海上平臺吊車力矩儀設計與應用

強群　李明海

摘要：由于海上工況條件比較惡劣，使用年限的延長等外界客觀因素的影響，平臺吊車的主鉤、副鉤、角度傳感器均不同程度的出現故障，使用狀況堪憂，且使用的力矩儀產品型號老舊，內部程序被廠家進行技術封鎖，沒有進一步的改進，很多配件已經無法采辦，加大了檢修更換的難度，鑒于此，油田創新思路，通過對平臺吊車力矩儀的選型、設計、改造，從源頭綜合治理，確保了吊機長期穩定運行。

關鍵詞：吊車;力矩儀;傳感器;載荷曲線

1引言

1.1題目來源和難點

①平臺吊車的主鉤、副鉤、角度傳感器均不同程度的出現故障，海上工況條件惡劣，使用年限的延長等外界客觀因素的影響，加大器件的磨損，使用狀況堪憂;②現有力矩儀型號老舊，技術沒有改進，配件已經無法采辦，加大檢修難度;③現有力矩儀內部程序封閉，日常維護中不能有效的進行數據備份及修改，導致力矩儀系統問題無法解決;④現場各種傳感器電纜的磨損日益加劇，達不到絕緣保護的目的。

1.2主要研究內容及預期效果

鑒于吊車存在的問題，經過認真地研究與分析，決定對吊車力矩儀進行整體換型改造，列出了如下目標：①對吊車主鉤、副鉤、角度傳感器重要部件進行整體換型，將現有的信號電纜進行全部更換;②更換駕駛室內部的力矩儀顯示器，力矩儀主機及其控制系統，根據現場使用工況進行程序編寫調試;③申請ccs對更換后的吊車進行試重及認證，確保換型后的力矩儀達到安全使用標準。

2新型吊車力矩儀系統的設計

力矩儀系統的結構如圖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發送給控制板，控制板將這幾路頻率信號進行選頻，然后將高頻降為低頻發送給單片機處理，單片機將處理后的數據在顯示電路顯示出來，與此同時，操作人員可以通過顯示屏對現場測量數據，進行觀測，實時監控，方便記錄數據。

3新型吊車力矩儀硬件選擇

針對平臺現有情況，我們選擇力矩儀的型號為WT-A650V，該型力矩限制器采用模塊化結構，由重量傳感器，角度傳感器，信號傳輸電纜，微電腦主機（信號處理，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安裝

新型吊車力矩儀系統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、控制穩壓電源燈組成。考慮到該系統的儀表必須與平臺現實情況匹配，經過多次實測和研究，具體布線與安裝如下圖：

在安裝過程中，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，傳感器的屏蔽線長度合適。風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，對吊車的結構完全沒有破壞與影響。吊車走線全部用不銹鋼扎帶，捆綁固定，駕駛室內需要打孔的地方，要安裝鎖頭。

5新型吊車力矩儀系統調試

新型吊車力矩儀安裝后，完成力矩儀的調試工作，同時申請CCS對更換后的吊車進行試重及認證，確保換型后的力矩儀達到安全使用標準。①對角度傳感器進行校準，調整爬桿角度，分別選取5個點，進行角度校準，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動三次，檢查爬桿上下限位是否正常;②根據吊車的載荷曲線，分別對吊車小鉤鋼絲繩和大鉤鋼絲繩進行配重塊的測試校準。用試重塊從小到到依次對大小鉤進行測試校準，選取多個點位進行標定，確定完成后，進行載荷試驗，試驗完成后，檢查吊車狀態良好后，已額定載荷的1.25倍進行靜載試吊，起吊重物高度離地10-20cm.靜止10分鐘。試驗結束后恢復力矩儀的動作數值;最后，已額定載荷的1.1倍測試動載試吊，分別作吊鉤起升、制動、變幅、回轉運動及根據設計要求的組合動作。各機構動作靈敏、制動性能可靠、結構和機構不應損壞、聯結無松動，試驗不少于三次，試驗結束后恢復正常。

綜上所述，通過對平臺吊車的力矩儀進行設計改造，有效徹底的解決了吊車主鉤、副鉤、角度傳感器故障頻發的現象，升級了原有系統，打破了廠家的技術封鎖，實現了力矩儀國產化的改造，降低了吊車力矩儀檢修的成本，達到節能降耗的目的，同時對小平臺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用。

參考文獻：

[1]劉國漢，等，網絡化智能傳感器[J].甘肅科技，2003，9.