[发明专利]一种塔机顶升配平监控系统、监测方法和监测仪

说明书

技术领域

本发明一种塔机顶升配平监控系统、监控方法和监测仪，具体涉及塔式起重机的顶升配平作业技术领域。

背景技术

塔式起重机（以下简称塔机）是现代工业与民用建筑的主要施工机械之一。随着建筑业的迅猛发展，塔机由于其多种优点向得到越来越广泛的应用，在建筑领域处于可替代的地位，发挥着越来越重要的作用。这此工程都对建筑塔式起重机的高度提出了越来越高的要求，这使塔身的接高不能依赖其它设备，必须能够实现自顶升架设，因此能够进行自顶升加节的自升式塔机得到了广泛的应用。

目前，我国所使用的自升式塔机大部分采用单侧顶升加节。一个典型的顶升机构由一个一面开口的套架、一个标准节引进装置和一套安装在套架上的顶升油缸系统组成。套架为一整体并有三面包裹住塔身。顶升作业时，首先，在开口的一面预先提升一个新的要安装的标准节，然后吊起一节标准节将塔机配平，然后由顶升机构中的顶升油缸将塔机上部结构顶起，使塔机上部结构顶起与塔身分离至能引入一个标准节，从而实现塔机的顶升加节。

需要指出的是：顶升过程中顶升结构与塔身完全分离，仅通过顶升油缸支承上部载荷，结构极不稳定，因而顶升工况是塔机运行过程中的最危险工况之一。而顶升作业时对塔机的调配平衡将直接影响塔机顶升作业时的受力状态，若塔机没有调配平衡就进行顶升作业将给塔机带来安全隐患。现行技术中对顶升配平的要求是：平衡臂对顶升横梁的力矩与起重臂所吊重物对顶升横梁的力矩的和与平衡臂对顶升横梁的力矩大小相等，方向相反时整个塔机处于静态平衡状态。顶升配平的判定方法为：将套架顶升至下支座支腿刚刚脱离塔身标准节主弦杆时停止顶升，通过检查下支座支腿与标准节主弦杆是否在一条垂直线上，以及顶升导轮与塔身主弦杆之间的间隙是否基本相同来检验塔机是否平衡。

上述的塔机配平判定仅为定性判定，容易受人员因素影响。因此，急需开发一套塔机顶升配平监控系统，来消除人员因素对顶升过程中塔机配平判定的影响，克服塔机顶升过程平衡定性判定不科学的问题，从而提高塔机顶升作业的安全性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种塔机顶升配平监控系统、监测方法和监测仪。本发明通过上部结构重心检测装置检测塔机上部结构：主要包括塔顶、起重臂、平衡臂的重心落点，并将检测的重心落点与顶升横梁的位置进行对比，从而定量判定塔机是否调配平衡，同时根据状态显示装置反馈的塔机上部结构重心落点，指导塔机顶升过程中调配平衡。

本发明的一方面，提供了一种塔机顶升配平监控系统，包括：固定于回转塔身上的重心检测装置，所述重心检测装置连接PLC控制装置，PLC控制装置连接报警装置和状态显示装置。

所述重心检测装置包括四个应变式传感器，四个应变式传感器分别固定在回转塔身上的四根主弦杆上。用于检测四根主弦杆应变的大小，根据测量的应变依据静平衡原理计算塔机上部结构重心位置。

所述每一个应变式传感器包含有第一应变片、第二应变片，第一应变片、第二应变片的电阻阻值相等，第一应变片与第二应变片方向相互垂直，第一应变片、第二应变片分别连接到电桥电路相邻两个桥臂上。

所述状态显示装置包括显示重心检测装置测量的塔机上部结构重心落点测量位置和以顶升横梁位置为中心的配平判定圆区域，并安装在塔机司机室内。其中配平判定圆区域是以顶升横梁与顶升油缸连接点为中心的圆形区域，具体的配平判定区域的为上部结构重力引起的倾覆力矩不大于塔机抗倾覆力矩的百分之五时的落点范围。

所述PLC控制装置根据四个应变式传感器的应变量大小，计算出塔机上部结构的重心位置。

所述四个应变式传感器通过胶接的方式分别对称固定在回转塔身的四根主弦杆上。

本发明的另一个方面，提供一种塔机顶升配平的检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：塔机进行顶升加节，塔机进入顶升配平流程；

步骤二：吊起一节标准节，调节小车位置至参考配平位置；

步骤三：拆除下支座6的四个支腿与标准节的联接螺栓；

步骤四：检查塔机扁担梁是否卡在塔身踏步的凹槽里；

步骤五：启动顶升液压系统，使套架顶升至下支座的支腿刚刚脱离主弦杆的位置时立即停止顶升；

步骤六：重心检测装置采集塔机上部结构重心落点的信息，将传感器采集的信息传输到PLC控制装置进行运算处理，计算塔机上部结构重心位置；

步骤七：比较塔机上部结构的重心落点测量位置与顶升横梁的相对位置，判断塔机是否调配平衡；