CN109186530A - 一种监测吊臂弯曲度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测吊臂弯曲度的方法，在吊臂的尾节和头节之间拉结一根钢丝绳拉索，并在钢丝绳拉索的一端或者两端通过弹簧装置张紧；每隔一段距离将钢丝绳拉索与其四周吊臂的管桁架通过多个拉绳位移传感器相连；将所有拉绳位移传感器通过信号线和数据采集卡连接到控制系统；当吊臂空载时，设置基点，将所有拉绳位移传感器归零；吊臂吊装时，发生弯曲变形，通过数据采集卡和到控制系统读取各个测量点处的钢丝绳拉索相对于吊臂管桁架的位移；即可得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量，即为吊臂弯曲度。本发明简单有效的测量了吊臂的弯曲度，为实时控制吊臂直线度在安全范围内提供了必备条件，大大降低事故发生。

Description

一种监测吊臂弯曲度的方法

技术领域

本发明属于起重机领域，涉及一种起重机吊臂的辅助装置，具体涉及一种监测吊臂弯曲度的方法。

背景技术

吊臂作为履带式起重机的重要受力构件，其维持直线度对于安全使用非常重要。由于组装后吊臂长度方向很长，还受到自身的重力、起重负荷、拉臂绳和钩绳的作用力以及惯性力的作用，使用中不可避免地出现直线度的变化，即各方向的弯曲度。现有技术主要是提高吊臂自身的刚度，再就是长臂工况加设腰绳来控制下挠度，对于侧弯尚未见采取措施控制。从设备安全使用的角度，急需解决实时测量监控吊臂的直线度的问题。

所述吊臂包括头节、尾节和若干个中间节组成，每节吊臂均由弦杆、腹杆以及斜支撑杆固定相连组成，吊臂弯曲时，往下是下挠度，往上是上拱度，往两侧是侧弯度，但是无论怎么弯曲首尾两节是不会弯曲的，并且在弯曲时首尾两节之间连线发生偏移，因此测量吊臂相对于首尾两节之间连线偏移程度即可得出吊臂弯曲程度，为吊臂弯曲控制调整提供依据，但是由于吊臂管桁架的复杂性和工作环境问题，目前现有技术中还缺乏能够有效测量吊臂弯曲度的低成本可行措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种监测吊臂弯曲度的方法，以便实施监测吊臂直线度，当吊臂直线度超过安全范围时，及时采取控制措施比如挠度控制装置，调整控制吊臂直线度在安全范围内，以提高吊装作业安全度，降低事故发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在吊臂的尾节和头节之间拉结一根钢丝绳拉索，并在钢丝绳拉索的一端或者两端通过弹簧装置张紧；

步骤二、每隔一段距离在钢丝绳拉索上设置一个测量点，在每个测量点处，将钢丝绳拉索与其四周吊臂的管桁架通过多个拉绳位移传感器相连，且该多个拉绳位移传感器均位于与钢丝绳拉索垂直的平面内；

步骤三、将所有拉绳位移传感器通过信号线和数据采集卡连接到控制系统；

步骤四、当吊臂空载时，设置基点，将所有拉绳位移传感器归零；

步骤五、吊臂吊装时，发生弯曲变形，通过数据采集卡和到控制系统读取各个测量点处的钢丝绳拉索相对于吊臂管桁架的位移；

步骤六、由于钢丝绳拉索两端固定安装在吊臂的首尾两节上，不会发生变形，并且钢丝绳拉索在在弹簧装置张紧作用下处于拉直状态，利用步骤五中读取数据，即可得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量，即为吊臂弯曲度。

作为改进，步骤六中，得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量后，根据吊臂尺寸，可以利用电脑软件或者手绘出各节管桁架相对于钢丝绳拉索的变形位移图，利用变形位移图可监测处吊臂最大弯曲变形点以及弯曲变形量，配合挠度调整装置，将吊臂挠度控制在安全区域范围内。

