专利名称：一种重型建筑起重机智能预警外爬系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑机械领域，特别涉及一种重型建筑起重机智能预警外爬系统。
背景技术：
近年来，我国超高层建筑发展迅速。重型建筑起重机是超高层建筑的专用起重装备，近年来需求量不断攀升。随着建筑物高度的增加，重型建筑起重机应能实现自顶升，以达到施工高度的要求。外爬是指起重机在建筑物外部爬升，重型建筑起重机在外爬过程中必须使用外爬系统。外爬系统是建筑起重机的关键组成部分，许多建筑式起重机事故都是在顶升过程中发生的。目前，传统外爬系统主要由顶升套架、顶升油缸、顶升横梁组成。顶升套架主要由主弦杆、横腹杆、斜腹杆焊接而成，在套架的一侧安装顶升横梁和顶升油缸。套架和塔身之间安装有滚轮机构。传统外爬系统存在诸多不足:
(I)不能智能检测顶升时的配平状态，顶升套架可能承受较大的不平衡弯矩，易发生安全事故。(2)整体焊接式套架结构使运输空间不能充分利用，运输成本较高。(3)单油缸单侧顶升使套架受力不合理，安全性低，在重型建筑起重机上不适用。(4)滚轮与塔身接触面积小，未配平状态顶升时局部应力大，易发生卡阻。(5)顶升横梁卡槽突出在塔身截面之外，塔身在内爬和外爬工况时不能通用。
发明内容
本发明目的是:为克服上述背景技术中传统外爬系统的不足，提供一种安全可靠的重型建筑起重机外爬系统。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:提供了一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，能够对顶升套架所承受上部压力进行监控，保持顶升时的配平状态，包括:顶升套架7、两个顶升油缸8、顶升围框9 ；
所述顶升套架7包括:顶紧机构、主弦杆12、角钢横腹杆11、槽钢横腹杆14、斜腹杆13、两个顶升横梁15 ;主弦杆12、角钢横腹杆11、槽钢横腹杆14、斜腹杆13焊接成四组片式结构，使用时四组片式结构与两个顶升横梁15采用螺栓连接的方式组成顶升套架7 ;主弦杆12顶部设有销轴传感器21，并与回转下支座连接，可以实现顶升时的配平，减小套架不平衡载荷；
所述主弦杆12和槽钢横腹杆14内侧装有顶紧机构，顶紧机构包括:顶块17、顶紧螺栓19、防脱落螺栓18，顶块17放在槽钢横腹杆14内，一端与塔身接触，可以增大顶升套架7和塔身的接触面积，提高塔机工作安全性，另一端与顶紧螺栓接触，采用顶紧螺栓19可以调节顶块17的位置，实现顶升套架7与塔身的紧接触；
所述顶升横梁15的两端通过螺栓与主弦杆12下端连接，顶升横梁15的中心设有缸筒连接孔16 ;两顶升油缸8缸筒插入缸筒连接孔16，进一步通过法兰和螺栓分别与两顶升横梁15连接；顶升油缸8的活塞杆通过销轴与顶升围框9连接。所述四组片式结构中，两组片式结构由主弦杆12、角钢横腹杆11、斜腹杆13焊接而成，另外两组片式结构由角钢、槽钢横腹杆14、斜腹杆13焊接而成。所述所述顶升围框9由两个半框24组成，半框24之间用高强螺栓连接.。所述顶升围框9的两对边采用箱形截面，另外两边采用工字形截面；箱形截面上部安装双耳23，双耳23和顶升油缸8活塞杆通过销轴联接，箱形截面内部共安装四个爬爪，顶升时爬爪26卡在主弦杆12内部的踏步上，塔机顶升时可实现爬爪自动翻转。本发明的有益效果是:
(I)顶升套架与下支座采用销轴传感器联接，能够在顶升时对顶升套架所承受压力进行监控，实现顶升时的准确配平，使套架受力更加均衡，降低了塔机顶升时发生事故的可能性。(2)顶升套架与塔身之间采用滑块支撑，减小了顶升套架与塔身之间的间隙，增大了支撑的接触面积，提高了安全性能。(3)顶升套架采用四组片式结构通过螺栓联接而成，运输时可节省空间，减少运费。(4)采用整体式的围框结构，稳定性和刚性更可靠，顶升时爬爪可以自动翻转越过踏步，减少了塔机在顶升和降塔过程中的人为操作，提高了机构使用的便捷性。(5)两个顶升油缸均是垂直顶升，不产生水平分力，使外爬系统受力更合理。
图1为传统外爬系统示意图。图2为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(a)。图3为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(b)。图4为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(C)。图5为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(d)。图6为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(e)。图7为使用本发明的重型建筑起重机顶升示意图(f)。图8为本发明的一个实施例的重型建筑起重机外爬系统示意图。图9为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升套架示意图。图10为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升套架上的顶紧机构示意图
