭玉兴，王臣，朱真才，等.矿井提升钢丝绳改性氧化石墨烯润滑油减摩特性研究[J].摩擦学学报，2021（2）：149-159.

[5]陈向俊，傅军平，陈栋栋，等.基于极端梯度提升回归模型的电梯钢丝绳磨损预测方法[J].机电工程，2022（4）：554-560.