一种具有无线监测功能的新型液压螺母在冷轧产线上的应用

一种具有无线监测功能的新型液压螺母在冷轧产线上的应用

刘逸超

襄阳博亚精工装备股份有限公司武汉分公司  湖北省武汉市  430200

摘要：液压螺母被广泛应用于冶金行业剪切设备（例如圆盘剪碎边剪）刀具的锁紧。其锁紧状态的好坏关系到整条连续生产线的生产效率。本文主要介绍一种可实时监测锁紧状态的新型液压螺母以及其在冷轧生产线上的应用。

关键字：液压螺母；实时监测；无线传输；

1.液压螺母的工作原理：

液压螺母为冶金行业常见的锁紧件（见图1），其工作原理是利用液压油缸直接对螺栓施加外力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓拉长后旋紧液压螺母上的锁圈，这样螺栓就会被锁圈锁止在拉长的位置上。

2.液压螺母的应用场景：

液压螺母被广泛用于冶金行业剪切设备的液压锁紧（如图2所示为博亚公司生产的圆盘剪设备）,因其具有紧固力强、不易松动、结构紧凑、操作快速方便等优点，是一种先进的螺栓紧固装配方法。

   图1            图2

3.无线液压螺母监测系统的组成：

整个监测系统包含带有无线信号发送功能的液压螺母（一个或多个，最大支持8个无线液压螺母同时在线监测），一套无线信号接收终端盒。

无线液压螺母本体上安装有一个压强传感器和一块无线信号发射模块。无线信号接收盒内部安装有信号接收板和接收天线。压强传感器实时采集螺母内部压强值，通过无线发射模块将螺母内部压强值传送给接收盒里的接收模块，接收模块收到压强值信息后通过RS485接口将信息传送给PLC或上位机系统，通过观测螺母内部压强值的变化来判断螺母是否锁紧正常，从而实现对整个系统的监控。无线液压螺母和信号接收盒实物见图3，图4.

               图3                                         图4                   

4.无线液压螺母相较传统液压螺母的优势：

液压螺母的锁紧状态好坏将关系到一条冶金生产线能否正常运行。目前钢铁厂常规做法是在每半年一次的大检修中检查一遍螺母锁紧状态，设备大检时生产线需要停运，并且由操作工人挨个检查螺母的锁紧状态，工人的工作量很大。无线液压螺母能很好地反映螺母的锁紧状况，降低操作人员工作强度。

本设计旨在通过在螺母内部安装无线信号发送模块，将液压螺母运行中的锁紧压力值传输给外置的接收模块，再由接收模块将信息通过Modbus通信的方式传输给后台监控系统，从而完成对整条生产线液压螺母运行状态的监控。该新型螺母能够实时准确的反映出当前螺母的运行状况，使现场人员能及时发现问题并处理，有效的降低因液压螺母出现问题而导致出现事故的概率，提高生产效率。

5.产品实际应用：

目前我司设计生产的无线液压螺母已在宁波宝新不锈有限公司横切线机组圆盘剪设备上得到了应用，现场监测液压螺母运行状况稳定，性能得到了客户的认可。见图5，图6。

                        图5                                    图6

参考文献：

【1】2.4GHz IEEE 802.15.4 和ZigBee®应用的CC253X 片上系统解决方案.  http://www.zigbee-sh.cn/

【2】A True System-on-Chip Solution for 2.4-GHz IEEE 802.15.4 and ZigBee Applications.www.ti.com;

【3】Small Size 2.4 GHz PCB antenna.www.ti.com;

【4】Johanson Technology Inc. Highly temperature-stable Impedance Matched RF Front End Differential Balun-Low Pass Filter Integrated Ceramic Component.—— For the Texas Instruments’ CC253X, CC254X, CC257X, CC853X and CC852X Family of Chipsets.http://www.johnsontechnology.com

【5】基于CC2530的ZigBee射频收发模块设计. 云南民族大学学报：自然科学版，2012，21（6）：452~456 作者：刘辉；