(a)。图11为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升套架上的顶紧机构示意图
(b)。图12为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升套架上的销轴传感器连接机构示意图。图13为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升围框示意图。图14为本发明的一个实施例的重型建筑起重机爬爪示意图。图15为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升配平控制系统。
图16为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升显示界面。附图标识:1-下支座I，2_主弦杆I，3_斜腹杆I，4_油缸I，5_顶升横梁I，
6-横腹杆I，7_顶升套架，8-顶升油缸，9-顶升围框，10-连接法兰，11-角钢横腹杆，12-主弦杆，13-斜腹杆，14-槽钢横腹杆，15-顶升横梁，16-缸筒连接孔，17-顶块，18-防脱落螺栓，19-顶紧螺栓，20-法兰板，21-销轴传感器，22-双耳I，23-双耳I，24-半框，25-爬爪销轴，26-爬爪。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。本发明一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，包括:顶升套架7、两个顶升油缸
8、顶升围框9 ；
所述顶升套架7包括:顶紧机构、主弦杆12、角钢横腹杆11、槽钢横腹杆14、斜腹杆13、两个顶升横梁15 ;主弦杆12、角钢横腹杆11、槽钢横腹杆14、斜腹杆13焊接成四组片式结构，使用时四组片式结构与两个顶升横梁15采用螺栓连接的方式组成顶升套架7 ;主弦杆12顶部设有销轴传感器21，并与回转下支座连接，可以实现顶升时的配平，减小套架不平衡载荷；
所述主弦杆12和槽钢横腹杆14内侧装有顶紧机构，顶紧机构包括:顶块17、顶紧螺栓19、防脱落螺栓18，顶块17放在槽钢横腹杆14内，一端与塔身接触，可以增大顶升套架7和塔身的接触面积，提高塔机工作安全性，另一端与顶紧螺栓接触，采用顶紧螺栓19可以调节顶块17的位置，实现顶升套架7与塔身的紧接触；
所述顶升横梁15的两端通过螺栓与主弦杆12下端连接，顶升横梁15的中心设有缸筒连接孔16 ;两顶升油缸8缸筒插入缸筒连接孔16，进一步通过法兰和螺栓分别与两顶升横梁15连接；顶升油缸8的活塞杆通过销轴与顶升围框9连接。所述四组片式结构中，两组片式结构由主弦杆12、角钢横腹杆11、斜腹杆13焊接而成，另外两组片式结构由角钢、槽钢横腹杆14、斜腹杆13焊接而成。所述所述顶升围框9由两个半框24组成，半框24之间用高强螺栓连接.。所述顶升围框9的两对边采用箱形截面，另外两边采用工字形截面；箱形截面上部安装双耳23，双耳23和顶升油缸8活塞杆通过销轴联接，箱形截面内部共安装四个爬爪，顶升时爬爪26卡在主弦杆12内部的踏步上，塔机顶升时可实现爬爪自动翻转。图2-7为使用本发明的外爬系统时，起重机顶升的示意图。外爬顶升过程共分为六步，可以实现安全、快捷的顶升，包括以下六步:
a.起重机停止工作，臂架回转到与塔身正方向成O度角，起重机预配平。顶升套架7与下支座联接，爬爪26悬在踏步以上，与踏步不干涉。b.起重机准备顶升，顶升油缸8伸长，爬爪26卡在踏步上。c.拧开塔身与下支座联接螺栓，顶升油缸8伸长，使引进标准节能够放入顶升套架7。比较司机前后方向销轴受力，当前侧两销轴压力大于后侧两销轴压力时，说明上车重心靠前，需向上调整臂架角度；反之，上车重心靠后，需向下调整臂架角度。d.引进小车运送标准节至套架内，顶升油缸8收缩使引进标准节与原有标准节配合。用螺栓连接好引进标准节和原有标准节，引进小车运行至顶升套架7外。
e.顶升油缸8再次收缩，使下支座与引进标准节配合。用螺栓联接好下支座和引进标准节。f.顶升油缸8缩回，爬爪26可自动翻转绕过踏步，回到初始状态a。图8为本发明的一个实施例的重型建筑起重机外爬系统示意图。该外爬系统主要由顶升套架7、顶升油缸8、顶升围框9三部分组成。顶升套架7和回转下支座之间通过销轴传感器21连接，可以实现顶升过程中的配平。顶升油缸8通过法兰安装在顶升套架7上，顶升油缸8和顶升围框9之间通过销轴联接。图9为本发明的一个实施例的重型建筑起重机顶升套架示意图。顶升套架7主要包括:四组片式结构、两个顶升横梁15，使用时采用螺栓连接的方式组成顶升套架7。具体包括:销轴传感器21及联接法兰10、角钢横腹杆11、主弦杆12、斜腹杆13、槽钢横腹杆14、顶升横梁15、顶紧机构，顶紧机构安装于主弦杆12和槽钢横腹杆14的内侧。图10、11为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的顶紧机构示意图。顶紧机构安装在主弦杆12和槽钢横腹杆16内侧，主要由顶块17、顶紧螺栓19、防脱落螺栓18组成。