一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)測儀，其中，該監(jiān)測系統(tǒng)中包括固定于回轉(zhuǎn)塔身上的重心檢測裝置，所述重心檢測裝置連接PLC控制裝置，PLC控制裝置連接報(bào)警裝置和狀態(tài)顯示裝置。所述重心檢測裝置包括四個應(yīng)變式傳感器，四個應(yīng)變式傳感器分別固定在回轉(zhuǎn)塔身上的四根主弦桿上。用于檢測四根主弦桿應(yīng)變的大小，根據(jù)測量的應(yīng)變依據(jù)靜平衡原理計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心位置。根據(jù)本實(shí)用新型，解決了現(xiàn)行頂升過程中主要靠操作人員主觀判斷并進(jìn)行頂升作業(yè)的不足，提高了塔機(jī)頂升作業(yè)的整體安全性。
【專利說明】一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)測儀，具體涉及塔式起重機(jī)的頂升配平作業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))是現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑的主要施工機(jī)械之一。隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，塔機(jī)由于其多種優(yōu)點(diǎn)向得到越來越廣泛的應(yīng)用，在建筑領(lǐng)域處于可替代的地位，發(fā)揮著越來越重要的作用。這此工程都對建筑塔式起重機(jī)的高度提出了越來越高的要求，這使塔身的接高不能依賴其它設(shè)備，必須能夠?qū)崿F(xiàn)自頂升架設(shè)，因此能夠進(jìn)行自頂升加節(jié)的自升式塔機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，我國所使用的自升式塔機(jī)大部分采用單側(cè)頂升加節(jié)。一個典型的頂升機(jī)構(gòu)由一個一面開口的套架、一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引進(jìn)裝置和一套安裝在套架上的頂升油缸系統(tǒng)組成。套架為一整體并有三面包裹住塔身。頂升作業(yè)時，首先，在開口的一面預(yù)先提升一個新的要安裝的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，然后吊起一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)將塔機(jī)配平，然后由頂升機(jī)構(gòu)中的頂升油缸將塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)頂起，使塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)頂起與塔身分離至能引入一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)塔機(jī)的頂升加節(jié)。
[0004]需要指出的是:頂升過程中頂升結(jié)構(gòu)與塔身完全分離，僅通過頂升油缸支承上部載荷，結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，因而頂升工況是塔機(jī)運(yùn)行過程中的最危險(xiǎn)工況之一。而頂升作業(yè)時對塔機(jī)的調(diào)配平衡將直接影響塔機(jī)頂升作業(yè)時的受力狀態(tài)，若塔機(jī)沒有調(diào)配平衡就進(jìn)行頂升作業(yè)將給塔機(jī)帶來安全隱患?，F(xiàn)行技術(shù)中對頂升配平的要求是:平衡臂對頂升橫梁的力矩與起重臂所吊重物對頂升橫梁的力矩的和與平衡臂對頂升橫梁的力矩大小相等，方向相反時整個塔機(jī)處于靜態(tài)平衡狀態(tài)。頂升配平的判定方法為:將套架頂升至下支座支腿剛剛脫離塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿時停止頂升，通過檢查下支座支腿與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿是否在一條垂直線上，以及頂升導(dǎo)輪與塔身主弦桿之間的間隙是否基本相同來檢驗(yàn)塔機(jī)是否平衡。
[0005]上述的塔機(jī)配平判定僅為定性判定，容易受人員因素影響。因此，急需開發(fā)一套塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)，來消除人員因素對頂升過程中塔機(jī)配平判定的影響，克服塔機(jī)頂升過程平衡定性判定不科學(xué)的問題，從而提高塔機(jī)頂升作業(yè)的安全性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)和監(jiān)測儀。本實(shí)用新型通過上部結(jié)構(gòu)重心檢測裝置檢測塔機(jī)上部結(jié)構(gòu):主要包括塔頂、起重臂、平衡臂的重心落點(diǎn)，并將檢測的重心落點(diǎn)與頂升橫梁的位置進(jìn)行對比，從而定量判定塔機(jī)是否調(diào)配平衡，同時根據(jù)狀態(tài)顯示裝置反饋的塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)，指導(dǎo)塔機(jī)頂升過程中調(diào)配平衡。
[0007]本實(shí)用新型的一方面，提供了一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)，包括:固定于回轉(zhuǎn)塔身上的重心檢測裝置，所述重心檢測裝置連接PLC控制裝置，PLC控制裝置連接報(bào)警裝置和狀態(tài)顯示裝置。
[0008]所述重心檢測裝置包括四個應(yīng)變式傳感器，四個應(yīng)變式傳感器分別固定在回轉(zhuǎn)塔身上的四根主弦桿上。用于檢測四根主弦桿應(yīng)變的大小，根據(jù)測量的應(yīng)變依據(jù)靜平衡原理計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心位置。
[0009]所述每一個應(yīng)變式傳感器包含有第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片，第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片的電阻阻值相等，第一應(yīng)變片與第二應(yīng)變片方向相互垂直，第一應(yīng)變片、第二應(yīng)變片分別連接到電橋電路相鄰兩個橋臂上。
