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        抓斗卸船機起升重量保護裝置優(yōu)化技術的研究

        2021-04-06 02:03:10滕龍華李俊峰潘經(jīng)州
        商品與質量 2021年5期
        關鍵詞:力臂滑輪拉力

        滕龍華 李俊峰 潘經(jīng)州

        溫州市華大電力冶金設備有限公司 浙江溫州 325000

        對于抓斗式卸船機而言,基本上會設置起高重量保護裝置,在輪滑的地方,經(jīng)常會安裝傳感器,用來對相關的負載數(shù)值進行檢測,判定其是否處于安全范圍,以確保操作人員的安全,并對卸船機進行保護[1]。對于負載傳感器而言,往往使用臂式小型傳感器,精度偏低,存在較大的檢測波動,常會出現(xiàn)誤報警的現(xiàn)象,進而難以發(fā)揮保護作用。

        1 主要問題

        基于力臂式傳感器,當處于正常運行狀態(tài)時,由于受到鋼絲繩的作用,促使滑輪受到方向向左的拉力,針對支座軸及滑輪軸,兩者之間有著一定的偏心距,通常在支座軸上,能形成一定量的轉矩,通過外伸力臂的作用,促使此轉矩被轉化成壓力,對于傳感器及滑輪負載,兩者之間的關系為:L 觸感器×L 力臂=L 偏心距×F 滑輪,其中L 偏心距為25 毫米,L 力臂為800 毫米。進而可得出負載關系:F 滑輪=F 觸感器×F 力臂/L 偏心距=32F 傳感器。通過上式得知,在受力大小方面,相比已鋼絲繩滑輪,傳感器端大概占其3%。對于此檢測裝置而言,就是以力矩臂的方式,把大載荷進行轉化,以形成小負載,不過針對傳感器與力臂,受到較多因素的影響,比如安裝精度,會促使負載變高,對于檢測精度的提升,是需要處理的問題。

        2 方案選定

        2.1 加大滑輪傳感器數(shù)量

        對于之前的兩個傳感器而言,在對鋼絲繩拉力進行檢測時,僅能檢測到兩根,具體而言,抓斗一側的負載,針對抓斗里的物料,當分布處于均勻狀態(tài)時,檢測到的數(shù)據(jù)較為精準,在日常作業(yè)過程中,物料并不是均勻狀態(tài),由此存在較大的檢測誤差。通過四個傳感器,即便物料的分布不均勻,也能確?;喗M的受力保持一致,很大程度上,能提升檢測精度,不過從本質上來看,難以處理傳感器誤差影響。

        2.2 滑輪銷軸傳感器

        針對之前的滑輪銷軸,對其進行更換,以便形成內(nèi)置傳感器銷軸,在此基礎上,對于滑輪的受力情況,能通過傳感器直接檢測,可依據(jù)傳感器精度,來確定檢測精度,具備較高的檢測精度。不過此方案也存在一定的不足,只可應用于獨立銷軸式滑輪,針對2 個滑輪,若使用同一根銷軸,會對檢測精度造成影響,同時對于此傳感器而言,不易進行安裝,在進行升級改造時,需投入較多的成本。

        2.3 鋼絲繩滾筒轉矩

        相比于之前兩個方案,此方案在思路上存在一定的不同,針對鋼絲繩卷筒,對其轉矩進行檢測,能實現(xiàn)對鋼絲繩拉力的計算?;谄鹕姍C,依據(jù)實時轉矩參數(shù),結合直徑參數(shù),并借助鋼絲繩卷筒,來對鋼絲繩拉力進行計算。通過此方案,能有效處理一系列問題,比如鋼絲繩抖動,有著較高的精度,所需成本并不高,由此優(yōu)先考慮此方案。

        表1 齒輪分級參數(shù)

        3 鋼絲繩拉力計算

        對于鋼絲繩滾筒,不易直接對其轉矩進行檢測,依據(jù)監(jiān)控機參數(shù),同時針對差動減速箱,結合其轉動效率,并對轉動比進行參考,可間接測出轉矩,之后充分結合矯正系數(shù),在此基礎上,能實現(xiàn)對鋼絲繩拉力的計算。本文以西門子抓斗卸船機作為例子,構建兩種力矩信號通訊,一是變頻器通訊,二是PLC 通訊。針對變頻器,對力矩參數(shù)進行選擇,與此同時,對字節(jié)位置進行記錄,在相應的PLC 中,對狀態(tài)字進行讀取,并在相應的地方,來構建數(shù)據(jù)單元,也就能完成傳輸接口。充分依據(jù)減速箱的圖紙,并結合滾筒圖紙,針對起升機構,不但能獲取齒輪傳動比,也能得知滾筒半徑。如表1 所示為齒輪分級參數(shù)。依據(jù)F 鋼絲繩=δ 修正系數(shù)×T 滾筒×r滾筒=δ 修正系數(shù)×T 電機×r 滾筒×i 傳動比×η 傳動效率,就可以得知:F 鋼絲繩=T 電機×K 系數(shù),進而可求出K 值,隨之在程序中,達到檢測的目標。

        4 PLC 保護程序優(yōu)化

        在程序中,將有關的力矩數(shù)據(jù)地址設置好,比如支持機構的,針對關鍵系數(shù)和信號,將兩者進行相乘,隨之就可算出鋼絲繩的總拉力,把兩個機構的值進行相加,就能得出負載值,也就是開閉機構與支持機構。在加速時間段,存在很大的轉矩,由此需開展區(qū)分。當處于正常負載的情況下,加速度為每平方秒1 米,加速時間為2.7秒,相比于額定的轉矩,轉矩為兩倍,在加速段內(nèi),對大于三倍負載進行設置,持續(xù)時間為一秒,對掛倉或者超載進行判斷;當處于勻速階段時,在漏斗的上方,將抓斗閉斗提高到十米,并持續(xù)監(jiān)測,在此階段,不發(fā)生甩斗動作,由此有著較高的檢測精度;在負載大于1.1 倍之后,同時持續(xù)三秒,也就為過載報警。若下車處于以下兩個階段時,則不進行檢測,一是水平運動階段,二是開閉斗階段[2]。

        5 結語

        通過以上分析得知,通過四個傳感器,即便物料的分布不均勻,也能確?;喗M的受力保持一致,能提升檢測精度;依據(jù)監(jiān)控機參數(shù),同時針對差動減速箱,結合其轉動效率,并對轉動比進行參考,可間接測出轉矩,結合矯正系數(shù),能實現(xiàn)對鋼絲繩拉力的計算;依據(jù)減速箱的圖紙,并結合滾筒圖紙,對于起升機構,不但能獲取齒輪傳動比,也能得知滾筒半徑。

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