[发明专利]塔式起重机安全监控系统及具有其的塔式起重机

说明书

技术领域

本发明涉及塔式起重机监测领域，特别地，涉及一种塔式起重机安全监控系统及具有其的塔式起重机。

背景技术

塔式起重机是建筑工地的大型作业设备，其主要作用是在高楼建设中垂直输送建筑物料，随着建筑业的不断发展，高层建筑越来越多，塔式起重机的用量也越来越大，但伴随着的安全事故也时有发生，全国每年都有多起带有人身伤亡的重特大事故发生。从所有的事故原因分析结果来看，塔式起重机超载超限运行是一个不可忽视的原因。

然而，目前的塔式起重机所配置的起重量和工作力矩超载保护装置还存在一些问题，在用塔式起重机的采用的超重和超力矩安全保护装置大多还以机械方式为主，由于这两种超载保护装置都是机械式的，无实时显示功能，只有塔式起重机工作在超载状态时才会给出明显提示，而地面吊装人员和操作者无法准确知道起吊时塔式起重机的实际工况，一旦出现机械失灵、限位开关损坏或线路故障时，塔式起重机将工作在非常危险的状态下，如果地面吊装人员和操作者稍稍马虎，将会酿成大祸。

现在技术中，亦有些生产厂家推出了塔式起重机的安全监控系统，该系统一般可显示起重量、工作力矩、吊钩工作幅度、吊钩高度和回转角度等塔式起重机的主要运行工况参数，起重量大多是采用测量起升钢丝绳的拉力的方法来实现的，力矩值则是通过起重量与吊钩的工作幅度相乘来计算得到的，该装置除了能显示这些工况参数外，还能根据参数值的大小给塔式起重机的控制系统提供对应的控制信号，使系统能根据当前的载荷状态做出相应的控制策略，一旦起重量或工作力矩出现超载状况，装置将立即使塔式起重机的控制系统进入保护状态，同时给出明显的声光报警提示。这种载荷实时显示装置对塔式起重机的安全运行起到了积极的作用。如CN 104150381A公开了一种智能监控塔式起重机，其能实现对塔机的起吊高度、小车幅度、回转角度、起吊重量、工作力矩等参数进行监测，但其存在传感器设置复杂，譬如，需设置回转角度传感器、小车位移传感器、吊钩升降幅度传感器，因此，存在结构设置复杂、加装成本高的缺陷。

此外，现有的小车幅度和吊钩高度常用的检测方法就是在相对应的机构上安装一小型减速装置，该装置的输入轴与钢丝绳卷筒旋转轴连接，该减速装置的减速比选择原则就是让输出轴只在一圈内旋转，也就是过对于吊钩最大高度知道后，就知道在最大高度下卷筒旋转圈数进而得到小减速机的减速比，一般在该减速机输出端安装有凸轮，用于形成限位，如果加装上角度传感器就可检测吊钩高度；小车幅度的检测同理，通常我们称这小减速装置为多功能限位器，而回转角的检测是在塔机回转齿圈外安装一多功能限位器，其输入通过一小此轮与回转齿圈拟合来测量回转角的。且塔机有两个重要载荷参数，其一是起吊重量，对起吊重量的限制就是对起升传动系统的保护，比如钢丝绳、减速机和电机等，该参数大多是测量起吊钢丝绳拉力；而最为关键的载荷参数是塔机的工作力矩，对该参数的限制就是对塔机结构件的保护，一旦力矩过载，大多会对结构件造成破坏，这也许就造成了翻塔的重大伤亡事故，所以，塔机对力矩限制的重要程度远远大于对重量的限制，而目前大多的塔式起重机安全监控系统对力矩值都根据当前小车幅度值通过原来预存的起重量特性曲线查表得到或直接计算得到允许起吊重量的。

现行的塔式起重机安全监控系统基本技术大同小异，各种参数检测方式相似，但均存在以下共性的缺陷：

1、测量误差大，目前的塔式起重机安全监控系统通过检测钢丝绳卷筒的圈数来测量小车幅度或吊钩高度本身就不是一个可取的方法，因为卷筒的圈数不能精确代表放出或收回钢丝绳的长度，因为有钢丝绳所在卷筒层数关系，也有钢丝绳塌落度的关系，同时多功能限位器也就是一个大速比的减速机，该装置会产生较大的次轮间歇，再次给测量带来误差，作变换后，得到的输出角度进一步出现误差，经试验验证，小车幅度和吊钩高度的系统误差达到米级。

2、保护功能具有安全隐患，由于小车幅度参数的误差就会造成塔机力矩限制的误差。前述可知塔机的力矩限制是依据小车幅度值结合当前吊重来实现的，当小车幅度检测出现误差势必造成力矩保护的不准确，有一定的安全隐患。

3、安装复杂，成本高，塔机上，各个机构安装位置分散，且每个机构必须安装一台传感装置，线路长且分散，势必造成安装复杂，成本高。

发明内容

本发明提供了一种塔式起重机安全监控系统，以解决现有的塔式起重机参数监测不可靠、且安装复杂、结构分散的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：