一种塔机调平衡的方法及装置与流程

本发明涉及一种塔机调平衡的方法及装置，属于建筑机械安全的技术领域。

背景技术：

塔式起重机(以下简称塔机)由于塔机本身结构复杂，除了承受自重和工作载荷以外，还要承受冲击载荷以及惯性力的作用，另外，塔机在使用过程中存在司机安装操作违规等现象，导致塔机事故频频发生，给人的生命财产带来巨大损失。

在众多塔机安全事故中，发生在安装拆卸过程中的概率达到了接近50％，而此过程中塔机的平衡状态至关重要，是安全安装拆卸作业的保障，故急需一种塔机调平衡的方法及装置来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种塔机调平衡的方法。

本发明还提供一种实现上述方法的塔机调平衡装置。本发明解决了当前实际工作中调平衡基本靠工作经验判断的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明需解决的技术问题是提供一种塔机调平衡的方法，包括如下步骤：

1)建立塔机平衡模型：

a.建立模型坐标系：

以O为坐标系原点，其中O为塔身回转平面与塔身中心垂线的交点，所述塔身回转平面为塔身回转支承回转平面，所述的塔身中心垂线为与垂直于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线，坐标轴x正方向为塔机起重臂在平行于地面时，远离塔身方向，坐标轴z正方向为垂直于地面向上，坐标轴y正方向为垂直于塔机起重臂轴线方向且与x、z轴符合右手螺旋法则；

b.确定塔机空载中心点：

利用倾角测量装置测量塔机塔身中心线顶端倾角，将倾角测量装置安装在塔机安全状态下的回转塔身任一主肢或与塔身轴心线存在平行度要求的结构上，塔机空载时回转任意角度范围后，采集塔机塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_kxi,θ_kyi)(i＝1，2，…n)，得，空载中心点1坐标为本发明中所使用的倾角测量装置属于现有技术，此处优选2种市面常用的倾角测量装置：体摆电容式倾角传感器、加速度倾角传感器。所述的倾角测量装置的零点均是出厂前设置的；

倾角测量装置的零点2坐标为(θ_ld,θ_ld)；

过空载中心点1和零点2的直线为AB；

在模型坐标系xyz中，塔机调平衡模型为：

由两条相互平行的直线和两条相对的圆弧线所围城的封闭区域，为平衡区域；

所述两条相互平行的直线均平行于所述直线AB，且每条直线与所述直线AB之间的距离为D,以零点2为圆心，以R为半径绘制圆弧分别与所述两条直线相交；

上述D、R的确定是通过试验和数据统计获取的：

选取大、中、小型塔机各m台，安装倾角测量装置，分别记录其安全调平衡过程塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_axi,θ_ayi)(i＝1，2，…n)，找出每个塔机安全调平衡结束时记录数据坐标点的最小外接矩形边长laxj，(j＝1，2，3…m)，该数据坐标点距零点2的最大距离layj，(j＝1，2，3…m)；取laxj最大值为D，取layj为R；

2)将调平衡过程中的实时获取的倾角点与塔机调平衡模型相比较，根据比较结果判断塔机是否平衡：

当实时获取的倾角点在平衡区域内部时，则判断塔机已平衡；

当实时获取的倾角点在平衡区域外部时，则判断塔机不平衡，继续调整直至平衡。

一种实现上述方法的塔机调平衡装置，包括主控制器，分别与主控制器相连的倾角测量装置、显示记录报警装置和远程传输单元；

所述主控制器用于实时采集塔机实时倾角值，并判断塔机是否平衡：

所述倾角测量装置用于实时采集塔机实时倾角值；

所述显示记录报警装置用于实时显示上述采集的数据、并显示塔机不平衡的报警信息；

所述远程传输单元用于主控制器和塔机远程中控平台之间的数据传输、采集和监控。

在本发明中，所述主控制器、倾角测量装置、显示记录报警装置和远程传输单元均是本领域技术人员根据本发明所记载内容所能设计出来的硬件，因此，其具体的硬件型号及连接关系并不是本发明要做保护的内容。

本发明的优势在于：

本发明所述的安全监控方法利用设计的塔机调平衡模型，并结合倾角测量装置实时采集塔机的倾角数据，进而准确判断塔机当前平衡状态，省时省力，方便快捷，精确可靠。

附图说明

图1是本发明中所述模型坐标系；

图2是本发明所述平衡区域的示意图；

在图2中，1、过空载中心点、2、零点；其中阴影区域为塔机平衡区域。

图3是本发明所述塔机调平衡装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，但不限于此。

如图1-3所示。

实施例1、

一种塔机调平衡的方法，包括如下步骤：

1)建立塔机平衡模型：

a.建立模型坐标系：

以O为坐标系原点，其中O为塔身回转平面与塔身中心垂线的交点，所述塔身回转平面为塔身回转支承回转平面，所述的塔身中心垂线为与垂直于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线，坐标轴x正方向为塔机起重臂在平行于地面时，远离塔身方向，坐标轴z正方向为垂直于地面向上，坐标轴y正方向为垂直于塔机起重臂轴线方向且与x、z轴符合右手螺旋法则；

b.确定塔机空载中心点：

利用倾角测量装置测量塔机塔身中心线顶端倾角，将倾角测量装置安装在塔机安全状态下的回转塔身任一主肢或与塔身轴心线存在平行度要求的结构上，塔机空载时回转任意角度范围后，采集塔机塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_kxi,θ_kyi)(i＝1，2，…n)，得，空载中心点1坐标为

倾角测量装置的零点2坐标为(θ_ld,θ_ld)；

过空载中心点1和零点2的直线为AB；

在模型坐标系xyz中，塔机调平衡模型为：

由两条相互平行的直线和两条相对的圆弧线所围城的封闭区域，为平衡区域；

所述两条相互平行的直线均平行于所述直线AB，且每条直线与所述直线AB之间的距离为D,以零点2为圆心，以R为半径绘制圆弧分别与所述两条直线相交；

上述D、R的确定是通过试验和数据统计获取的：

选取大、中、小型塔机各m台，安装倾角测量装置，分别记录其安全调平衡过程塔身中心线顶端倾角数据，记为(θ_axi,θ_ayi)(i＝1，2，…n)，找出每个塔机安全调平衡结束时记录数据坐标点的最小外接矩形边长laxj，(j＝1，2，3…m)，该数据坐标点距零点2的最大距离layj，(j＝1，2，3…m)；取laxj最大值为D，取layj为R；

2)将调平衡过程中的实时获取的倾角点与塔机调平衡模型相比较，根据比较结果判断塔机是否平衡：

当实时获取的倾角点在平衡区域内部时，则判断塔机已平衡；

当实时获取的倾角点在平衡区域外部时，则判断塔机不平衡，继续调整直至平衡。

实施例2、

一种实现如实施例1所述方法的塔机调平衡装置，包括主控制器，分别与主控制器相连的倾角测量装置、显示记录报警装置和远程传输单元；

所述主控制器用于实时采集塔机实时倾角值，并判断塔机是否平衡：

所述倾角测量装置用于实时采集塔机实时倾角值；

所述显示记录报警装置用于实时显示上述采集的数据、并显示塔机不平衡的报警信息；

所述远程传输单元用于主控制器和塔机远程中控平台之间的数据传输、采集和监控。

应用例、

将实施例2所述装置安装在目标塔机上，在塔机调平衡的过程中，违规移动变幅小车，均会触发装置报警或者显示非平衡状态。而正常的调平衡过程装置显示处于平衡状态。