一种船用锚绞机测力系统及其标定方法与流程

本发明涉及大型船舶的移动和定位，更具体地说，涉及一种船用锚绞机测力系统及其标定方法。

背景技术：

随着海上大型船舶的发展，一些大型工程船如浮式起重机船、铺管船、采油平台等，都采用大型锚绞机来为其提供移动和定位。

锚绞机的传感器标定是指使用标准的计量仪器或设备对测力传感器的准确度进行检测是否符合标准。知晓船用锚绞车的钢丝绳拉力测量值的准确度，对于船舶的安全至关重要。锚绞车系统上安装有一个测力装置，正式使用前都需要标定，传统的测试方法是在岸边将锚绞机入海的钢丝绳经过一个高的“a”字形钢架，在钢丝绳的端部系上已知重量的标准配重，将配重吊起，然后将测力装置进行标定，因锚绞机的拉力大，所以配重一般都比较大(几吨至几十吨)，为了保证标定的准确性，一台锚绞车至少要测试3次不同的配重。

上述的测试方法在测试准备工作阶段极为繁琐，大型船舶一般配备6～12台锚绞车，每台锚绞车的测力装置都必须进行标定，多次测试吊重的过程会存在一定的安全隐患，且测试总的耗时又相当长。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种船用锚绞机测力系统及其标定方法，使得大型船舶在岸边无需再做标定试验，同时，能保证测力装置的准确度和测力装置数值的线性变化。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种船用锚绞机测力系统，设于船舶的船舱内、主甲板上，包括锚绞机本体、垂直导向滑轮、导索器、锚、测力传感器和plc控制台，锚绞机本体设于船舱内，锚绞机本体上具有钢丝绳和锚绞机电机，垂直导向滑轮具有数个，分别设于船舱内，及主甲板上，导索器也设于主甲板上，锚绞机本体上的钢丝绳依次穿过船舱内的垂直导向滑轮、船舱外的垂直导向滑轮和导索器后，钢丝绳的端部与锚相连，测力传感器设于船舱外的一垂直导向滑轮上，锚绞机本体与plc控制台信号控制相连。

所述的测力传感器呈倾斜角度设于船舱外的一垂直导向滑轮上。

所述的测力传感器上设有重量变送器。

所述的重量变送器上套设有保护罩。

所述的保护罩为航空插头式保护罩。

另一方面，一种船用锚绞机测力系统的标定方法，包括以下步骤：

s1.将数台船用锚绞机测力系统设于船舶上，船舶行驶至海上，将船用锚绞机测力系统的锚都抛入海中，使锚都抓紧海床；

s2.先制动一台船用锚绞机测力系统，关闭其余几台船用锚绞机测力系统，启动需标定的锚绞机电机，使锚绞机本体收紧钢丝绳；

s3.待船舶停稳定，使需标定锚绞机电机的实际扭矩不变，由plc控制台记下该扭矩的读数t1；

s4.由plc控制台再记下标定时钢丝绳的出绳半径r1，则计算出第一次的钢丝绳拉力f1＝t1*u/r1，将f1值作为标定的标准值，公式中u为总速比；

s5.再按照s3、s4方法加大锚绞机电机的扭矩，测试两次扭矩的读数t2和t3，及两次的出绳半径r2和r3，根据总速比u，计算出第二次和第三次的钢丝绳拉力f2和f3；

s6.再将第二次和第三次的钢丝绳拉力f2和f3的值与测力传感器的值进行比较，两次的值一致，说明船用锚绞机测力系统成线性变化且测量值准确；

s7.待这台船用锚绞机测力系统标定完毕后，再按照s2至s7步骤依次标定下一台船用锚绞机测力系统，直至整个船舶上所有的船用锚绞机测力系统全部标定完毕。

所述的步骤s4中，总速比为锚绞机电机至锚绞机上的卷筒总速比。

所述的步骤s4中，将f1值作为标定的标准值，即为将测力传感器的读数改为f1值。

所述的步骤s4中，出绳半径为钢丝绳至锚绞机本体上的卷筒中心的距离。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种船用锚绞机测力系统及其标定方法，还具有以下几点有益效果：

1.本发明能够省去大量繁琐的前期准备工作，尤其是大质量配重及吊重过程全部可以略去；

2.本发明的标定方法过程安全，在海上将锚抛入大海后，只需要操控plc控制台既可以完成标定，没有任何安全隐患；

3.本发明能够做到高效快速，整个标定过程时间短，操作简易，大大的缩短了标定的时间；

4.本发明的标定结果准确，当锚绞机处于静态时，锚绞机电机转矩的精确值能换算到钢丝绳的拉力值，能以此作为标定依据，且测力传感器的精度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中a部位的放大示意图；

