CN102044129A - 预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，属旋挖钻机技术领域。包括旋挖钻机的控制器，与控制器连接安装在臂头上检测钻杆深度的深度传感器，与控制器连接的显示器，在旋挖钻机桅杆的臂头两个滑轮之间吊装钻杆的钢丝绳上安装有称重传感器，称重传感器与控制器连接，将实时检测的钻杆在提升工作过程中的重量变化信号传输给控制器中进行分析处理后，显示钻机是否出现挂钻杆的提示信息。有益效果是：该装置在原有的基础上增加一只称重传感器接到控制器，预防“摔钻杆”情况发生。使操作更加安全、方便、快捷，具有简单、实用、可靠、成本低、便于维护等特点。

Description

预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置
技术领域
本发明涉及一种预防旋挖钻机摔钻杆的电控报警装置，属旋挖钻机技术领域。
背景技术
旋挖钻机作为工程机械行业的新兴产品，成为适合高铁、高架、建筑基础工程中成孔作业最理想的施工机械。该设备具有高效率、高质量、环保等特点，是发展最快的桩工机械产品。旋挖钻机在钻孔过程中，需要频繁的下放钻杆、钻进、取土、提升钻杆、回转卸土、回转对孔，再次下放钻杆，如此多次往复循环。由于旋挖钻机钻孔深度较深（一般40-100米左右），大多选用3到6节的伸缩式钻杆，钻机工作时先放下最外面的钻杆即先下第一节钻杆，放下第一节后在重力的作用下拉下第二节钻杆……直到钻斗落到孔底，开始钻进取土，取土完毕开始上升，上升时也是从最后落下的一节开始提起，提升到位后，该钻杆底部有一个台阶再带动提起外层的一节钻杆……直至将钻斗提到孔外，回转卸土，再回转对孔，开始下一个循环操作。由于钻杆的节数较多（每节钻杆15米左右、重约2吨），钻机在提升过程中可能因为钻杆的变形、夹石子，特别是机锁钻杆不能很好地解锁等原因，造成里层钻杆在没有提到位的情况下，内外层钻杆相互卡住，内层钻杆就带着外层钻杆一起提升，俗称为“挂钻杆”的现象。由于钻机工作时钻杆深入桩基孔中，操作者很难发现是否出现“挂钻杆”征兆，在这种情况下钻杆被提升到一定的高度后，因机器振动等原因，“挂钻杆”的状态一旦解除，不正常提升起来的钻杆会自由落下，数吨的重量会从数米甚至十几米的高度自由落体。其巨大的冲击力最终将作用在动力头上，使动力头造成无法修复的毁坏。这种状态俗称为“摔钻杆”。为减小“摔钻杆”后的冲击破坏，已有的技术也采取了不少措施，例如在动力头上部安装缓冲弹簧、阻尼器和橡胶缓冲垫，虽然减小了“摔钻杆”产生的冲击力和破坏后果，但不能从根本上预防“摔钻杆”事故的发生。
发明内容
为了避免旋挖钻机发生“摔钻杆”现象，本发明提供一种预防旋挖钻机摔钻杆的电控报警装置，该装置能在出现事故征兆时发出报警信号，提醒操作者及时处理机械故障。
本发明是以如下技术方案实现的：一种预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，包括挖钻机的控制器，与控制器连接安装在臂头上检测钻杆深度的深度传感器，与控制器连接的显示器，在旋挖钻机桅杆的臂头两个滑轮之间吊装钻杆的钢丝绳上安装有称重传感器，称重传感器与控制器连接，将实时检测的钻杆在提升工作过程中的重量变化信号传输给控制器中进行分析处理后，显示钻机是否出现挂钻杆的提示信息。
工作原理是：在旋挖钻机臂头上安装称重传感器，实时测量钻杆的重量的变化，在臂头上安装深度检测传感器检测钻杆深度，并将钻杆深度和重量联系起来，根据钻斗在钻孔中位置（深度）不同进行和预定重量值比较，当比较值超过一定范围时，发出报警信息。
本发明的有益效果是：该装置在原有的基础上仅增加了一只称重传感器接到控制器，通过控制器软件编程设置就能方便的将钻杆提升过程中重量的变化值与钻杆深度变化值进行综合分析判断，从而判定钻机是否出现“挂钻杆”，并能及时通过显示器和报警器发出信息，提醒操作者及时处理机械故障，预防“摔钻杆”情况发生。使操作更加安全、方便、快捷，具有简单、实用、可靠、成本低、便于维护等特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明电路原理框图；
图2是本发明涉及的相关元件位置安装示意图。
图中：1、钢丝绳，2、称重传感器，3、钻斗重量检测装置，4、深度传感器，5、钻杆，6、动力头，7、钻头。
具体实施方式
如图1所示，一种预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，包括旋挖钻机的控制器，与控制器连接的深度传感器，与控制器连接的显示器和与控制器连接的称重传感器。控制器与显示器采用CANBUS总线连接。
如图2所示，称重传感器2安装在旋挖钻机桅杆的臂头两个滑轮之间吊装钻杆5的钢丝绳1上，用于实时检测采集钻杆在提升工作过程中的重量变化信号传输给控制器；深度传感器4安装在臂头上，深度传感器4采用接近开关；用于检测钻杆5的深度。在臂头上还安装有钻斗重量检测装置3。
控制器采用PLC可编程控制器，内存控制软件。在控制器的控制软件设计时，在检测到钻机开始上升时，将钻斗的总重量清零，这样就只需检测每次有重量变化值的深度时刻与应该在（设定的）的深度范围内重量应该有变化的数值进行比较即可。一般钻机都配备有不同节数的钻杆5，钻杆5在提升时，如果钻杆在同一节长度范围内上升时，其总重量值基本不变，当该节钻杆全部提起后再提起另一节钻杆时（钻杆底部有一个台阶），重量将发生较大的变化（加上另一节钻杆重量），那么只要将钻斗在特定深度范围内重量才有变化的值提前预设到控制器中。由于每节钻杆很重，所以就很容易与钻头挂孔壁区分（挂壁时重量变化较小），这样当控制器检测到重量变化且超过此时深度所对应的重量所允许的变化量时，控制器将发出信号并通过显示器报警，也就是提前预报了挂钻杆现象的发生，提醒操作者注意，从而达到预防摔钻杆事故的发生。

Claims (3)

1.一种预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，包括旋挖钻机的控制器，与控制器（1）连接安装在臂头上检测钻杆深度的深度传感器（2），与控制器连接的显示器（4），其特征在于：在旋挖钻机桅杆的臂头两个滑轮之间吊装钻杆的钢丝绳（1）上安装有称重传感器（2），称重传感器（2）与控制器连接，将实时检测的钻杆在提升工作过程中的重量变化信号传输给控制器中进行分析处理后，显示钻机是否出现挂钻杆的提示信息。
2.根据权利要求1所述的预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，其特征在于：测深传感器采用接近开关。
3.根据权利要求1所述的预防旋挖钻机摔钻杆事故的电控报警装置，其特征在于：控制器与显示器采用CANBUS总线连接。
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