岸邊集裝箱起重機磁滯聯(lián)軸器力矩測量方法的探討

蔡國華，魯金輝，薛暉，吳建坤

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

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

1 探討力矩測量新方法的必要性

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

據(jù)不完全統(tǒng)計，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至少30余次，這對于起重機設(shè)備供應(yīng)商或起重機使用單位來說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，必須定期對設(shè)備上的磁滯聯(lián)軸器力矩進行監(jiān)測，而傳統(tǒng)的測量力矩方法在點檢人員的操作上耗時耗力，且容易在反復(fù)拆裝機電設(shè)備后造成設(shè)備的二次損傷，相關(guān)方聯(lián)合探討來尋找到另一種簡單有效的磁滯聯(lián)軸器力矩的測量方法很有必要。

2 磁滯聯(lián)軸器力矩的傳統(tǒng)測量方法

磁滯聯(lián)軸器力矩的傳統(tǒng)測量主要方法如下。（1）準備專用工具。經(jīng)檢定合格的扭力扳手一把，特制的測量頭(見圖1）一只。（2）測量步驟。

圖1 磁滯聯(lián)軸器力矩的測量

步驟一：用繩索（如麻繩）將電纜卷盤固定綁住；步驟二：卸下磁滯聯(lián)軸器尾部安裝的電機，及電機上的拆線（上圖中a），注意做好設(shè)備保護和標識標記；步驟三：將測力頭塞入磁滯聯(lián)軸器的電機軸安裝孔內(nèi)（上圖中b）；步驟四：將扭力扳手塞入測量頭的方孔內(nèi)（上圖中c）；步驟五：轉(zhuǎn)動扭力扳手測量所得值即為磁滯聯(lián)軸器扭力（上圖中d）；步驟六：將電機重新安裝并接線，取下電纜卷盤上的固定繩索。

整個測量過程需要配備1名電工，3名機械修理工一起配合工作約1.5個小時才能完成一個磁滯聯(lián)軸器的力矩測量任務(wù)。以單臺常規(guī)岸邊集裝箱起重機大車電纜機構(gòu)配5個磁滯聯(lián)軸器，吊具電纜張緊機構(gòu)配2個磁滯聯(lián)軸器來測算，完成一臺起重機所有的磁滯聯(lián)軸器力矩點檢測量任務(wù)至少需要1名電工、3名機械修理工一起工作約10.5小時左右。而在電機拆裝過程中，由于反復(fù)拆裝很可能對機電設(shè)備造成損傷，如電機法蘭盤開裂、結(jié)合面間隙變大、螺紋孔變形等問題。為了提高工作效率，減少不必要的損失，聯(lián)合起重機制造商和設(shè)備使用方共同探討，尋找如下新的磁滯聯(lián)軸器測量方法。

3 磁滯聯(lián)軸器力矩的新測量方法

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

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

新的磁滯聯(lián)軸器力矩測量方法如下。

準備工具：新測量頭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。

測量步驟如下。

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

4 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩的測量方法測量值對比

這樣的數(shù)據(jù)是否可以作進一步應(yīng)用還需要多比較，確保科學(xué)、準確。為了驗證力矩值測量數(shù)據(jù)可以用以替代應(yīng)用，隨機對相同的聯(lián)軸器采用上述兩種不同的測量方法，并對其測量數(shù)據(jù)進行對比，具體如表1所示。

表1 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩測量方法測量值表 N·M

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

5 兩種磁滯聯(lián)軸器力矩測量方法的效率對比

新的磁滯聯(lián)軸器力矩的測量方法根據(jù)力矩原理，將測量點位置從磁滯聯(lián)軸器的電機軸孔處轉(zhuǎn)移到電機末端的軸上，看似簡單的測量方法改進，在很大程度上提高了現(xiàn)場點檢保養(yǎng)人員的工作效率，降低了人員的勞動強度，并避免了在力矩測量的過程中對設(shè)備造成的不必要的二次損傷。以下是兩種磁滯聯(lián)軸器測量方法效率的對比表（表2）。

表2 兩種磁滯聯(lián)軸器測量方法效率的對比表

比如，以某碼頭配備20臺岸邊集裝箱起重機為例，通常至少要配磁滯聯(lián)軸器約128個，如果磁滯聯(lián)軸器力矩監(jiān)測需要進行測量的周期暫定為每年一次，那么，測算二種測量方法的應(yīng)用時間對比如下。

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

按照每個人每工作1小時的勞動成本為50元人民幣計算，每年亦可產(chǎn)生經(jīng)濟效益為：（768-32）小時×50元=3.68萬元。

6 結(jié)語

通過相關(guān)方的聯(lián)合探索，采用磁滯聯(lián)軸器力矩的新測量方法，很好地解決了力矩傳統(tǒng)測量方法低效率、勞動強度大的問題，也避免了設(shè)備因測量而反復(fù)拆裝造成的一系列問題，更好地保證了設(shè)備點檢保養(yǎng)工作的順利開展，使得起重機設(shè)備的整機利用效率也大大提升，給使用單位帶來了良好的經(jīng)濟效益。

為了提高起重機設(shè)備各方面的使用效率，有必要繼續(xù)開展相關(guān)的聯(lián)合探討課題，指導(dǎo)和解決一些實際困難及問題。本次課題的研究與探討，使相關(guān)方更加深刻認識到，創(chuàng)新可以創(chuàng)造財富，創(chuàng)新可以創(chuàng)造效率。

參考文獻：

[1]蔣國仁主編.岸邊集裝箱起重機[M].湖北科學(xué)技術(shù)出版社出版，2001.

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