專利名稱：預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿的電控報警裝置，屬旋挖鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
旋挖鉆機(jī)作為工程機(jī)械行業(yè)的新興產(chǎn)品，成為適合高鐵、高架、建筑基礎(chǔ)工程中成 孔作業(yè)最理想的施工機(jī)械。該設(shè)備具有高效率、高質(zhì)量、環(huán)保等特點(diǎn)，是發(fā)展最快的樁工機(jī) 械產(chǎn)品。旋挖鉆機(jī)在鉆孔過程中，需要頻繁的下放鉆桿、鉆進(jìn)、取土、提升鉆桿、回轉(zhuǎn)卸土、回 轉(zhuǎn)對孔，再次下放鉆桿，如此多次往復(fù)循環(huán)。由于旋挖鉆機(jī)鉆孔深度較深(一般40-100米左 右)，大多選用3到6節(jié)的伸縮式鉆桿，鉆機(jī)工作時先放下最外面的鉆桿即先下第一節(jié)鉆桿， 放下第一節(jié)后在重力的作用下拉下第二節(jié)鉆桿……直到鉆斗落到孔底，開始鉆進(jìn)取土，取 土完畢開始上升，上升時也是從最后落下的一節(jié)開始提起，提升到位后，該鉆桿底部有一個 臺階再帶動提起外層的一節(jié)鉆桿……直至將鉆斗提到孔外，回轉(zhuǎn)卸土，再回轉(zhuǎn)對孔，開始下 一個循環(huán)操作。由于鉆桿的節(jié)數(shù)較多(每節(jié)鉆桿15米左右、重約2噸)，鉆機(jī)在提升過程中 可能因為鉆桿的變形、夾石子，特別是機(jī)鎖鉆桿不能很好地解鎖等原因，造成里層鉆桿在沒 有提到位的情況下，內(nèi)外層鉆桿相互卡住，內(nèi)層鉆桿就帶著外層鉆桿一起提升，俗稱為“掛 鉆桿”的現(xiàn)象。由于鉆機(jī)工作時鉆桿深入樁基孔中，操作者很難發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)“掛鉆桿”征 兆，在這種情況下鉆桿被提升到一定的高度后，因機(jī)器振動等原因，“掛鉆桿”的狀態(tài)一旦解 除，不正常提升起來的鉆桿會自由落下，數(shù)噸的重量會從數(shù)米甚至十幾米的高度自由落體。 其巨大的沖擊力最終將作用在動力頭上，使動力頭造成無法修復(fù)的毀壞。這種狀態(tài)俗稱為 “摔鉆桿”。為減小“摔鉆桿”后的沖擊破壞，已有的技術(shù)也采取了不少措施，例如在動力頭 上部安裝緩沖彈簧、阻尼器和橡膠緩沖墊，雖然減小了“摔鉆桿”產(chǎn)生的沖擊力和破壞后果， 但不能從根本上預(yù)防“摔鉆桿”事故的發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容
為了避免旋挖鉆機(jī)發(fā)生“摔鉆桿”現(xiàn)象，本發(fā)明提供一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿的電 控報警裝置，該裝置能在出現(xiàn)事故征兆時發(fā)出報警信號，提醒操作者及時處理機(jī)械故障。
本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝 置，包括挖鉆機(jī)的控制器，與控制器連接安裝在臂頭上檢測鉆桿深度的深度傳感器，與控制 器連接的顯示器，在旋挖鉆機(jī)桅桿的臂頭兩個滑輪之間吊裝鉆桿的鋼絲繩上安裝有稱重傳 感器，稱重傳感器與控制器連接，將實(shí)時檢測的鉆桿在提升工作過程中的重量變化信號傳 輸給控制器中進(jìn)行分析處理后，顯示鉆機(jī)是否出現(xiàn)掛鉆桿的提示信息。
工作原理是在旋挖鉆機(jī)臂頭上安裝稱重傳感器，實(shí)時測量鉆桿的重量的變化，在 臂頭上安裝深度檢測傳感器檢測鉆桿深度，并將鉆桿深度和重量聯(lián)系起來，根據(jù)鉆斗在鉆 孔中位置(深度)不同進(jìn)行和預(yù)定重量值比較，當(dāng)比較值超過一定范圍時，發(fā)出報警信息。
本發(fā)明的有益效果是該裝置在原有的基礎(chǔ)上僅增加了一只稱重傳感器接到控制 器，通過控制器軟件編程設(shè)置就能方便的將鉆桿提升過程中重量的變化值與鉆桿深度變化值進(jìn)行綜合分析判斷，從而判定鉆機(jī)是否出現(xiàn)“掛鉆桿”，并能及時通過顯示器和報警器發(fā) 出信息，提醒操作者及時處理機(jī)械故障，預(yù)防“摔鉆桿”情況發(fā)生。使操作更加安全、方便、 快捷，具有簡單、實(shí)用、可靠、成本低、便于維護(hù)等特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明電路原理框圖；圖2是本發(fā)明涉及的相關(guān)元件位置安裝示意圖。
