资料中心,本处资料由网站机器人自动采集自各大行业站的新闻资讯,不存在任何商业目的,版权归原作者所有,如有疑议请与我们联系(QQ:664265069),我们会及时删除你认为侵权的文章
广告位招租,广告代号:search

您现在的位置> 港务

横移小车负荷监测系统的研制与应用


摘要:分析了 XY一3W9横移小车负荷监测系统 的工作原理与功能,介绍了压力称重传感器取力方案,及 负荷监测系统 的技术参数和使用效果。

该 负荷监测系统 是船厂旧设备改造的一个创新,防止设备过载而损坏,提高了旧设备的完好率和延长了使用寿命,保障了生产安全。

关键词:横移小车 负荷监测系统研究 应用

1 .拖轮总装完成下水过程

上海港复兴船务公司三林船厂的主打产品一拖轮总装完成、具备下水条件后,通过多台纵移小车(用于船舶纵移),横移小车(用于船舶横移)配合顶升、横移、纵移至升船机平台,再通过600t升船机垂直下降至水面,完成下水过程。

目前常规的做法是下水前在船底下布置5-8台140t纵移小车,每台纵移小车下左右各配置一台70t横移液压小车。10~16台横移小车通过液压顶升小纵移车,将船体顶起。由于船舶重量分布的不均匀性,横移小车的液压快慢不一,船底下木楞头垫置的松紧程度不同,以及液压顶升时由起重工多人同时操作,必然存在一定的时间差,这一系列因素造成横移小车及纵移小车的负荷分布不均,导致部分设备过载,严重时将造成设备受损,影响船舶正常下水。

2. XY-3W9横移小车负荷监测系统 工作原理与功能

2.1 XY-3W9横移小车负荷监测系统 的功能

XY-3W9横移小车负荷监测系统 在船舶横移顶升时,由测重传感器采集各液压小车顶升时的实际负载,采用单片计算机控制,液晶显示器可单独或组合显示各小车实际负荷值,可输出负荷报警信号。可防止因横移小车及纵移大车的负荷分布不均导致部分设备过载,提高安全性,防止意外事故,保障安全生产。

2.2 XY-3W9横移小车负荷监测系统 的工作原理

2.2.1 XY-3W9横移小车负荷监测系统 共由4部分组成:(见图1)

1)压力称重传感器取力装置。压力传感器固定安装在横移小车顶升头内(见图2)

2) XY-3W9-1 负荷测试装置:安装在横移小车内,与传感器用屏蔽电缆线连接显示顶升时的负荷值,并通过无线模块,发射压力负荷数据信号。整套系统共16台 XY-3W9-1 负荷测试装置。

3) XYJW9-2 无线数据收发器:放置在液晶显示器旁,接收XY-3W9-1发出的压力负荷信号,并将信号送往液晶显示器。

4) XY-3W9 液晶显示器:采用便携式电脑,与 XY-3W9-2 无线数据收发器连接,分别显示各横移小车的负荷量。

2.2.2工作过程

横移小车液压顶升时,传感器受到压力,使其内部电阻应变片组成的电桥失去平衡,输出正比于压力的电压信号,并送往 XY-3W9-1负荷测试装置 。传感器输出的电压信号经过放大后送A/D转换,转换后的信号再经单片机进行数据处理,并由LED数码管显示压力负荷值,同时通过无线模块发射压力负荷数据信号。 XY-3W9-2 无线数据收发器收到数据信号送往液晶显示器。液晶显示器采用图形化显示,分别显示16台横移小车的实际负荷值。横移小车的额定负荷为70t,当实际负荷达到90%额定负荷时,显示器上该小车的显示由绿色转为黄色(预警),当实际负荷达到100%额定负荷时,显示器上该小车的显示转为红色(警报),使操作人员采取措施及时调整该小车的负荷量。

3. 横移小车负荷监测系统 技术方案设计

横移小车负荷监测系统的实施,首先必须考虑到横移小车的使用工况。

1)横移小车流动性大,没有固定堆放场地,平时就堆放在露天场地上。日晒雨淋,损坏性大。

2)下水前通常用铲车搬移置放横移小车,冲击力大。

3)横移小车工作时液压顶升纵移小车,撞击力大。

根据实际工况,解决传感器取力装置和负荷测试装置的安装方式,经过多种设计方案的研究、比较、选择最安全、可靠、实用的实施方案。

3.1传感器取力方案比较

3.1.1顶置式传感器方案。在横移小车顶升头上装一个锻铁罩壳,将压力传感器固定在罩壳上,匿顶升时受压取得压力值,采用这种方法:1)安装简便、精度高。2)固定困难,容易损坏。3)顶升头上放置罩壳及传感器,顶升头高度增加15cm,无法置放在大小车底下。

3.1.2油压式传感器方案。采用油压传感器,检l测电动油泵压力。液压顶升时取得压力值,采用这种方法:1)安装简便。2)油压不稳定。3)检测值非线性,精度低。4)进口油压传感器交货期长,须3个月,无法选定。

