[发明专利]塔式起重机及其防倾覆控制方法

说明书

本发明涉及起重机械领域，公开了一种塔式起重机及其防倾覆控制方法，所述塔式起重机包括安装于平衡臂(22)的自卸平衡重(31)，该自卸平衡重形成有用于容纳固体颗粒或液态流体(31a)的第一腔体，并连接有输入或排出所述固体颗粒或液态流体的输送机构，在吊挂组件(4)突发卸载的情况下，所述自卸平衡重至少被控制为释放容纳于第一腔体内的固体颗粒或液态流体。该塔式起重机可以在发生断绳等突发卸载的情况下通过使得自卸平衡重释放匹配于负载力矩的重量而抑制吊臂因承受的瞬时载荷剧烈变化导致的上扬运动，从而减小或避免对塔身的弯矩冲击，有效降低了发生倾覆事故的风险；通过在吊运过程中调整自卸平衡重的重量而始终保持最佳的抗倾覆状态。

技术领域

本发明涉及起重机械，具体地涉及一种塔式起重机。此外，本发明还涉及一种塔式起重机的防倾覆控制方法。

背景技术

在工业生产和施工建设中，常常需要利用各类起重机在一定范围内垂直提升和水平搬运重物。例如，塔式起重机(也称为“塔机”)具有高耸的塔身，被广泛应用于房屋建筑施工、桥梁、风电、港口码头、核电厂等施工建设中。随着施工项目的大型化、模块化和集约化发展趋势，对塔式起重机也提出了超大型化发展要求。超大塔机具有作业高度高、吊载重量大、作业幅度长等特点，相比普通塔机造价高且体积庞大，因而会显著增加因倾覆事故造成的财产损失及二次损害。

对此，传统塔机一般通过增强塔身整体及局部结构强度或调整质量分布等方式来达到改善塔机抗倾覆性能的目的，其他类型的起重机也通过类似的技术手段改善抗倾覆性能。

然而，随着吊载重量的增大，这种方式难以满足超大型起重机的抗倾覆性能的要求，特别是在吊挂负载的钢丝绳断裂等突然卸载的情况下，吊臂承受的瞬时载荷发生剧烈变化，将对安装吊臂的安装基础(如塔机的塔身)产生巨大的弯矩冲击，单纯地依靠增强结构强度和调整质量分布很难避免起重机发生倾覆事故。例如，可以在塔机抗倾覆设计中采用准静态法，利用突然卸载动载系数对塔身稳定性及抗倾覆性能进行校核计算，然后通过改善塔机结构强度及质量分布情况，实现塔机的突然卸载抗倾覆性能设计。但是，由于材料强度的限制、超大荷重的吊运需求以及对设计冗余和结构尺寸的要求，上述方式难以满足超大型起重机的设计要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的起重机在突发卸载的情况下容易发生倾覆事故和超大型起重机难以满足设计要求的问题，提供一种塔式起重机，该塔式起重机能够在突发卸载的情况下有效减小因吊臂承受的瞬时载荷剧烈变化导致的弯矩冲击，从而降低倾覆事故发生的风险，并有利于满足超大型起重机的设计要求。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种塔式起重机，包括塔身、分别向该塔身的两侧延伸的起重臂和平衡臂以及连接至所述起重臂以能够吊运负载的吊挂组件，所述平衡臂安装有自卸平衡重，该自卸平衡重形成有用于容纳固体颗粒或液态流体的第一腔体，并连接有能够向该第一腔体内输入所述固体颗粒或液态流体或将该第一腔体内的所述固体颗粒或液态流体向外排出的输送机构，在所述吊挂组件突发卸载的情况下，所述自卸平衡重被控制为至少释放容纳于所述第一腔体内的所述固体颗粒或液态流体。

优选地，所述平衡臂还安装有固定平衡重，该固定平衡重形成有通过所述输送机构连通至所述第一腔体的第二腔体，以允许所述输送机构在该第一腔体和第二腔体之间输送固体颗粒或液态流体。

优选地，所述固定平衡重布置于所述自卸平衡重的上方，所述输送机构包括分别连接于所述第一腔体和第二腔体之间的连接管和输送装置，所述连接管的连通路径上设有阀门并在该阀门处于打开状态下允许所述固体颗粒或液态流体从所述第二腔体通过所述连接管落至所述第一腔体中，所述输送装置设置为能够将所述固体颗粒或液态流体从所述第一腔体输送至所述第二腔体中。

优选地，所述输送机构设置为根据被吊运的所述负载产生的负载力矩而向所述第一腔体内输入所述固体颗粒或液态流体或将该第一腔体内的所述固体颗粒或液态流体向外排出。