旋挖传感器 经验分享旋挖钻机传感器的作用

经验分享旋挖钻机传感器的作用

原创作者：晓月池塘

宝俄旋挖钻机BG-36，性能卓越，适用广泛。自动化程度高，各种保护功能齐全。





BG-36钻机具有桅杆自动调垂，触地保护，浮动控制，主绳拉力过载报警保护等等先进的自动控制保护功能。

1触地保护：

正常使用中，钻杆钻头接触地面后，主绳拉力迅速下降，传感器检测到拉力变化后，微信号传输至主控CPU，CPU做出判断并发出主卷扬停止放绳信号，经逐级放大后通过电磁换向阀控制液压系统改变主卷扬工作状态，停止放绳。这时如果从传感器至电磁阀中的任何一级出现故障，触地保护失效，继续放绳就会出现危险甚至重大事故。首先钻杆钻头失去主绳的拉力控制可能会倾倒，造成伤害事故。其次如果是钻头钻杆放入孔内，危险相对较小，但会出现主绳排序混乱，轧绳，造成主绳寿命急剧降低，甚至断绳，付出额外的成本。

作为辅助，钻机配备专门的红外夜视摄像头，并配置照明灯，在驾驶室内可通过液晶显示器直观的了解主卷扬及主绳工作状态。





2浮动控制：

正常钻进中，随着钻杆回转，钻头在钻杆自重或者动力头加压的作用力下，向下进尺，此时开启浮动后，主卷扬即可自动放松主绳，跟随着进尺速度及时迅速的做出调整，保持主绳自由浮动。同样CPU做出的控制动作是依靠传感器送回的信号来完成的。如果浮动失效，可由手动控制，但是操控不及时可造成主绳拉力过大，影响使用寿命，甚至主绳崩断或者轧绳。

3主绳拉力过载报警并保护：

主绳拉力可由控制主机设定，避免主绳及主卷扬过载的情况下造成损伤。比如，起钻时，钻头挂护筒或者挂基岩，没有保护时很容易损伤设备，甚至断绳，钻杆钻头落入孔内形成事故。

触地保护，浮动控制，拉力保护这三个非常重要的功能，所使用的传感器位于桅杆顶部的主绳天车中心。

主绳天轮：



更换传感器时需要取下钻杆；动力头，桅杆前倾，与地面平。选取合适位置或者使用工作平台，方可安全拆卸。

损坏的传感器：



销轴式传感器：

这个传感器和普通称重传感器类似，即加载重量后产生微量的塑形形变，由镶嵌在内的平衡电桥检测并输出电信号，再由后级进行放大，得到加载重量的正比例电信号，送往CPU，进行各种复杂的功能控制。

下图为普通s型四线称重传感器，常用于自动配料系统



传感器主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。

以下为参考资料，来自网络：

简介

轴销式称重传感器综合了多种混合测力机构直接将轴上的力变送成4-20mA或者其他多种工业信号，并适应不同工况的需求。产品广泛应用于船舶，起重机，电子称，农业灌溉机械，承重车辆等设备，并为不同客户定制不同要求的轴销式测力产品。一根轴就是一个专用称重传感器，或者说称重传感器本身就是一个整体型承载器。电子吊秤、行车电子秤所用的轴销称重传感器就是这种结构的典型代表。

别名

轴销式称重传感器，英文名loadpin，在行业内也被叫做应力销轴，轴销式传感器，轴销式测力传感器，轴销式超载限制器，轴销式承载器，轴销剪切式称重传感器。

结构与特点

轴销式称重传感器是一根承受剪力作用圆轴，应变计嵌在中心孔内凹槽中心，通过组桥测量方式，即两个凹槽处的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。

轴销传感器具有如下特点：

1.弹性元件为一整体圆轴，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.轴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.当设计较大容量的轴销传感器时，中心孔也较大，应变计可以嵌在孔内，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.与相关承力部件组装容易，使用方便。

6.轴销传感器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。

结构

轴销式称重传感器可以简化为两端简支梁，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图所示。

轴销传感器的输出受很多因素影响，主要有轴销中心孔的直径，凹槽的最小直径，负销与支撑之间的间隙，支撑的硬度和应变计的尺寸等，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轴销传感器性能波动最小，建议生产厂家协助选型设计。

制造工艺

轴销结构与其它结构称重传感器的制造工艺完全相同，只是由于应变计嵌在深孔内，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，因此对制造商的要求很高，对于安全要求较高的场合，建议使用原装进口传感器。

检测与应用技术

因为轴销式称重传感器本身就是一个整体测力元件，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支撑，最好直接安装在测试设备上直接进行工况标定。

轴销式称重传感器主要应用于船舶，起重机，并与U形吊环配合。

如图所示：

组装成检测阵列或配置无线传输模块实现无线检测最为多见。由于轴销直接与吊环和吊钩装配，不但省去了结构复杂的承载壳体，而且还可提高装配精度，力直接作用在轴销上(传统传感器通过力学转换，容易卡壳造成力学测量故障，容易引发事故)，保证了称量准确度。

选型

轴销式称重传感器不可用作为传动部件，但可作为支撑轴或连接轴，通过轴上的受力直接反应轴上元件的受力情况，并可实时监控，实现直接测力的要求。

一般来讲轴销式称重传感器的选型要求知道：轴径，最大受力，精度，防护等级要求，防爆等级要求，有无冲击载荷，材质要求等。

浅谈旋挖钻机中倾角传感器的一些应用

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，其额定功最大可达450kW，动力输出扭矩为可达400kN·m，最大成孔直径可达4m，最大成孔深度为90m，可以满足各类大型基础施工的要求。

旋挖钻机的重心位置是影响旋挖钻机稳定性的关键因素。影响旋挖钻机整机重心位置的因素很多，静态因素有底盘与水平面的夹角、变幅机构的位置、桅杆倾斜度、钻机各部件重量等；动态因素有加压力、提升力、回转速度等。在计算旋挖钻机中心时，以旋挖钻机回转中心为坐标原点，通过旋挖钻机下车、变幅动臂、桅杆上的倾角传感器，分别测出相应部件的倾斜度，由此计算出各部件的重心位置，再结合各部件的重量，就可以确定旋挖钻机的静态重心坐标。

液压钻机的钻头姿态决定钻进过程的成败，将SANG1000倾角传感器装在钻头内部，实时检测钻头的姿态，或者在停机时测量。SANG1000倾角传感器能承受较大的冲击能力和良好的可靠性。同时CANG30三轴电子罗盘还具有方位的测量功能，也就是在深孔钻进时，钻头可能会发生水平偏移，该功能是通过磁方位传感器或陀螺仪来实现。

旋挖钻机施工现场（资料图）

应用举例：钻孔施工中的钻桅起立桅及调垂工作

在基坑排桩支护及土石方工程施工中，旋挖钻机钻孔施工时，需要进行旋挖钻机的钻桅起立桅及调垂，即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置，旋挖钻机的显示器显示桅杆工作画面。从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆的X轴、Y轴方向的偏移。操作旋挖钻机的电气手柄将桅杆从运输状态位置起升到工作状态位置，在此过程中，旋挖钻机的控制器通过采集电气手柄及倾角传感器信号，通过数学运算，输出信号驱动液压油缸的比例阀实现闭环起立桅控制，从而实现桅杆平稳同步起立桅。

来源：搜狐

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