海上平臺(tái)吊車力矩儀設(shè)計(jì)與應(yīng)用

強(qiáng)群　李明海

摘要：由于海上工況條件比較惡劣，使用年限的延長(zhǎng)等外界客觀因素的影響，平臺(tái)吊車的主鉤、副鉤、角度傳感器均不同程度的出現(xiàn)故障，使用狀況堪憂，且使用的力矩儀產(chǎn)品型號(hào)老舊，內(nèi)部程序被廠家進(jìn)行技術(shù)封鎖，沒(méi)有進(jìn)一步的改進(jìn)，很多配件已經(jīng)無(wú)法采辦，加大了檢修更換的難度，鑒于此，油田創(chuàng)新思路，通過(guò)對(duì)平臺(tái)吊車力矩儀的選型、設(shè)計(jì)、改造，從源頭綜合治理，確保了吊機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：吊車;力矩儀;傳感器;載荷曲線

1引言

1.1題目來(lái)源和難點(diǎn)

①平臺(tái)吊車的主鉤、副鉤、角度傳感器均不同程度的出現(xiàn)故障，海上工況條件惡劣，使用年限的延長(zhǎng)等外界客觀因素的影響，加大器件的磨損，使用狀況堪憂;②現(xiàn)有力矩儀型號(hào)老舊，技術(shù)沒(méi)有改進(jìn)，配件已經(jīng)無(wú)法采辦，加大檢修難度;③現(xiàn)有力矩儀內(nèi)部程序封閉，日常維護(hù)中不能有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)備份及修改，導(dǎo)致力矩儀系統(tǒng)問(wèn)題無(wú)法解決;④現(xiàn)場(chǎng)各種傳感器電纜的磨損日益加劇，達(dá)不到絕緣保護(hù)的目的。

1.2主要研究?jī)?nèi)容及預(yù)期效果

鑒于吊車存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)認(rèn)真地研究與分析，決定對(duì)吊車力矩儀進(jìn)行整體換型改造，列出了如下目標(biāo)：①對(duì)吊車主鉤、副鉤、角度傳感器重要部件進(jìn)行整體換型，將現(xiàn)有的信號(hào)電纜進(jìn)行全部更換;②更換駕駛室內(nèi)部的力矩儀顯示器，力矩儀主機(jī)及其控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用工況進(jìn)行程序編寫(xiě)調(diào)試;③申請(qǐng)ccs對(duì)更換后的吊車進(jìn)行試重及認(rèn)證，確保換型后的力矩儀達(dá)到安全使用標(biāo)準(zhǔn)。

2新型吊車力矩儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

力矩儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，儀器主要有顯示儀表、控制箱、主鉤重量傳感器、副鉤重量傳感器、角度傳感器、控制穩(wěn)壓電源等組成。

其工作原理為：主鉤、副鉤及角度傳感器將多路頻率信號(hào)發(fā)送給控制板，控制板將這幾路頻率信號(hào)進(jìn)行選頻，然后將高頻降為低頻發(fā)送給單片機(jī)處理，單片機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)在顯示電路顯示出來(lái)，與此同時(shí)，操作人員可以通過(guò)顯示屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便記錄數(shù)據(jù)。

3新型吊車力矩儀硬件選擇

針對(duì)平臺(tái)現(xiàn)有情況，我們選擇力矩儀的型號(hào)為WT-A650V，該型力矩限制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，由重量傳感器，角度傳感器，信號(hào)傳輸電纜，微電腦主機(jī)（信號(hào)處理，電源電路，控制電路），顯示等部分組成。

4新型吊車力矩儀系統(tǒng)安裝

新型吊車力矩儀系統(tǒng)的儀器主要有顯示儀表、控制箱、主鉤重量傳感器、副鉤重量傳感器、角度傳感器、控制穩(wěn)壓電源燈組成。考慮到該系統(tǒng)的儀表必須與平臺(tái)現(xiàn)實(shí)情況匹配，經(jīng)過(guò)多次實(shí)測(cè)和研究，具體布線與安裝如下圖：

在安裝過(guò)程中，其主副鉤傳感器、角度傳感器、連接電纜都必須滿足傳感器出線口采用不銹鋼防水航插，方便以后檢修，傳感器的屏蔽線長(zhǎng)度合適。風(fēng)速傳感器出線采用全防水處理，支架采用L型全不銹鋼，焊接在吊車駕駛樓頂部，對(duì)吊車的結(jié)構(gòu)完全沒(méi)有破壞與影響。吊車走線全部用不銹鋼扎帶，捆綁固定，駕駛室內(nèi)需要打孔的地方，要安裝鎖頭。

5新型吊車力矩儀系統(tǒng)調(diào)試

新型吊車力矩儀安裝后，完成力矩儀的調(diào)試工作，同時(shí)申請(qǐng)CCS對(duì)更換后的吊車進(jìn)行試重及認(rèn)證，確保換型后的力矩儀達(dá)到安全使用標(biāo)準(zhǔn)。①對(duì)角度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)整爬桿角度，分別選取5個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行角度校準(zhǔn)，確定完角度后，將吊車在最小工作幅度和最大工作幅度處各運(yùn)動(dòng)三次，檢查爬桿上下限位是否正常;②根據(jù)吊車的載荷曲線，分別對(duì)吊車小鉤鋼絲繩和大鉤鋼絲繩進(jìn)行配重塊的測(cè)試校準(zhǔn)。用試重塊從小到到依次對(duì)大小鉤進(jìn)行測(cè)試校準(zhǔn)，選取多個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)定，確定完成后，進(jìn)行載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后，檢查吊車狀態(tài)良好后，已額定載荷的1.25倍進(jìn)行靜載試吊，起吊重物高度離地10-20cm.靜止10分鐘。試驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)力矩儀的動(dòng)作數(shù)值;最后，已額定載荷的1.1倍測(cè)試動(dòng)載試吊，分別作吊鉤起升、制動(dòng)、變幅、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及根據(jù)設(shè)計(jì)要求的組合動(dòng)作。各機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈敏、制動(dòng)性能可靠、結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)不應(yīng)損壞、聯(lián)結(jié)無(wú)松動(dòng)，試驗(yàn)不少于三次，試驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)正常。

綜上所述，通過(guò)對(duì)平臺(tái)吊車的力矩儀進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，有效徹底的解決了吊車主鉤、副鉤、角度傳感器故障頻發(fā)的現(xiàn)象，升級(jí)了原有系統(tǒng)，打破了廠家的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了力矩儀國(guó)產(chǎn)化的改造，降低了吊車力矩儀檢修的成本，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，同時(shí)對(duì)小平臺(tái)吊車力矩儀的整體更換提供了借鑒意義，有利于新型吊車力矩儀的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉國(guó)漢，等，網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器[J].甘肅科技，2003，9.