一种人字门背拉杆应力调整的系统及方法 |
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| 申请号 | CN202311751877.X | 申请日 | 2023-12-19 | 公开(公告)号 | CN117867261A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 长江三峡通航管理局; | 发明人 | 徐雪琴; 袁练; 黄奕斐; 王心沁; 陶然; 陈飞; 谭勇; 周鑫成; 孙方杰; 谢菱洲; 张浩; 向骏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种人字 门 背拉杆应 力 调整的系统及方法，包括静态 应力 监测装置、同步 液压千斤顶 装置和主控装置；所述静态应力监测装置用于监测人字门背拉杆应力值；所述同步液压千斤顶装置用作人字门背拉杆调整加力装置；所述主控装置根据静态应力监测装置所监测到的背拉杆应力值，来控制同步液压千斤顶装置的动作，实现人字门背拉杆的精确调整。本系统能够根据背拉杆实际应力值和液压千斤顶的顶升力实现人字门背拉杆的精确调整，进而有效提高调节效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种人字门背拉杆应力调整的系统，其特征在于，包括静态应力监测装置、同步液压千斤顶装置和主控装置；所述静态应力监测装置用于监测人字门背拉杆应力值；所述同步液压千斤顶装置用作人字门背拉杆调整加力装置；所述主控装置根据静态应力监测装置所监测到的背拉杆应力值，来控制同步液压千斤顶装置的动作，实现人字门背拉杆的精确调整。 |
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| 说明书全文 | 一种人字门背拉杆应力调整的系统及方法技术领域背景技术[0002] 船闸人字门背水面布置有交叉式应力背拉杆，背拉杆的主要作用是对人字门门叶施加应力，使门叶在工作过程中能够保持足够刚度。背拉杆的一端焊在门体上，另一端穿过焊在门体上的支座孔用螺纹副联接，通过调节端部的螺母可以对背拉杆应力进行调整。背拉杆上半部调节部位在顶端，下半部调节部位在底部，调节机构对背拉杆仅受拉方向锁紧，当出现异常情况背拉杆松弛时，不限制其移动，使其不会拱起。 [0003] 人字闸门门体横截面是边柱半封闭、中间开口的空间薄壁结构，在自重作用下自由悬挂及开、关门运行工况下，门体会产生较大的翘向上游的扭转变形，在人字闸门上设置背拉杆并对背拉杆施加应力，可有效提高闸门的扭转刚度，减少闸门上的扭转变形。合适的背拉杆应力可将闸门的扭转变形减少到最小程度。因此，对人字闸门背拉杆应力调试进行优化，并根据监测结果现场进行应力调试工作十分重要。 [0004] 目前在人字门背拉杆调整过程中，采用手动或电动液压顶进行背拉杆应力调整时，由于无法直接显示液压顶的相关参数，无法依据背拉杆实际应力值实现精准控制，调节效率低。 发明内容[0005] 为解决当前存在技术问题，本发明的主要目的在于提供一种人字门背拉杆应力调整的系统及方法，本系统能够根据背拉杆实际应力值和液压千斤顶的顶升力实现人字门背拉杆的精确调整，进而有效提高调节效率。 [0006] 为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种人字门背拉杆应力调整的系统，包括静态应力监测装置、同步液压千斤顶装置和主控装置；所述静态应力监测装置用于监测人字门背拉杆应力值；所述同步液压千斤顶装置用作人字门背拉杆调整加力装置；所述主控装置根据静态应力监测装置所监测到的背拉杆应力值，来控制同步液压千斤顶装置的动作，实现人字门背拉杆的精确调整。 [0008] 所述应变传感器固定在人字门背拉杆上，其中，应变传感器的固定位置具体为：在背拉杆任意方便施工的内侧平面上作一垂直于背拉杆中轴线的垂线交于中轴 线于B，交人字门背拉杆的边缘线于A’、C’两点，在A’C’横轴线上，距两端L处作A’C’的垂线交于A、C两点，在过AC连线的横断面与杆件外侧面相交的DF线上作中垂线交DF线上于E，则B为计算应力用测点中心点，A、C两点为校核用测点的中心点，E为背拉杆测量绝对零值的监测测点，各测点均粘贴应变传感器并接入静态应力测试采集器。 [0009] 所述同步液压千斤顶装置包括液压千斤顶、电磁阀、油泵电机、高压油管、油箱、压力传感器和PLC电控箱；所述压力传感器安装在电磁阀上；油泵电机通过电缆与PLC电控箱连接，油泵电机的进油端通过油管与油箱相连，油泵电机的出口通过电磁阀和高压油管与液压千斤顶连接。 [0010] 所述主控装置包括信号发送装置和可移动式计算机，所述信号发送装置与静态应力监测装置的静态应力测试采集器通讯相连；可移动式计算机与PLC电控箱连接；PLC电控箱与压力传感器连接；PLC电控箱与电磁阀连接；可移动式计算机与信号发送装置连接。 [0011] 所述主控装置的可移动式计算机装有静态应力测试软件，能够实时读取静态应力测试采集器的数值，监测各测点的实时应力值；可移动式计算机能够将各测点的实时应力值写入PLC电控箱；可移动式计算机能够设定背拉杆的应力值，并写入PLC电控箱；PLC电控箱通过压力传感器监测电磁阀的实时压力值。 [0012] 所述PLC电控箱的PLC程序能够根据可移动式计算机设定的液压千斤顶的动作方向和动作速度，来控制油泵电机和电磁阀动作，使液压千斤顶上升或下降；PLC程序能够比较设定的背拉杆应力值F与监测的背拉杆实际应力值F1，当两者相等时，则停止液压千斤顶；PLC程序能够控制多个液压千斤顶的同步动作或单个液压千斤顶的动作；在液压千斤顶顶升过程中，PLC程序检测到监测的背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差超过设定阈值时，则表明背拉杆受力不均，停止液压千斤顶的顶升，此时，应检查背拉杆是否有卡阻问题。 [0013] 在背拉杆端部装设顶升梁和固定螺母，在顶升梁两端各布设一台液压千斤顶，通过PLC电控箱控制液压千斤顶的顶升，将背拉杆的拉力荷载转移至顶升梁和固定螺母上，然后对背拉杆紧固螺母进行紧固，实现背拉杆的调节。 [0014] 所述L取值为20mm。 [0015] 采用所述一种人字门背拉杆应力调整的系统对人字门背拉杆进行调节的方法，包括以下步骤：步骤1，系统的布设： 根据系统结构，布置安装系统所需要的静态应力监测装置、同步液压千斤顶装置和主控装置； 步骤2，确定背拉杆绝对零位： 通过PLC电控箱控制液压千斤顶的顶升，将背拉杆的拉力荷载转移至顶升梁和固定螺母上，然后对背拉杆紧固螺母进行松动，让背拉杆处于松弛状态；对测点应变值进行测量，再将A、C两测点应变传感器的引线互换进行测量，A、C两测点值应符号相反，绝对值最大差值不大于1με；比较B、E两测点的应力值，应相等； 步骤3，应变传感器置零： 通过应力测试软件对各应力测试电桥回路进行平衡，将应变传感器的数值置零； 步骤4，调节参数的设置： 在主控装置上设定背拉杆应力值，设定背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差阈值，设定液压千斤顶顶升速度、方向； 步骤5，千斤顶的同步顶升： 通过主控装置启动液压千斤顶，并进行同步顶升； 步骤6，应力的监测： 通过PLC电控箱的PLC程序比较设定的背拉杆应力值F与监测的背拉杆实际应力值F1相等时，则停止液压千斤顶，背拉杆调整完成；当PLC程序检测背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差超过设定阈值时，停止液压千斤顶的顶升； 步骤7，背拉杆的位置锁定： 待背拉杆的应力调节完成之后，锁紧背拉杆紧固螺母进而将背拉杆进行紧固，通过PLC电控箱控制液压千斤顶下落至原位。 [0016] 本发明有如下有益效果：1、通过采用本发明的系统能够根据背拉杆实际应力值和液压千斤顶的顶升力实现人字门背拉杆的精确调整，有效提高了调节精度和调节效率。 [0017] 2、通过采用本发明的静态应力监测装置能够实现背拉杆应力的实时采集，进而为后续的应力调节提供数据基础。 [0018] 3、通过上述的应变传感器能够实时检测背拉杆的应力值，调整过程中，通过应变传感器采集背拉杆的应变，进而将应变传递给静态应力测试采集器，进而实现应力的采集。 [0019] 4、通过采用上述的监测测定的布置，有效的保证了后续应力监测的精度和可靠性。 [0020] 5、通过上述的同步液压千斤顶装置能够在调整过程中，用于提供调整力。 [0021] 6、通过上述的主控装置能够实现整个系统的自动控制，提高了自动化程度，同时提高了调整的精度。 [0023] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0024] 图1为本发明的系统框图。 [0025] 图2为本发明的系统结构图。 [0026] 图3为本发明的应变传感器的连接结构图。 [0027] 图4为本发明的系统局部结构图。 [0028] 图5为应力传感器固定部位图。 [0029] 图中：应变传感器1、静态应力测试采集器2、液压千斤顶3、电磁阀4、油泵电机5、高压油管6、油箱7、压力传感器8、PLC电控箱9、信号发送装置10、可移动式计算机11。 具体实施方式[0030] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。 [0031] 实施例1：如图1‑5所示，一种人字门背拉杆应力调整的系统，包括静态应力监测装置、同步液压千斤顶装置和主控装置；所述静态应力监测装置用于监测人字门背拉杆应力值；所述同步液压千斤顶装置用作人字门背拉杆调整加力装置；所述主控装置根据静态应力监测装置所监测到的背拉杆应力值，来控制同步液压千斤顶装置的动作，实现人字门背拉杆的精确调整。采用本发明的系统能够根据背拉杆实际应力值和液压千斤顶的顶升力实现人字门背拉杆的精确调整，有效提高了调节精度和调节效率，具体调节过程中，通过设定背拉杆应力值，背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差阈值，设定液压千斤顶顶升速度、方向，启动两个液压千斤顶同步顶升。通过PLC程序比较设定的背拉应力值F与监测的背拉杆实际应力值F1相等时，则停止液压千斤顶，背拉杆调整完成；PLC程序检测背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差超过设定阈值时，停止液压千斤顶的顶升。 [0032] 进一步的，所述静态应力监测装置包括设置在人字门背拉杆上的应变传感器1，所述应变传感器1与静态应力测试采集器2进行通讯；所述静态应力测试采集器2能够同时与多个应变传感器1进行通讯。通过上述的应变传感器1能够实时检测背拉杆的应力值，调整过程中，通过应变传感器1采集背拉杆的应变，进而将应变传递给静态应力测试采集器2，进而实现应力的采集。 [0033] 进一步的，所述应变传感器1固定在人字门背拉杆上，其中，应变传感器1的固定位置具体为：在背拉杆任意方便施工的内侧平面上作一垂直于背拉杆中轴线的垂线交于中轴线于B，交人字门背拉杆的边缘线于A’、C’两点，在A’C’横轴线上，距两端20mm处作A’C’的垂线交于A、C两点，在过AC连线的横断面与杆件外侧面相交的DF线上作中垂线交DF线上于E，则B为计算应力用测点中心点，A、C两点为校核用测点的中心点，E为背拉杆测量绝对零值的监测测点，各测点均粘贴应变传感器1并接入静态应力测试采集器2。通过采用上述的监测测定的布置，有效的保证了后续应力监测的精度和可靠性。 [0034] 进一步的，所述同步液压千斤顶装置包括液压千斤顶3、电磁阀4、油泵电机5、高压油管6、油箱7、压力传感器8和PLC电控箱9；所述压力传感器8安装在电磁阀4上；油泵电机5通过电缆与PLC电控箱9连接，油泵电机5的进油端通过油管与油箱7相连，油泵电机5的出口通过电磁阀4和高压油管6与液压千斤顶3连接。