[发明专利]一种塔式起重机塔身损伤的判断方法

说明书

一种塔式起重机塔身损伤的判断方法，通过建立塔机塔身顶端端点轨迹的数学模型，利用塔身回转一周后的塔身顶端端点轨迹坐标值(x,y)对模型参数进行求解，根据主频函数中各参数的取值进行损伤的判断：频率的取值范围确定塔身是否存在损伤，振幅的取值范围确定塔身的损伤类型，并根据塔身顶端轨迹外接矩形的面积值进行损伤程度的判断。本发明所述的方法简单易行，能够快速有效进行塔身损伤类型及损伤程度的判断。

技术领域

本发明涉及一种塔式起重机塔身损伤的判断方法，属于建筑机械损伤检测的技术领域。

技术背景

塔式起重机，以下简称塔机，作为一种大型起重运输机械，因其安装拆卸方便、工作空间大、工作效率高、起升高度高等诸多优点在建筑行业得到广泛的运用。但是由于结构疲劳损伤、塔身主肢断裂、塔身螺栓松动等原因造成的事故时有发生。为保证塔机的安全运行，对塔身损伤检测的实效性、准确性和可靠性提出了新的要求。由于塔身本身结构的复杂性，现有的塔身损伤检测，大多依靠的人的定期排查。该方法存在一定的局限性：一是人为排查费时费力，且难免存在疏忽；二是由于塔机较高，排查操作危险性大，难以保证排查人员的人身安全。因此，迫切需要找到一种方便快捷的方法实现对塔身状态的快速检测，及时排除隐患，保证塔机的安全运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种塔式起重机塔身损伤的判断方法，解决了现有技术中塔身损伤检测实效性弱、准确率低、可靠性差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种塔式起重机塔身损伤的判断方法，包括如下步骤：

步骤1.提取塔机塔身在静坐标系内绕回转台回转360°后，所述塔身顶端端点在动坐标系内的轨迹坐标数据P＝(x_i,y_i)，并按照所述轨迹坐标数据P在动坐标系内绘制数据P的坐标轨迹；

所述的静坐标系其原点O’为塔机塔身在地面固定截面的中心点，坐标轴x’正方向为地面北向，坐标轴y’正方向为地面西向，坐标轴z’正方向为垂直于地面向上；

所述的动坐标系其原点O为塔机塔身顶端端点回转支承平面与过原点O’且垂直于地面的直线的交点，坐标轴x正方向为起重臂轴线远离塔身方向，幅度增大方向；坐标轴y为垂直于起重臂轴线，坐标轴z正方向为垂直于地面向上，且与x、z轴符合右手螺旋法则，原点O与原点O’的连线永远垂直于地面；

所述的轨迹坐标数据P＝(x_i,y_i)为塔机塔身顶端端点在动坐标系的oxy平面内的投影坐标数据，塔机塔身回转角度的变化在oxy平面内表现为坐标的变化，x_i,y_i为轨迹点在oxy平面内沿x方向和沿y方向的坐标值,i为轨迹点的序列号,i＝1,2…n；

步骤2.将所述坐标轨迹绘制外接矩形，并计算所述外接矩形面积S；

步骤3.将坐标轨迹分别沿动坐标系的x方向，得到归一化后的模型数据x′_i；或，将坐标轨迹分别沿动坐标系的y方向，得到归一化后的模型数据y′_i；

步骤4.基于时间序列对归一化后的模型数据进行正弦N次和函数拟合,计算模型数据参数取值：

所述的正弦N次和函数拟合公式为：

或，

公式(III)、(IV)中,a_i，b_i，c_i分别为正弦函数的振幅、频率和初始相位角；t为时间，单位是秒；

步骤5.确定主频函数，提取主频函数的振幅a_i和频率b_i；频率最大的正弦函数为主频函数；