蔡國(guó)華，魯金輝，薛暉，吳建坤

（1.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，上海 200125；2.寧波港集團(tuán)北侖第三集裝箱碼頭公司，浙江 寧波 315800）

傳統(tǒng)的聯(lián)軸器力矩測(cè)量方法在點(diǎn)檢人員的操作上耗時(shí)耗力，且容易在反復(fù)拆裝機(jī)電設(shè)備后造成設(shè)備的二次損傷，所以探索力矩新的測(cè)量方法對(duì)于設(shè)備運(yùn)行保障意義重大。

1 探討力矩測(cè)量新方法的必要性

磁滯聯(lián)軸器是一種具有優(yōu)良綜合性能的機(jī)電傳動(dòng)裝置，在裝備制造行業(yè)上應(yīng)用非常廣泛。例如，岸邊集裝箱起重機(jī)上的大車(chē)電纜機(jī)構(gòu)和吊具電纜張緊裝置都運(yùn)用到了磁滯聯(lián)軸器，以使設(shè)備動(dòng)力電纜保持足夠的張力，從而保證起重機(jī)作業(yè)的平順。隨著設(shè)備使用時(shí)間的累積，磁滯聯(lián)軸器所輸出的力矩會(huì)因各種原因發(fā)生變化，或大或小的輸出力矩時(shí)常會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)電纜過(guò)松或過(guò)緊等故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響設(shè)備的正常作業(yè)。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，某碼頭一年內(nèi)，因磁滯聯(lián)軸器的輸出力矩變化造成的故障累計(jì)至少30余次，這對(duì)于起重機(jī)設(shè)備供應(yīng)商或起重機(jī)使用單位來(lái)說(shuō)都是較難接受的狀況，造成使用成本的增加。為了減少磁滯聯(lián)軸器因力矩變化而產(chǎn)生的故障，必須定期對(duì)設(shè)備上的磁滯聯(lián)軸器力矩進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而傳統(tǒng)的測(cè)量力矩方法在點(diǎn)檢人員的操作上耗時(shí)耗力，且容易在反復(fù)拆裝機(jī)電設(shè)備后造成設(shè)備的二次損傷，相關(guān)方聯(lián)合探討來(lái)尋找到另一種簡(jiǎn)單有效的磁滯聯(lián)軸器力矩的測(cè)量方法很有必要。

2 磁滯聯(lián)軸器力矩的傳統(tǒng)測(cè)量方法

磁滯聯(lián)軸器力矩的傳統(tǒng)測(cè)量主要方法如下。（1）準(zhǔn)備專(zhuān)用工具。經(jīng)檢定合格的扭力扳手一把，特制的測(cè)量頭(見(jiàn)圖1）一只。（2）測(cè)量步驟。

圖1 磁滯聯(lián)軸器力矩的測(cè)量

步驟一：用繩索（如麻繩）將電纜卷盤(pán)固定綁?。徊襟E二：卸下磁滯聯(lián)軸器尾部安裝的電機(jī)，及電機(jī)上的拆線(xiàn)（上圖中a），注意做好設(shè)備保護(hù)和標(biāo)識(shí)標(biāo)記；步驟三：將測(cè)力頭塞入磁滯聯(lián)軸器的電機(jī)軸安裝孔內(nèi)（上圖中b）；步驟四：將扭力扳手塞入測(cè)量頭的方孔內(nèi)（上圖中c）；步驟五：轉(zhuǎn)動(dòng)扭力扳手測(cè)量所得值即為磁滯聯(lián)軸器扭力（上圖中d）；步驟六：將電機(jī)重新安裝并接線(xiàn)，取下電纜卷盤(pán)上的固定繩索。

整個(gè)測(cè)量過(guò)程需要配備1名電工，3名機(jī)械修理工一起配合工作約1.5個(gè)小時(shí)才能完成一個(gè)磁滯聯(lián)軸器的力矩測(cè)量任務(wù)。以單臺(tái)常規(guī)岸邊集裝箱起重機(jī)大車(chē)電纜機(jī)構(gòu)配5個(gè)磁滯聯(lián)軸器，吊具電纜張緊機(jī)構(gòu)配2個(gè)磁滯聯(lián)軸器來(lái)測(cè)算，完成一臺(tái)起重機(jī)所有的磁滯聯(lián)軸器力矩點(diǎn)檢測(cè)量任務(wù)至少需要1名電工、3名機(jī)械修理工一起工作約10.5小時(shí)左右。而在電機(jī)拆裝過(guò)程中，由于反復(fù)拆裝很可能對(duì)機(jī)電設(shè)備造成損傷，如電機(jī)法蘭盤(pán)開(kāi)裂、結(jié)合面間隙變大、螺紋孔變形等問(wèn)題。為了提高工作效率，減少不必要的損失，聯(lián)合起重機(jī)制造商和設(shè)備使用方共同探討，尋找如下新的磁滯聯(lián)軸器測(cè)量方法。

3 磁滯聯(lián)軸器力矩的新測(cè)量方法

磁滯聯(lián)軸器測(cè)量出來(lái)的力矩就是克服聯(lián)軸器內(nèi)磁盤(pán)和感應(yīng)盤(pán)之間的磁力，所謂的力矩就是力的作用點(diǎn)到力的方向做垂線(xiàn)，垂線(xiàn)的大小就是力臂，力臂乘以力的大小就是力矩。根據(jù)力矩原理，亦可將力的作用點(diǎn)轉(zhuǎn)移到電機(jī)末端風(fēng)扇的軸上（與磁滯聯(lián)軸器的電機(jī)軸安裝孔同軸），間接測(cè)出來(lái)的結(jié)果與電機(jī)軸安裝孔處測(cè)出的力矩值幾乎相同。

