[实用新型]一种塔机顶升状态在线监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种塔机顶升状态在线监控系统，以及塔式起重机顶升作业过程实时监测领域。

背景技术

塔式起重机（以下简称塔机）是现代工业与民用建筑的主要施工机械之一。主要由底架、塔身、平衡臂、起重臂、塔顶以及拉杆等部分组成，其工作机构主要包括：起升机构、回转机构、小车牵引机构、顶升机构等。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%。因此，塔式起重机在高层建筑施工中使用量一直处于领先地位。随着大型工程的建设增多，对塔式起重机的高度提出了越来越高的要求，由于塔机的接高不能使用其它辅助设备，需要自顶升加高，因此，具有自顶升加节的自升式塔机得到了广泛的应用。

自升式塔机的顶升加节通过顶升机构完成，典型的顶升机构是由一个套在塔身且一面开口的套架、一个标准节引进装置和一套安装在套架上的顶升油缸系统组成。在顶升作业中顶升油缸将上部结构（主要包括平衡臂、塔身以及起重臂）顶起，此时上部结构与塔身需要暂时完全分离，上部结构的自重仅通过顶升油缸支承，上部结构的倾覆力矩经套架传递给塔机塔身。在顶升作业过程中，尽管已经将塔机调配至静平衡状态，但风载、顶升油缸顶升力的波动等因素会引起塔机的弹性振动，产生振动应力。同时由于套架和塔身间存在间隙，这使得上部结构振动产生的倾覆力矩间歇的传递给塔身，这使得套架对塔身有着较强的振动应力，如果产生的振动应力过大，超过了塔机钢结构强度极限，将造成塔机钢结构破坏，并且在塔机出现卡阻现象时会使得顶升油缸负载升高，在卡阻阶段过后顶升油缸负载有快速降低，引起顶升力的波动，造成塔机振动加剧。

国标GBT26471-2011《塔式起重机安装与拆卸规则》中规定：塔机顶升过程中，应随时观察套架与塔身轨道有无卡阻现象，主电缆是否被夹拉挤伤等。若出现异常情况，应立即停止操作。目前对国标规定采用的是由操作人员根据塔机的振动程度依靠经验来判断塔机是否出现异常。由于人员判断时间有延迟，当判断塔机出现明显异常开始处理时为时已晚。因此，对塔机顶升作业异常状态的早期发现与处理是十分必要的。然而，在现有的技术中，一方面没有对需要停止操作的异常情况做明确的说明，另一方面在塔机将要出现，甚至已经出现需要停止操作的异常情况时，操作人员由于反应延迟不能及时停止操作。因此，急需开发一套塔机顶升作业在线监控系统，实时监控塔机顶升作业过程中塔机的卡阻状态和振动加速度信息，判定塔机是否出现卡阻或振动载荷是否过大，实现塔机顶升异常状态的早期发现与处理，从而提高塔机顶升作业的安全性。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种塔机顶升状态在线监控系统，通过监测塔机平衡臂、塔身和起重臂的振动加速度的方式来监测塔机的振动载荷是否超出安全值，以及通过监测顶升油缸负载来监测塔机是否出现卡阻的多参数顶升状态在线监控方法，实现早期发现顶升异常，控制顶升油缸动作，提高塔机顶升作业的安全性。

本实用新型采取的技术方案为：一种塔机顶升状态在线监控系统，包括安装在平衡臂上的第一振动监测装置；安装在塔机塔身的第二振动监测装置；安装在起重臂上的第三振动监测装置；安装在顶升油缸上的卡阻监测装置。所述第一振动监测装置、第一振动监测装置、第三振动监测装置、卡阻监测装置分别连接到控制报警装置。

所述第一振动监测装置、第二振动监测装置、第三振动监测装置，每一个振动监测装置均包括底座、线圈、弹簧、永磁铁、调节螺母、外围电路模块、无线信号发射装置，线圈、无线信号发射装置固定安装在底座上，调节螺母安装在底座上，调节螺母通过弹簧连接永磁铁一端，永磁铁另一端通过弹簧连接底座，线圈连接无线信号发射装置。

在应用过程中，首先根据塔机设计说明书中所采用的塔机动载系数确定塔机安全运行时所允许的最大振动加速度；然后，在所确定的最大振动加速度下设定第一、二、三振动监测装置，具体的，拧紧调节螺母，使振动监测装置作简谐振动，且简谐振动的最大加速度大小为上述所确定的最大振动加速度，逐步放松调节螺母，直至第一、二、三振动监测装置内线圈所产生感应电动势超出外围电路模块所设定的阈值电压而发出报警信号，至此第一、二、三振动监测装置设定完毕。在进行振动监测装置的安装时，将所述的调节完毕的振动监测装置固定安装在塔机的对应位置上。在进行顶升作业时，振动监测装置内的永磁铁在惯性力、弹簧回复力的作用下相对于线圈振动从而改变线圈的磁通量进而在线圈的两端产生感应电动势，当产生的感应电动势超出外围电路模块所设定的阈值电压时，发出报警信号。

所述线圈连接外围电路模块、外围电路模块通过引线连接无线信号发射装置。