預應力智能張拉千斤頂位移傳感器結構改進研究

王 飛，聶世濤

（1.廣州市機電技師學院，廣東 廣州 510435；2.通號軌道車輛有限公司，湖南 長沙 410100）

在預應力張拉施工過程中，智能張拉千斤頂起著至關重要的作用[1-2]。千斤頂工作精度除了與千斤頂自身制造、校正精度有關[3-4]，還與配套傳感裝置有關。在千斤頂上安裝有高精度位移傳感器，實現(xiàn)監(jiān)測張拉伸長值的變化，并實時將數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)進行分析判斷，從而高精度地調控油泵電機，實現(xiàn)加載速度的精確控制。然而，即使位移傳感器和控制系統(tǒng)精度再高，如果位移傳感器不能實時準確地跟隨千斤頂活塞桿伸出或回退位移值，最后預應力張拉施工質量還是難以保證[5]。

目前，市場上預應力智能張拉千斤頂由于結構上的限制，普遍存在位移傳感器不能準確跟隨千斤頂活塞桿變化的情況，尤其是在千斤頂退回過程中。解決上述存在的問題，對提高預應力張拉施工質量具有很大的幫助作用。

1 預應力千斤頂位移傳感器結構改進設計

1.1 常規(guī)預應力千斤頂位移傳感器

目前，市場上普遍使用的智能張拉千斤頂位移傳感器安裝方式如圖1所示。在千斤頂工作過程中，位移傳感器會在托板的作用下隨活塞桿移動，活塞桿移動時會有軸向旋轉，因此托板與活塞桿之間就不能固定死，它們之間必須保證相對滑動。

當活塞桿伸出時頂著托板前移，當活塞桿后退時就必須依靠環(huán)槽板拖著托板后退，它們之間必須留有一定的間隙才能保證托板與活塞桿、環(huán)槽板之間不會卡住。但是留有空隙會導致活塞桿后退時不能實時帶動位移傳感器立即后退，需消除它們之間的間隙后才能帶動位移傳感器，這就導致監(jiān)測張拉伸長值的變化不準確，最終導致控制系統(tǒng)不能根據(jù)實際張拉實時控制。

1.2 預應力千斤頂位移傳感器結構改進

傳統(tǒng)位移傳感器尤其在活塞桿回退時存在位移傳感器不動的現(xiàn)象，其主要原因是托板與環(huán)槽板之間存在間隙，如果能保證托板在智能張拉千斤頂整個工作過程中始終與圖示中環(huán)槽板左面或者活塞桿右端面接觸，則此問題迎刃而解。例如通過拉伸彈簧拉住托板，保證托板與活塞桿右端面接觸；亦或通過壓縮彈簧始終頂著托板，保證托板與環(huán)槽板左面接觸。圖2、圖3是根據(jù)實際應用中存在的問題改進設計的一種帶自動復位裝置的位移傳感器。

根據(jù)圖2和圖3，改進后位移傳感器的工作原理如下：位移傳感器裝在內保護套管內部，活塞桿伸出帶動位移傳感器移動時，外保護套管是固定的，內保護套管移動，托板安裝在內保護套管上，彈簧在內保護套管內，彈簧一端與外保護套管端蓋連接，一端與內保護套管端蓋連接，內保護套管移動時就會對彈簧進行拉伸。在彈簧作用力下，托板的左面貼合在活塞桿的右端面上。當活塞桿退回時，托板在彈簧作用下左面依然緊貼在活塞桿的右端面，防止出現(xiàn)活塞桿移動而位移傳感器不動的現(xiàn)象。

2 對比分析

從改進前后的結構對比可以明顯看出，改進后帶自動復位裝置的位移傳感器能實時跟隨智能張拉千斤頂活塞桿伸出或回退位移值，其具有很高的可靠性，能消除活塞桿回縮時托板與之產生的間隙，確?；钊麠U回縮時位移傳感器及時監(jiān)測到位移值。同時結構緊湊，彈簧、保護套等都是微小部件，成本低廉、穩(wěn)定可靠、使用壽命長，對位移傳感器也能起到一定的整體保護作用。

3 結束語

通過對位移傳感器設計一套自動復位裝置，保證托板始終與智能張拉千斤頂活塞桿右端面接觸，就能消除位移傳感器在活塞桿回退時不移動的現(xiàn)象，保證了張拉施工質量，大大改善了智能張拉千斤頂?shù)墓δ芎托堋?/p>

［1］ 周文第.關于YDC穿心式千斤頂?shù)母倪M設計之我見［G］//第十一屆后張預應力學術交流會論文集，2011：380-381.

［2］ 陳一中，梁勇.預應力張拉用千斤頂?shù)恼Ｅc反校［J］.混凝土，2004（7）：79-80.

［3］ 張金泉.論預應力張拉用千斤頂?shù)恼Ｅc反校［J］.現(xiàn)代商貿工業(yè)，2009（3）：307-308.

［4］ 王勇，楊肖委，劉柱.智能張拉預應力系統(tǒng)設計［J］.建筑機械，2017，499（9）：70-72.

［5］ 惠小鋒.YCQ300B新型千斤頂張拉技術探討［J］.市政技術，2015（4）：167-170.