在電機(jī)末端風(fēng)扇的軸上測(cè)力矩需要重新定制新測(cè)量頭、新測(cè)量頭主要是根據(jù)電機(jī)風(fēng)扇軸的大小及扭力扳手頭部直徑來(lái)定制。

新的磁滯聯(lián)軸器力矩測(cè)量方法如下。

準(zhǔn)備工具：新測(cè)量頭1只、扭力扳手1把、拉馬一只、卡簧鉗一把、內(nèi)六角扳手一套、麻繩一根。

測(cè)量步驟如下。

步驟一：麻繩將電纜卷盤(pán)固定綁??；步驟二：依次拆下電機(jī)防雨罩、風(fēng)扇卡簧、風(fēng)扇（用拉馬將其拉出）；步驟三：用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q松電機(jī)制動(dòng)器上的固定螺栓，保證電機(jī)制動(dòng)器的制動(dòng)力不起作用；步驟四：將新測(cè)量頭套在電機(jī)末端的軸上（用鍵連接）；步驟五：將扭力扳手塞入測(cè)量頭的方孔內(nèi)；步驟六：轉(zhuǎn)動(dòng)扭力扳手測(cè)量所得值即為磁滯聯(lián)軸器扭力；步驟七：將制動(dòng)器的固定螺栓擰緊，并依次安裝電機(jī)風(fēng)扇、卡簧、及電機(jī)防雨罩殼，取下電纜卷盤(pán)上的麻繩。

4 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩的測(cè)量方法測(cè)量值對(duì)比

這樣的數(shù)據(jù)是否可以作進(jìn)一步應(yīng)用還需要多比較，確?？茖W(xué)、準(zhǔn)確。為了驗(yàn)證力矩值測(cè)量數(shù)據(jù)可以用以替代應(yīng)用，隨機(jī)對(duì)相同的聯(lián)軸器采用上述兩種不同的測(cè)量方法，并對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，具體如表1所示。

表1 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩測(cè)量方法測(cè)量值表 N·M

通過(guò)上表新測(cè)量方法和傳統(tǒng)的測(cè)量方法所測(cè)得的力矩值對(duì)比可知，兩種方法測(cè)量出的力矩值很接近，而且數(shù)據(jù)也相當(dāng)穩(wěn)定。因此，新的力矩測(cè)量方法完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測(cè)量方法，間接獲得相應(yīng)的力矩值，應(yīng)用在對(duì)設(shè)備使用狀況的日常監(jiān)測(cè)，特別是磁滯聯(lián)軸器輸出力矩作日常點(diǎn)檢時(shí)的應(yīng)用非常有價(jià)值。

5 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩測(cè)量方法的效率對(duì)比

新的磁滯聯(lián)軸器力矩的測(cè)量方法根據(jù)力矩原理，將測(cè)量點(diǎn)位置從磁滯聯(lián)軸器的電機(jī)軸孔處轉(zhuǎn)移到電機(jī)末端的軸上，看似簡(jiǎn)單的測(cè)量方法改進(jìn)，在很大程度上提高了現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)檢保養(yǎng)人員的工作效率，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并避免了在力矩測(cè)量的過(guò)程中對(duì)設(shè)備造成的不必要的二次損傷。以下是兩種磁滯聯(lián)軸器測(cè)量方法效率的對(duì)比表（表2）。

表2 兩種磁滯聯(lián)軸器測(cè)量方法效率的對(duì)比表

比如，以某碼頭配備20臺(tái)岸邊集裝箱起重機(jī)為例，通常至少要配磁滯聯(lián)軸器約128個(gè)，如果磁滯聯(lián)軸器力矩監(jiān)測(cè)需要進(jìn)行測(cè)量的周期暫定為每年一次，那么，測(cè)算二種測(cè)量方法的應(yīng)用時(shí)間對(duì)比如下。

用傳統(tǒng)測(cè)量方法完成上述聯(lián)軸器測(cè)量需要的工作時(shí)間為：1.5小時(shí)/人×4人×128個(gè)=768小時(shí)。用新的力矩測(cè)量方法完成上述聯(lián)軸器測(cè)量需要的工作時(shí)間為：0.25小時(shí)/人×1人×128個(gè)=32小時(shí)。通過(guò)對(duì)比，可以看出新的磁滯聯(lián)軸器力矩測(cè)量方法的工作效率是傳統(tǒng)測(cè)量方法的16倍之多，同時(shí)大大降低了點(diǎn)檢保養(yǎng)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也避免了設(shè)備多次拆裝過(guò)程中遭受不必要的損傷，提高了碼頭起重機(jī)設(shè)備的整體利用率。

按照每個(gè)人每工作1小時(shí)的勞動(dòng)成本為50元人民幣計(jì)算，每年亦可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：（768-32）小時(shí)×50元=3.68萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)相關(guān)方的聯(lián)合探索，采用磁滯聯(lián)軸器力矩的新測(cè)量方法，很好地解決了力矩傳統(tǒng)測(cè)量方法低效率、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題，也避免了設(shè)備因測(cè)量而反復(fù)拆裝造成的一系列問(wèn)題，更好地保證了設(shè)備點(diǎn)檢保養(yǎng)工作的順利開(kāi)展，使得起重機(jī)設(shè)備的整機(jī)利用效率也大大提升，給使用單位帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

為了提高起重機(jī)設(shè)備各方面的使用效率，有必要繼續(xù)開(kāi)展相關(guān)的聯(lián)合探討課題，指導(dǎo)和解決一些實(shí)際困難及問(wèn)題。本次課題的研究與探討，使相關(guān)方更加深刻認(rèn)識(shí)到，創(chuàng)新可以創(chuàng)造財(cái)富，創(chuàng)新可以創(chuàng)造效率。

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