[0010]所述四個應(yīng)變式傳感器通過膠接的方式分別對稱固定在回轉(zhuǎn)塔身的四根主弦桿上。
[0011]本實(shí)用新型的又一方面，提供一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)測儀，該塔機(jī)頂升配平監(jiān)測儀包括所述塔機(jī)頂升配平監(jiān)測系統(tǒng)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型，通過實(shí)時監(jiān)測塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)來指導(dǎo)塔機(jī)調(diào)配平衡，通過定量的塔機(jī)配平判定手段簡化配平過程，提升塔機(jī)配平準(zhǔn)確性?？朔F(xiàn)行頂升過程中主要靠操作人員主觀判斷的不足，從而提高塔機(jī)頂升作業(yè)的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型塔機(jī)結(jié)構(gòu)中的安裝位置示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型上部結(jié)構(gòu)的重心檢測裝置傳感器安裝示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型上部結(jié)構(gòu)的重心檢測裝置傳感器調(diào)理電路圖。
[0017]圖5為本實(shí)用新型的狀態(tài)顯示裝置顯示示意圖。
[0018]5—塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)、6—下支座、111 一主弦桿、12—應(yīng)變式傳感器、120—信號輸出端、121—第一應(yīng)變片、122—第二應(yīng)變片、131—測點(diǎn)一、132—測點(diǎn)二、133—測點(diǎn)三、134—測點(diǎn)四、135—頂升橫梁位置136—配平判定圓區(qū)域、137—塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)的重心落點(diǎn)測量位置。

【具體實(shí)施方式】
[0019]塔機(jī)頂升作業(yè)時調(diào)配平衡的目的是使得塔機(jī)處于靜平衡狀態(tài)。在塔機(jī)處于靜平衡狀態(tài)時，平衡臂對頂升橫梁的力矩與起重臂所吊重物對頂升橫梁的力矩的和、與平衡臂對頂升橫梁的力矩大小相等，方向相反。此時塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5重心的落點(diǎn)落在頂升橫梁位置上。因此，本實(shí)用新型采用檢測塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5重心的落點(diǎn)與頂升橫梁的相對位置關(guān)系的方式來判斷塔機(jī)是否配平，進(jìn)而指導(dǎo)塔機(jī)配平工作的進(jìn)行，以提高塔機(jī)頂升作業(yè)的安全性。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)以PLC控制裝置3為核心硬件，由重心檢測裝置1、狀態(tài)顯示裝置2、PLC控制裝置3及報(bào)警裝置4等部分組成。其中塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5的重心檢測裝置I利用應(yīng)變式傳感器12來采集塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)的信號，傳輸?shù)絇LC控制裝置3，并轉(zhuǎn)換成力信號，PLC控制裝置3根據(jù)靜力平衡原理，計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心位置，對比塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)與頂升橫梁的相對位置關(guān)系。塔機(jī)頂升配平時，司機(jī)根據(jù)反饋的塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5的重心落點(diǎn)測量位置137與配平判定圓區(qū)域136的相對位置，調(diào)整吊起的配平標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置，直至上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)測量位置落在配平判定圓區(qū)域136內(nèi)，完成塔機(jī)頂升配平。
[0021]如圖2、圖3所示，重心檢測裝置I由四個參數(shù)相同的應(yīng)變式傳感器12以及相應(yīng)的調(diào)理電路組成。四個應(yīng)變式傳感器12利用膠接方式(如粘膠劑、黏結(jié)劑)分別固定于回轉(zhuǎn)塔身11的四根主弦桿111上，用于檢測四根主弦桿111應(yīng)變的大小，并將測量的結(jié)果傳輸入PLC控制裝置3進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)測量的應(yīng)變計(jì)算主弦桿111對塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)的支撐力，在測量平面內(nèi)依據(jù)靜力平衡原理，計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心位置，并將計(jì)算結(jié)果通過狀態(tài)顯示裝置2反饋給塔機(jī)司機(jī)。
[0022]如圖4所示，四個應(yīng)變式傳感器12規(guī)格相同，每一個應(yīng)變式傳感器12均包含有兩個電阻值相同的第一應(yīng)變片121、第二應(yīng)變片122，并且第一應(yīng)變片121、第二應(yīng)變片122電阻網(wǎng)絡(luò)的方向相互垂直，將它們分別接到電橋電路相鄰兩個橋臂上。此時電橋的信號輸出端120是由兩個應(yīng)變片電阻改變的差值所造成的。這樣的接法的能夠使溫度效應(yīng)、電路噪聲以及引線電阻的變化等因素造成的測量誤差相互抵消。將四個應(yīng)變式傳感器12測量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC控制裝置3進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)靜平衡原理計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心位置。
