快速脱缆钩应力销应用
来源： admin 发布时间： 2012-10-26
快速脱缆钩是码头用于船舶快速系缆、脱缆的装置，同时还大大减少码头引缆、系缆、脱缆的工作量，并逐渐取代码头现有的系船柱等系缆、绞缆装置，快速脱缆钩必将是码头规范性系缆、脱缆设备。随着国内运输业的快速发展，快速脱缆钩将是码头新增设施的必上设备，还有旧码头改造硬性指标。由于海洋环境复杂，如水流的变化、风向的变化等，缆绳受力情况随之变化，一旦缆绳断裂或脱钩，如不及时发现，将对船舶安全造成严重危害。为此，要对缆绳的受力情况进行检测、报警，增加船舶安全。目前国内使用的载荷监测与远程脱放装置均采用进口，并且采用敞开式结构，由于码头特殊的恶劣环境，电机和其它部件表面腐蚀很严重，会减少电机等部件的寿命。绞缆机构布置在支撑部件(机座)的后方，结构尺寸比较大。
如上图：快速脱缆钩机械结构
1.锚钩 2.挡块叉钩 3.手动扳杆 4.压钩挡块 5.应力感应销 6.绞缆组件
7.机座 8.液压单元 9.电磁控制阀 10.信号线 11.过渡连接件
12.液压缸执行机构 13.液压驱动杆 14.连接钩架
本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，快速脱缆钩包括机座、绞缆组件、锚钩脱放组件，所述快速脱缆钩锚钩脱放组件包括锚钩和与锚钩铰接的钩架，在钩架内设有压钩挡块、挡块叉钩及叉钩驱动杆，叉钩驱动杆设有手动扳杆和液压驱动杆，其特点是：绞缆组件设置在快速脱缆钩机座的上部，在快速脱缆钩机座的侧部设有1~3副锚钩脱放组件，快速脱缆钩锚钩脱放组件与机座之间设有过渡连接件，所述的钩架与过渡连接件之间通过水平轴铰接，过渡连接件与快速脱缆钩机座之间通过竖向轴铰接，连接钩架与快速脱缆钩过渡连接件的水平轴装有应力感应销（Load Pin），应力感应销（Load Pin）通过信号线与远程控制系统连接。
如上图：快速脱缆钩远程控制系统原理框图
本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的快速脱缆钩远程控制系统包括中央处理器、信号采集器以及执行控制器，应力感应销（Load Pin）的信号线通过信号采集器与中央处理器相接，快速脱缆钩执行控制器设有液压缸执行机构、液压单元和电磁控制阀，中央处理器的输出线接入电磁控制阀，液压缸执行机构与所述液压驱动杆相接。
本实用新型与现有技术相比，每台快速脱缆钩配备1~3副锚钩脱放组件，绞缆组件直接设置在快速脱缆钩机座的上部，其结构紧凑。快速脱缆钩每副锚钩脱放组件与机座之间通过过渡连接件连接，快速脱缆钩每副钩子均可以独立操作，并且可按要求沿平行或垂直平面旋转。水平转角为(90-45; 45-90)度。垂直面旋转45度。快速脱缆钩钩子设计为悬空于码头地坪，在任何负载下，快速脱缆钩钩子都不得接触或撞击地坪。快速脱缆钩每个钩子分别以安全工作负载125%的拉力负荷进行8小时测试，然后脱放达到最大安全工作负载。并在其水平铰接轴处装有应力感应销，通过远程控制系统实现快速脱放。缆绳作用在锚钩上的拉力经过传递传输到快速脱缆钩的应力销，快速脱缆钩通过应力销（Load Pin）将拉力转化为数字输出信号传输到中央控制室，拉力在中央控制室进行显示和预警，当有意外或拉力超过额定值时，通过远程控制以实现锚钩的快速脱放。
应力销（Load Pin）
1、应力销（Load Pin）概述
应力销（Load Pin）实际上就是一根承受剪力作用的空心截面圆轴，双剪型电阻应变计粘贴在中心孔内凹槽中心的位置上，有两种组桥测量方式，即两个凹槽处的双剪型电阻应变计共同组成一个惠斯通电桥，或分别组成惠斯通电桥再并联进行测量。
如上图：应力销（Load Pin）
2、应力销（Load Pin）名称及行业内叫法
应力销，英文名Load Pin，又常被称为：应力感应销、轴销式称重传感器、轴销传感器、销轴式称重传感器、销轴式测力传感器、销轴传感器等。
3、应力销（Load Pin）结构特点
应力销（Load Pin）具有如下特点：
① 应力销（Load Pin）弹性元件为一整体空心截面圆轴，结构紧凑，几何外形简单，容易加工出很高的尺寸和形位精度；
② 应力销（Load Pin）空心截面具有很强的抗扭转、抗弯曲能力，并且轴销中性轴处的应力最大；
③ 当应力销（Load Pin）空心截面轴销承受垂直和水平弯曲时，弯矩为零的截面在同一截面；
④ 当设计较大容量的应力销（Load Pin）时，中心孔也较大，双剪型电阴应变计可以粘贴在孔内，即得到很好的保护又可以实施抽真空充惰性气体密封工艺；
⑤ 应力销（Load Pin）与相关承力部件组装容易，使用方便。
应力销（Load Pin）的缺点是生产工艺难度大，需要较多的专用工具与装备，对制造商要求很高。
如上图：应力销（Load Pin）装配图
如上图：西班牙ASCELL品牌应力销（Load Pin）内部电路图
4、应力销（Load Pin）受力分析与理论计算
应力销（Load Pin）可以简化为两端简支中间受一集中载荷P作用的空心截面梁，其力学模型和空心截面如下图所示。
如上图：应力销（Load Pin）力学模型
应力销（Load Pin）的输出受很多因素影响，主要有轴销中心孔的直径d，凹槽的最小直径D，负销与支撑之间的间隙，支撑的硬度和双剪型电阻应变计的尺寸等，在结构设计与计算时应认清相互的关系，作到尺寸选择最佳化以保证应力销（Load Pin）性能波动最小。
5、应力销（Load Pin）制造工艺
应力销（Load Pin）结构与其它结构称重传感器的制造工艺完全相同，只是由于双剪型电阻应变计粘贴在深孔内，需要购置和设计专用的喷砂处理、划线贴片、加压固化工具和装备。
6、应力销（Load Pin）检测与应用技术
由于应力销（Load Pin）本身就是一个整体弹性元件，即没有保护外壳又没有加载压头和承载底座，因此在测试与标定时，应该采用与实际安装使用时相同的边界支撑，最好就是同一个支撑。
7、结语
应力销（Load Pin）体现了电子衡器小型化、模块化、集成化、智能化的发展方向，是续集成化称重板、称重轨、称重梁后又一个研发热点，在国外已批量生产， 应用比较广泛。国外轴销传感器的发展与应用动向，值得我国称重传感器生产企业研究、借鉴。
不论是德国batarow，还是西班牙ASCELL都具备极强的非标定制能力，可以根据用户对外形、量程、尺寸、取力方式等的特殊要求进行一对一的定制设计。若需非标定制的应力销（Load Pin）可以具体咨询我司工作人员，电话：0755-23037700.