预应力智能张拉千斤顶位移传感器结构改进研究

2018-11-29聂世涛

科技与创新 2018年11期

王飞，聂世涛

（1.广州市机电技师学院，广东广州 510435；2.通号轨道车辆有限公司，湖南长沙 410100）

在预应力张拉施工过程中，智能张拉千斤顶起着至关重要的作用[1-2]。千斤顶工作精度除了与千斤顶自身制造、校正精度有关[3-4]，还与配套传感装置有关。在千斤顶上安装有高精度位移传感器，实现监测张拉伸长值的变化，并实时将数据传输给控制系统进行分析判断，从而高精度地调控油泵电机，实现加载速度的精确控制。然而，即使位移传感器和控制系统精度再高，如果位移传感器不能实时准确地跟随千斤顶活塞杆伸出或回退位移值，最后预应力张拉施工质量还是难以保证[5]。

目前，市场上预应力智能张拉千斤顶由于结构上的限制，普遍存在位移传感器不能准确跟随千斤顶活塞杆变化的情况，尤其是在千斤顶退回过程中。解决上述存在的问题，对提高预应力张拉施工质量具有很大的帮助作用。

1 预应力千斤顶位移传感器结构改进设计

1.1 常规预应力千斤顶位移传感器

目前，市场上普遍使用的智能张拉千斤顶位移传感器安装方式如图1所示。在千斤顶工作过程中，位移传感器会在托板的作用下随活塞杆移动，活塞杆移动时会有轴向旋转，因此托板与活塞杆之间就不能固定死，它们之间必须保证相对滑动。

当活塞杆伸出时顶着托板前移，当活塞杆后退时就必须依靠环槽板拖着托板后退，它们之间必须留有一定的间隙才能保证托板与活塞杆、环槽板之间不会卡住。但是留有空隙会导致活塞杆后退时不能实时带动位移传感器立即后退，需消除它们之间的间隙后才能带动位移传感器，这就导致监测张拉伸长值的变化不准确，最终导致控制系统不能根据实际张拉实时控制。

1.2 预应力千斤顶位移传感器结构改进

传统位移传感器尤其在活塞杆回退时存在位移传感器不动的现象，其主要原因是托板与环槽板之间存在间隙，如果能保证托板在智能张拉千斤顶整个工作过程中始终与图示中环槽板左面或者活塞杆右端面接触，则此问题迎刃而解。例如通过拉伸弹簧拉住托板，保证托板与活塞杆右端面接触；亦或通过压缩弹簧始终顶着托板，保证托板与环槽板左面接触。图2、图3是根据实际应用中存在的问题改进设计的一种带自动复位装置的位移传感器。

根据图2和图3，改进后位移传感器的工作原理如下：位移传感器装在内保护套管内部，活塞杆伸出带动位移传感器移动时，外保护套管是固定的，内保护套管移动，托板安装在内保护套管上，弹簧在内保护套管内，弹簧一端与外保护套管端盖连接，一端与内保护套管端盖连接，内保护套管移动时就会对弹簧进行拉伸。在弹簧作用力下，托板的左面贴合在活塞杆的右端面上。当活塞杆退回时，托板在弹簧作用下左面依然紧贴在活塞杆的右端面，防止出现活塞杆移动而位移传感器不动的现象。

2 对比分析

从改进前后的结构对比可以明显看出，改进后带自动复位装置的位移传感器能实时跟随智能张拉千斤顶活塞杆伸出或回退位移值，其具有很高的可靠性，能消除活塞杆回缩时托板与之产生的间隙，确保活塞杆回缩时位移传感器及时监测到位移值。同时结构紧凑，弹簧、保护套等都是微小部件，成本低廉、稳定可靠、使用寿命长，对位移传感器也能起到一定的整体保护作用。