[0023]如圖5所示，狀態(tài)顯示裝置2采用液晶顯示器，安裝在塔機(jī)司機(jī)室內(nèi)，用于向塔機(jī)司機(jī)實(shí)時反饋上述上部結(jié)構(gòu)重心檢測裝置11測量的上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)與頂升橫梁的相對位置關(guān)系，以指導(dǎo)塔機(jī)的頂升配平。狀態(tài)顯示裝置2顯示應(yīng)變式傳感器12的位置為測點(diǎn)一131、測點(diǎn)二 132、測點(diǎn)三133、測點(diǎn)四134，上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)測量位置137以及配平判定圓區(qū)域135，其中，配平判定圓區(qū)域136為設(shè)定的以頂升橫梁位置135為中心的圓區(qū)域。塔機(jī)頂升配平時，司機(jī)根據(jù)反饋的上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)測量位置137與配平判定圓區(qū)域136的相對位置調(diào)整吊起的配平標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的位置，直至塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)測量位置137落在配平判定圓區(qū)域136內(nèi)。其中配平判定圓區(qū)域136是以頂升橫梁與頂升油缸連接點(diǎn)為中心的圓形區(qū)域，具體的配平判定區(qū)域的為上部結(jié)構(gòu)重力引起的傾覆力矩不大于塔機(jī)抗傾覆力矩的百分之五時的落點(diǎn)范圍。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例中塔機(jī)頂升配平的監(jiān)測方法，包括以下步驟:步驟一:塔機(jī)進(jìn)行頂升加節(jié)，塔機(jī)進(jìn)入頂升配平流程；步驟二:吊起一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，調(diào)節(jié)小車位置至參考配平位置；步驟三:拆除下支座6的四個支腿與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的聯(lián)接螺栓；步驟四:檢查塔機(jī)扁擔(dān)梁是否卡在塔身踏步的凹槽里；步驟五:啟動頂升液壓系統(tǒng)，使套架頂升至下支座6的支腿剛剛脫離主弦桿111的位置時立即停止頂升；步驟六:重心檢測裝置I采集塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)重心落點(diǎn)的信息，將傳感器采集的信息傳輸?shù)絇LC控制裝置3進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5重心位置；步驟七:比較塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5的重心落點(diǎn)測量位置137與頂升橫梁的相對位置，判斷塔機(jī)是否調(diào)配平衡；步驟八:至塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5的重心落點(diǎn)測量位置137保持落在配平判定圓區(qū)域136后，操縱液壓頂升系統(tǒng)使套架下降，連接好下支座6的支腿與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的聯(lián)接螺栓，至此完成塔機(jī)的調(diào)配平衡。其中，步驟七和步驟八之間還包括以下步驟:通過狀態(tài)顯示裝置2向塔機(jī)司機(jī)實(shí)時反饋重心檢測裝置I測量的塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5重心落點(diǎn)位置與頂升橫梁的相對位置關(guān)系，如果測量的塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)5重心落點(diǎn)不在配平判定圓區(qū)域136內(nèi)，則調(diào)整吊起的配平標(biāo)準(zhǔn)節(jié)位置。
[0025]對應(yīng)上述監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)測方法，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)測儀，該監(jiān)測儀包括上述監(jiān)測系統(tǒng)。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡是在本實(shí)用新型和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)，包括固定于回轉(zhuǎn)塔身(11)上的重心檢測裝置(I)，其特征在于，所述重心檢測裝置(I)連接PLC控制裝置(3 )，PLC控制裝置(3 )連接和狀態(tài)顯示裝置(2)和報(bào)警裝置(4);重心檢測裝置(I)包括四個應(yīng)變式傳感器(12)，四個應(yīng)變式傳感器(12)分別固定在回轉(zhuǎn)塔身(11)上的四根主弦桿(111)上；每一個應(yīng)變式傳感器(12)包含有第一應(yīng)變片(121 )、第二應(yīng)變片(122)，第一應(yīng)變片(121 )、第二應(yīng)變片(122)的電阻阻值相等，第一應(yīng)變片(121)與第二應(yīng)變片(122)方向相互垂直，第一應(yīng)變片(121 )、第二應(yīng)變片(122)分別連接到電橋電路相鄰兩個橋臂上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述四個應(yīng)變式傳感器(12)通過膠接的方式分別對稱固定在回轉(zhuǎn)塔身(11)的四根主弦桿(111)上。
3.一種塔機(jī)頂升配平監(jiān)測儀，其特征在于，包括權(quán)利要求1至2任意一項(xiàng)所述的監(jiān)測系統(tǒng)。
【文檔編號】B66C13/48GK203938406SQ201420308016
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】李力, 顏勇, 史可朝 申請人:三峽大學(xué)