顶块17放在槽钢横腹杆16内，通过防脱落螺栓18可以使顶块17不脱离槽钢横腹杆16，工作时一端与塔身接触；另一端与顶紧螺栓接触，采用顶紧螺栓19可以调节顶块17的位置，实现顶升套架7与塔身的紧接触；每个顶紧螺栓安装两个螺母，其中一个焊接在槽钢横腹杆16内侧，另一个安装在槽钢横腹杆16外侧，通过调节顶紧螺栓，可以控制顶块和塔身的距离，达到顶紧目的。图12为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的销轴传感器连接机构示意图。主要由单耳和法兰板20、销轴传感器21、双耳22组成。使用这种联接方式可以实现顶升时的配平，减小套架受的不平衡载荷，提高顶升的安全性。图13为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的顶升围框示意图。围框结构由两个半框24组成，半框24之间采用高强螺栓联接，便于拆卸。围框的两对边采用箱形截面，另外两边采用工字形截面。箱形截面上部安装双耳23，双耳23和活塞杆通过销轴联接，箱形截面内部共安装四个爬爪。图14为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的爬爪自动翻转系统。爬爪安装在围框的箱形截面内，围框截面内两腹板之间安装爬爪销轴25，爬爪26安装在爬爪销轴25上，在爬爪尾部箱形围框对应位置上焊接爬爪垫块，爬爪头部卡在踏步上时，爬爪垫块可起支撑作用。图15为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的顶升配平控制系统。F1、F2、F3、F4为销轴传感器所受压力，力传感器将测得的力信号传递给控制器，控制器能在显示器上输出相应的信息。图16为本发明的一个实施例的重型建筑起重机的顶升显示界面。该界面可显示四个销轴传感器测得的力值、回转角度、俯仰角度、当前风速、力矩平衡百分比和信息提示，操作人员根据输出信息对起重机进行调整，达到配平目的。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，其特征在于，所述一种重型建筑起重机智能预警外爬系统包括:顶升套架(7)、两个顶升油缸(8)、顶升围框(9)； 所述顶升套架(7)包括:顶紧机构、主弦杆(12)、角钢横腹杆(11)、槽钢横腹杆(14)、斜腹杆(13)、两个顶升横梁(15);主弦杆(12)、角钢横腹杆(11)、槽钢横腹杆(14)、斜腹杆(13)焊接成四组片式结构，使用时四组片式结构与两个顶升横梁(15)采用螺栓连接的方式组成顶升套架(7);主弦杆(12)顶部设有销轴传感器(21 )，并与回转下支座连接；所述主弦杆(12)和槽钢横腹杆(14)内侧装有顶紧机构，顶紧机构包括:顶块(17)、顶紧螺栓(19)、防脱落螺栓(18)，顶块(17)放在槽钢横腹杆(14)内，一端与塔身接触，另一端与顶紧螺栓接触，顶紧螺栓(19)调节顶块(17)的位置，实现顶升套架(7)与塔身的紧接触；所述顶升横梁(15)的两端通过螺栓与主弦杆(12)下端连接，顶升横梁(15)的中心设有缸筒连接孔(16);两顶升油缸(8)缸筒插入缸筒连接孔(16)，进一步通过法兰和螺栓分别与两顶升横梁(15)连接；顶升油缸(8)的活塞杆通过销轴与顶升围框(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，其特征在于，所述四组片式结构中，两组片式结构由主弦杆(12)、角钢横腹杆(11)、斜腹杆(13)焊接而成，另外两组片式结构由角钢、槽钢横腹杆(14)、斜腹杆(13)焊接而成。
3.根据权利要求1所述的一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，其特征在于，所述所述顶升围框(9)由两个半框(24)组成，半框(24)之间用高强螺栓连接.。
4.根据权利要求1或3所述的一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，其特征在于，所述顶升围框(9)的两对边采用箱形截面，另外两边采用工字形截面；箱形截面上部安装双耳(23)，双耳(23)和顶升油缸(8)活塞杆通过销轴联接，箱形截面内部共安装四个爬爪，顶升时爬爪(26)卡在主弦杆(12)内部的踏步上。
全文摘要
本发明涉及建筑机械领域，公开了一种重型建筑起重机智能预警外爬系统，包括顶升套架、顶升油缸、顶升围框。本发明的顶升套架与下支座采用销轴传感器联接，能够在顶升时对顶升套架所承受压力进行实时监控，保持顶升时的配平状态，使套架受力更加均衡，降低塔机顶升时发生事故的可能性；顶升套架与塔身之间采用滑块支撑，减小了顶升套架与塔身之间的间隙，增大了支撑的接触面积，提高了安全性能；采用整体式的围框结构，稳定性和刚性更可靠；顶升时爬爪可以自动翻转越过踏步，减少了塔机在顶升和降塔过程中的人为操作，提高了机构使用的便捷性；两个顶升油缸均是垂直顶升，不产生水平分力，使外爬系统受力更合理。
文档编号B66C23/62GK103086282SQ201310023870
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者潘志毅, 曹旭阳, 白朝阳, 张兵, 王新, 李儒风, 杜伟平, 王春友, 梁宝一 申请人:大连理工大学, 大连益利亚工程机械有限公司