圖中1、鋼絲繩，2、稱重傳感器，3、鉆斗重量檢測裝置，4、深度傳感器，5、鉆桿，6、 動力頭，7、鉆頭。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置，包括旋挖鉆機(jī)的控 制器，與控制器連接的深度傳感器，與控制器連接的顯示器和與控制器連接的稱重傳感器。 控制器與顯示器采用CANBUS總線連接。
如圖2所示，稱重傳感器2安裝在旋挖鉆機(jī)桅桿的臂頭兩個滑輪之間吊裝鉆桿5 的鋼絲繩1上，用于實(shí)時檢測采集鉆桿在提升工作過程中的重量變化信號傳輸給控制器； 深度傳感器4安裝在臂頭上，深度傳感器4采用接近開關(guān)；用于檢測鉆桿5的深度。在臂頭 上還安裝有鉆斗重量檢測裝置3。
控制器采用PLC可編程控制器，內(nèi)存控制軟件。在控制器的控制軟件設(shè)計時，在檢 測到鉆機(jī)開始上升時，將鉆斗的總重量清零，這樣就只需檢測每次有重量變化值的深度時 刻與應(yīng)該在(設(shè)定的)的深度范圍內(nèi)重量應(yīng)該有變化的數(shù)值進(jìn)行比較即可。一般鉆機(jī)都配備 有不同節(jié)數(shù)的鉆桿5，鉆桿5在提升時，如果鉆桿在同一節(jié)長度范圍內(nèi)上升時，其總重量值 基本不變，當(dāng)該節(jié)鉆桿全部提起后再提起另一節(jié)鉆桿時(鉆桿底部有一個臺階)，重量將發(fā) 生較大的變化(加上另一節(jié)鉆桿重量)，那么只要將鉆斗在特定深度范圍內(nèi)重量才有變化的 值提前預(yù)設(shè)到控制器中。由于每節(jié)鉆桿很重，所以就很容易與鉆頭掛孔壁區(qū)分(掛壁時重量 變化較小)，這樣當(dāng)控制器檢測到重量變化且超過此時深度所對應(yīng)的重量所允許的變化量 時，控制器將發(fā)出信號并通過顯示器報警，也就是提前預(yù)報了掛鉆桿現(xiàn)象的發(fā)生，提醒操作 者注意，從而達(dá)到預(yù)防摔鉆桿事故的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置，包括旋挖鉆機(jī)的控制器，與控制器(1)連接安裝在臂頭上檢測鉆桿深度的深度傳感器(2)，與控制器連接的顯示器(4)，其特 征在于在旋挖鉆機(jī)桅桿的臂頭兩個滑輪之間吊裝鉆桿的鋼絲繩(1)上安裝有稱重傳感器(2)，稱重傳感器(2)與控制器連接，將實(shí)時檢測的鉆桿在提升工作過程中的重量變化信號 傳輸給控制器中進(jìn)行分析處理后，顯示鉆機(jī)是否出現(xiàn)掛鉆桿的提示信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置，其特征在于測 深傳感器采用接近開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置，其特征在于控 制器與顯示器采用CANBUS總線連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)防旋挖鉆機(jī)摔鉆桿事故的電控報警裝置，屬旋挖鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。包括旋挖鉆機(jī)的控制器，與控制器連接安裝在臂頭上檢測鉆桿深度的深度傳感器，與控制器連接的顯示器，在旋挖鉆機(jī)桅桿的臂頭兩個滑輪之間吊裝鉆桿的鋼絲繩上安裝有稱重傳感器，稱重傳感器與控制器連接，將實(shí)時檢測的鉆桿在提升工作過程中的重量變化信號傳輸給控制器中進(jìn)行分析處理后，顯示鉆機(jī)是否出現(xiàn)掛鉆桿的提示信息。有益效果是該裝置在原有的基礎(chǔ)上增加一只稱重傳感器接到控制器，預(yù)防“摔鉆桿”情況發(fā)生。使操作更加安全、方便、快捷，具有簡單、實(shí)用、可靠、成本低、便于維護(hù)等特點(diǎn)。
文檔編號G08B21/00GK102044129SQ20111000513
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者孫文, 孟晴, 王從明, 董梅, 陳志 申請人:徐州博匯東明機(jī)械制造有限公司