千斤顶钢绞线编码器研制

一、项目背景

750t拉力千斤顶系统是应海洋石油工程股份有限公司的要求，特别适应海洋工程施工工况而研制的。它由自动连续拉力千斤顶、液压泵站和控制系统3部分组成，并配置相应的钢绞线作为柔性拉杆，构成完整的自动连续拉力系统，将陆地的导管架或组块等结构物滑移拉上运输船舶。千斤顶设备于2008年3月首次投入青岛番禺30-1导管架装船作业。钢绞线的铺设顺序确定工作是整个装船准备工作中最重要的一个环节。总共需要铺设168根钢绞线，如果钢绞线铺设后顺序混乱了穿引到千斤顶，钢绞线受力拉伸后就会相互缠绕摩擦，严重影响到千斤顶的受力和前移。由于设备初次投入装船作业，生产厂家也是第一次接触装船项目工程，在制定钢绞线如何进行固定、如何保证正确的顺序等措施方面都没有现成的经验。经过与厂家讨论制定了一个简易方法：铺设一根钢绞线后，首先在两端缠绕胶带编号，然后在两端分别采用铁丝进行捆扎固定。此方法存在一个问题，编号和固定工作浪费时间、效率低、容易出错、人员劳动强度大、浪费物料。经过2次装船作业，根据现场的施工作业情况，提出一种全新、快捷、容易操作的方法———设计千斤顶钢绞线编码器，用来固定钢绞线的顺序位置。原采用以前采用铁丝固定钢绞线，见图2，42根钢绞线穿引到千斤顶，见图3。实用千斤顶钢绞线编码器见图4。

二、技术内容

1.千斤顶钢绞线编码器组成

千斤顶钢绞线编码器由编码器孔槽本体、压板和吊耳螺栓等3部分组成，外形长550mm×宽80mm×高105mm。每个编码器有21个孔槽，孔槽宽度19mm，高度40mm（钢绞线直径17.8mm）。

2.千斤顶钢绞线编码器概述

千斤顶钢绞线编码器主要用于钢绞线的铺设过程中，确定钢绞线的顺序位置，确保千斤顶正常运行。每台千斤顶有42根钢绞线，对应1台千斤顶配备2个编码器。铺设钢绞线的时候，确定好从编码器一端依次向另外一端的顺序开始铺设。1个编码器内钢绞线铺设完毕后，将压板盖好，两端采用吊耳螺栓拧紧固定。这样钢绞线不会从一个槽跑到另外一个槽里，不会导致铺设好后的钢绞线顺序打乱，确保穿引后的钢绞线正常使用，从而保证了项目装船的顺利进行。

3.千斤顶钢绞线编码器的优势

（1）提高了滑移装船作业的安全性。在使用钢绞线编码器之前的项目中，通常采用捆绑铁丝、缠绕胶带做记号的方式对钢绞线进行排序，存在着约2%～3%的错误率。考虑到1根钢绞线排序错误引起的连锁反应，项目施工使用的168根钢绞线要被切断10至12根，这不仅要耗费大量的时间，也会将装船作业安全系数从200%的理想值降低至185%。应用钢绞线编码器以后的10多个施工项目，实现了钢绞线排序准确率100%，保证了200%的施工安全系数，大大的提高了施工的安全性。（2）效益高。在施工钢绞线编码器以前，铺设钢绞线的工作需要2个船天，使用钢绞线编码器以后，仅需要1个船天，仅此一项便可为项目节省数百万的资金。（3）节省人力。以前1台千斤顶铺设钢绞线，需要4人完成，现在只需要2人即可完成。这样施工领队可以将人员重新配置，提高其他环节以及整体工作的效率。

三、创新性及推广前景

千斤顶钢绞线编码器的研制应用，改进了以前钢绞线的铺设施工工艺，钢绞线铺设的施工效率和准确率提高，完善了千斤顶在装船工程项目中的应用。以前采用细铁丝固定和胶带编号操作比较繁琐、耗费时间，固定好的钢绞线容易重叠、混乱。现在采用编码器，铺设好1根钢绞线只需要按顺序直接放入相应的孔槽中，盖住压板即可。编码器本身即是个刚性定位，确保其不会出现左右钢绞线相互重叠混乱的情况。千斤顶钢绞线编码器结构简单、操作使用方便，一次性投入可以长期重复使用，制作费用低。编码器本体体积小巧，单个编码器长度为550mm，重约12kg，1人即可方便地搬运使用和存储。千斤顶钢绞线编码器的研制使用在国内尚属首例，并且通过10多个装船项目使用，效果良好。每个钢绞线编码器重量约12kg，结构工艺简单，16个编码器总成本不到1万元，使用寿命预计可达10年。使用钢绞线编码器之前，钢绞线铺设工作要耗时2个以上的船天，使用编码器之后铺设钢绞线仅需要1个船天。每个船天内，驳船、施工作业部设备、场地起重设备、外租发电机和其他辅助设备的总成本至少在100万元以上，使用钢绞线编码器，每个项目将为公司节省150万～200万元的资金。由于公司业务正逐步向深水方向倾斜，更多的万吨级导管架和组块将会陆续建造完成，钢绞线编码器也将在更多的项目中得到使用。

四、结语

千斤顶钢绞线编码器的研制应用，改进了钢绞线铺设施工工艺。通过多个项目的应用，实践证明钢绞线编码器的使用节省了人力物力，提高了钢绞线铺设效率和准确率，经济效果良好，2013年已申请国家实用新型发明专利。

作者：古和亮 冯宇 李嘉 单位：海洋石油工程股份有限公司