3.1.3内置式传感器方案。根据横移小车顶升头内部的空间大小,定制与其相适应的压式传感器,顶升时受压,取得压力值。采用这种方法:1)安装灵活、简便、精度高。2)内置方式,适应日晒雨淋、冲击、撞击工况。3)顶升头高度仅增加3cm,不影响使用。综上所述,传感器内置安装方式是比较理想的取力方案。

3.2 XY一3W9 1负荷测试装置 的安装方案

考虑到横移小车日晒雨淋,经常受冲击、撞击工况,放弃原来将 XY一3W9一l测试装置 安置在顶升头旁的方案,采用内置安装方式,在小车后半部的两轮轴承上,用铁板焊一个支架,顶上再焊两扇铁盖,保证能承受冲击、撞击、能承受日晒雨淋,不影响无线通讯信号(见图2)。

3.3数据信号传输方案

在系统总体设计中,16台横移小车的压力负荷值信号必须传输给液晶显示器(便携式电脑),显示每台小车的负荷值。信号传输分有线传输、无线传输两种方式。有线传输方式存在很多缺陷:

1)小车上的航空插头容易产生接触不良。

2)横移时,信号传输电缆容易造成磨损、拉断、压坏等损坏。

3)如果借用小车电源电缆传输,可能造成干扰,影响数据传输。经过现场调研,决定采用无线传输方式,在每台小车上的 XY一3W9一l 装置中都装上 STR 15 无线数据模块,与 XY一3W9 2 无线数据收发器(连接便携电脑)组成点对多点无线通讯网。

STR一15 无线数传模块具有如下特点:

1)接收、发射合一,工作频率为国际通用的数传频率433MHz。

2)GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合。

3)传输距离远,开阔地 300m。

4)采用低发射功率,高接收灵敏度的设计。

5)点对点无线组网,具有抗干扰能力强、频率稳定、通讯可靠的特点。ISA频段无需申请频率使用许可。无线传输工作原理:

STR 15无线数传模块的通讯信道是半双工的,适合对多点的通讯方式,将 XY一3W9 2 无线数据收发器(便携式电脑)设为主站,横移小车上的 XY一3W9 1 装置设为从站,16台小车(从站)各有一个地址,工作时主站发射一个从站的地址,该从站收到信号确认是自己的地址后,把自己的数据发送回去。这样主站轮流呼叫从站地址,就可以收到各从站的压力负荷数据信号,并可保证在任何一个瞬间,通讯网中只有一个站处于发送状态,以免互相干扰。另外 STR一15 无线数传模块基于GFSK调试方式,采用高效前向纠错信道编码技术,提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力,具有高抗干扰能力和低误码率。在现场的试运行中,也收到很好的效果。

4. XY一3W9横移小车负荷监测系统 的技术参数

1)横移小车额定负荷:70t,极限90t。

2)系统综合误差: 3%(F.S)。

3)报警形式:达到90%额定负荷时,显示转为黄色预警。

达到100%额定负荷时,显示转为红色警报。

4)正常工作条件:温度-20℃~+60℃。

温度:仪表 90%RH,传感器 100%RH。

工作电源:AC380V+10%/-15%50Hz。

5)防护等级:仪表IP65,传感器IP67。

6)无线传输距离: 300m(开阔地)。

5. XY一3W9横移小车负荷监测系统 的使用效果

三林船厂过去在船舶纵横移过程中,曾多次出现过纵移小车弯曲变形等设备隐患,经分析均为不均匀承载导致部份设备超载引起。如船舶下水设备损坏或不能正常工作,将导致下水周期延期,按通常的造船合同计算,延期15天交船将造成经济损失约20~22万。

XY一3W9负荷监测系统 投入使用以来,再未发生设备超载发生,保证了设备正常使用,提高了设备完好率和使用寿命,消除了不安全因素,提高了工作效率,确保安全生产。

6 .技术创新与推广

经网上检索及向第九船舶设计研究院咨询,国内类似船舶液压顶升系统均无负荷监测装置。国外未见类似文章报导。

XY一3W9横移小车负荷监测系统 的研制与实现,已呈现了以下亮点:

6.1 XY一3W9横移小车负荷监测系统 能同时实现对16台(或更多)横移小车的负荷监测,掌握确切的负荷数据进行有针对性的预防措施,确保设备的安全使用,生产作业的正常进行。

6.2三林船厂的船舶下水设备已使用多年,配置 XY一3W9负荷监测系统 是旧设备改造的一个创新,提高了旧设备完好率和延长使用寿命。

6.3 XY一3W9负荷监测系统 同样可以适用于其他类似液压顶升机械设备。

上海西亚电子控制设备有限公司已对该系统进行改装,并已成功应用于南通中远川崎船厂船体钢板顶升设备中(该设备由中船九院设计,国内第一次)。