图4是本发明测力传感器的结构示意图；

图5是本发发明的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图4所示，本发明所提供的一种船用锚绞机测力系统，主要设于船舶的船舱1内、主甲板2上，本船用锚绞机测力系统100包括锚绞机本体3、垂直导向滑轮4、导索器5、锚6、测力传感器7和plc控制台8，锚绞机本体3安装在船舱1内，锚绞机本体3上具有钢丝绳9和锚绞机电机10，钢丝绳9卷绕在锚绞机本体3的卷筒11上，本实施例中，垂直导向滑轮4设置了2个，一个设置在船舱1内，另一个设置在船舱1外的主甲板2上，导索器5也安装在主甲板2上，锚绞机本体3卷筒11上的钢丝绳9头端依次穿过安装于船舱1内的垂直导向滑轮4、安装于船舱1外主甲板2的垂直导向滑轮4和导索器5后，钢丝绳9的头端部再与锚6相连，测力传感器7安装在船舱1外主甲板2上的垂直导向滑轮4上，该垂直导向滑轮4进绳和出绳的角度是固定不变的，故安装在该位置上测力传感器7所测定的值非常准确，受力方向如图3中箭头方向所示，锚绞机本体3与plc控制台8之间信号控制相连，使plc控制台8能读取存储锚绞机电机10的传矩值和钢丝绳9的拉力值，用以标定操作。

较佳的，所述的测力传感器7呈一定的倾斜角度安装在主甲板2上的垂直导向滑轮4上，测力传感器7测定时与钢丝绳9同向，使测力传感器7的测定值准确。

较佳的，所述的测力传感器7上设有重量变送器12，而在重量变送器12上再套设有保护罩13，用以保护重量变送器12。保护罩13选用航空插头式保护罩较佳。

请结合图5所示，本发明所提供的一种船用锚绞机测力系统的标定方法，包括以下步骤：

s1.船舶行驶至海上，将数台船用锚绞机测力系统100安装于船舶上(一般在6～12台，本实施例采用8台，8台的安装位置如图5所示)，将船用锚绞机测力系统100的锚6都抛入海底，让锚6都抓紧海床；

s2.先制动其中一台船用锚绞机测力系统100开始标定操作，关闭其余七台船用锚绞机测力系统100，启动需标定的这台船用锚绞机测力系统100的锚绞机电机10，使锚绞机本体3的卷筒11收紧钢丝绳9；

s3.待船舶停稳定，使需标定的这台船用锚绞机测力系统100的锚绞机电机3的实际扭矩不变，由plc控制台8记下该扭矩的读数t1，且该读数t1在plc控制台8上能准确显示；

s4.由plc控制台8再记下标定时钢丝绳9的出绳半径r1，如此则可以先计算出第一次的钢丝绳拉力f1＝t1*u/r1，将f1值作为标定的标准值，在控制程序中将测力传感器7的读数改为f1值，上述公式中u为总速比，总速比即为锚绞机电机10至锚绞机本体3上的卷筒11总速比，出绳半径r1为钢丝绳9至锚绞机本体3上的卷筒11中心的距离。

s5.再按照s3、s4方法加大锚绞机电机10的扭矩，再测试两次扭矩的读数t2和t3，及两次的出绳半径r2和r3，根据总速比u，计算出第二次和第三次的钢丝绳拉力f2和f3；

s6.再将第二次和第三次的钢丝绳拉力f2和f3的值与测力传感器7的值进行比较是否一致，两次的值一致，则说明船用锚绞机测力系统100成线性变化且测量值准确；

s7.待这台船用锚绞机测力系统100标定完毕后，再按照s2至s7步骤依次标定下一台船用锚绞机测力系统100，直至整个船舶上所有的八台船用锚绞机测力系统100全部标定完毕。

综上所述，应用本发明后，船舶在岸边时无需做标定试验，船舶在海上时将6～12台锚都抛入海里，每个锚都抓紧海床，制动除标定锚绞机本体外的所有锚绞机本体，启动电机收紧需要标定锚绞机本体的钢丝绳，待船舶稳定，且锚绞机电机的实际传矩(plc控制台中能准确显示)不变时，利用这个值再根据锚绞机电机到卷筒的总速比，算出卷筒的实际扭矩，再根据卷筒上钢丝绳所在的半径，算出钢丝绳拉力，将这个值作为锚绞车测力装置标定值，每台锚绞机测试三组不同的数据，保证测力装置的准确度和测力装置数值的线性变化，测试完一台后再依次标定其它绞车的测力装置。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。