通过上述的同步液压千斤顶装置能够在调整过程中，用于提供调整力。工作过程中，具体调节时，通过控制液压千斤顶3，通过液压千斤顶3拉动背拉杆，进而对被拉杆进行张紧调节。 [0035] 进一步的，所述主控装置包括信号发送装置10和可移动式计算机11，所述信号发送装置10与静态应力监测装置的静态应力测试采集器2通讯相连；可移动式计算机11与PLC电控箱9连接；PLC电控箱9与压力传感器8连接；PLC电控箱9与电磁阀4连接；可移动式计算机11与信号发送装置10连接。通过上述的主控装置能够实现整个系统的自动控制，提高了自动化程度，同时提高了调整的精度。 [0036] 进一步的，所述主控装置的可移动式计算机11装有静态应力测试软件，能够实时读取静态应力测试采集器2的数值，监测各测点的实时应力值；可移动式计算机11能够将各测点的实时应力值写入PLC电控箱9；可移动式计算机能够设定背拉杆的应力值，并写入PLC电控箱9；PLC电控箱9通过压力传感器8监测电磁阀4的实时压力值。通过上述的静态应力测试软件能够实现整个检测过程中的自动化运行。 [0037] 进一步的，所述PLC电控箱9的PLC程序能够根据可移动式计算机11设定的液压千斤顶3的动作方向和动作速度，来控制油泵电机5和电磁阀4动作，使液压千斤顶3上升或下降；PLC程序能够比较设定的背拉杆应力值F与监测的背拉杆实际应力值F1，当两者相等时，则停止液压千斤顶3；PLC程序能够控制多个液压千斤顶3的同步动作或单个液压千斤顶3的动作；在液压千斤顶3顶升过程中，PLC程序检测到监测的背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差超过设定阈值时，则表明背拉杆受力不均，停止液压千斤顶3的顶升，此时，应检查背拉杆是否有卡阻问题。通过上述的PLC电控箱9能够实现整个同步液压千斤顶装置的同步控制。 [0038] 进一步的，在背拉杆端部装设顶升梁12和固定螺母13，在顶升梁12两端各布设一台液压千斤顶3，通过PLC电控箱9控制液压千斤顶3的顶升，将背拉杆的拉力荷载转移至顶升梁12和固定螺母13上，然后对背拉杆紧固螺母14进行紧固，实现背拉杆的调节。通过上述的液压千斤顶3的布置结构，保证了其能够提供张紧力。 [0039] 实施例2：采用所述一种人字门背拉杆应力调整的系统对人字门背拉杆进行调节的方法，包括以下步骤： 步骤1，系统的布设： 根据系统结构，布置安装系统所需要的静态应力监测装置、同步液压千斤顶装置和主控装置； 步骤2，确定背拉杆绝对零位： 通过PLC电控箱9控制液压千斤顶3的顶升，将背拉杆的拉力荷载转移至顶升梁12和固定螺母13上，然后对背拉杆紧固螺母14进行松动，让背拉杆处于松弛状态；对测点应变值进行测量，再将A、C两测点应变传感器1的引线互换进行测量，其值应符号相反，绝对值基本相等，最大差值不大于1με；比较B、E两测点的应力值，应相等； 步骤3，应变传感器1置零： 通过应力测试软件对各应力测试电桥回路进行平衡，将应变传感器1的数值置零； 步骤4，调节参数的设置： 在主控装置上设定背拉杆应力值，设定背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差阈值，设定液压千斤顶顶升速度、方向； 步骤5，千斤顶的同步顶升： 通过主控装置启动液压千斤顶3，并进行同步顶升； 步骤6，应力的监测： 通过PLC电控箱9的PLC程序比较设定的背拉杆应力值F与监测的背拉杆实际应力 值F1相等时，则停止液压千斤顶，背拉杆调整完成；当PLC程序检测背拉杆实际应力值F1与电磁阀的实时压力值F2偏差超过设定阈值时，停止液压千斤顶的顶升； 步骤7，背拉杆的位置锁定： 待背拉杆的应力调节完成之后，锁紧背拉杆紧固螺母14进而将背拉杆进行紧固，通过PLC电控箱9控制液压千斤顶下落至原位。 |
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