作为改进，每个测量点的钢丝绳拉索均通过四根拉绳位移传感器与该测量点四周管桁架的腹杆相连。

作为改进，所述拉绳位移传感器固定在吊臂管桁架的腹杆或弦杆上，拉绳位移传感器的拉绳拉出后固定连接在相应测量点处的钢丝绳拉索上。

作为改进，所述拉绳位移传感器通过管卡或者抱箍固定在吊臂管桁架的腹杆或弦杆上。

作为改进，所述钢丝绳拉索上的测量点均布设置，具体为每节吊臂上设置1-3个测量点。

作为改进，所述弹簧装置包括钢丝绳拉索后支座、弹簧、压紧螺母和中部带孔的压紧板，所述钢丝绳拉索后支座固定在吊臂的头节或者尾节上，钢丝绳拉索后支座顶部设有供钢丝绳拉索穿过的小孔，钢丝绳拉索端部固定连接有螺杆，螺杆拉伸钢丝穿过钢丝绳拉索后支座顶部的小孔后，依次套上弹簧和压紧板，之后螺杆端部通过压紧螺母紧固预紧，将钢丝绳拉索拉结在吊臂的头节和尾节之间。

作为改进，所述钢丝绳拉索拉结在吊臂横截面内偏心设置。

本发明有益效果是：

本发明在吊臂内接近中心处安装从吊臂头部到尾部的钢丝绳拉索，钢丝绳拉索通过弹簧装置预张紧，在吊臂的四面腹杆或弦杆安装拉绳位移传感器，传感器拉绳固定在钢丝绳拉索上，通过拉绳位移传感器监测各个测量点钢丝绳拉索相对于吊臂腹杆或弦杆的位移距离，通过位移距离判断吊臂弯曲程度，当吊臂直线度超过安全范围时，及时采取控制措施比如挠度控制装置，调整控制吊臂直线度在安全范围内，以提高吊装作业安全度，降低事故发生，本发明对吊臂弯曲监测成本低廉，效果好，弯曲满足实际吊臂弯曲调整需求，具体较大经济应用价值。

本装置和方法可以实时测量组装后的吊臂在使用中的各个方向的弯曲度，往下是下挠度，往上是上拱度，往两侧是侧弯度。通过实时监测，为实时控制提供控制调整依据和调整方向，以保证吊臂的直线度在允许的范围内，提高吊臂的使用安全性。

附图说明

图1是现有技术中吊臂侧视图；

图2是现有技术中吊臂俯视图；

图3是吊臂下挠示意图；

图4是吊臂侧弯示意图；

图5本发明方法中吊臂内钢丝绳拉索安装示意图；

图6是本发明方法中弹簧装置安装示意图；

图7本发明方法中吊臂横截面拉绳位移传感器安装示意图；

图8是本发明吊臂弯曲时各个测量点拉绳位移传感器位置示意图。

1-尾节，2-中间节，3-头节，4-吊臂中心轴线，5-吊臂尾节安装销孔，6-吊臂头节滑轮组，7-吊臂往左侧弯轴线，8-吊臂往右侧弯轴线，9-弦杆，10-腹杆，11-斜撑杆，12-拉绳位移传感器，13-拉绳，14-钢丝绳拉索，15-钢丝绳拉索前支座，16-钢丝绳拉索后支座，17-弹簧，18-压紧板，19-压紧螺母，20-钢丝绳拉索后段20，21-钢丝绳拉索连接，22-弹簧装置，23-螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行举例说明

如图5至图7所示，一种监测吊臂弯曲度的方法，包括以下步骤：

步骤一、在吊臂的尾节1和头节3之间拉结一根钢丝绳拉索14，将钢丝绳拉索14一端通过钢丝绳拉索14拉索前支座固定在头节3上，另一端通过弹簧装置22张紧在尾节1上；

步骤二、每隔一段距离在钢丝绳拉索14上设置一个测量点，在每个测量点处，如图7所示，将钢丝绳拉索14与其四周吊臂的管桁架通过四个拉绳位移传感器12相连，且该多个拉绳位移传感器12均位于与钢丝绳拉索14垂直的平面内；

步骤三、将所有拉绳位移传感器12通过信号线和数据采集卡连接到控制系统；

步骤四、当吊臂空载时，设置基点，将所有拉绳位移传感器12归零；

步骤五、吊臂吊装时，发生弯曲变形，通过数据采集卡和到控制系统读取各个测量点处的钢丝绳拉索14相对于吊臂管桁架的位移；

步骤六、由于钢丝绳拉索14两端固定安装在吊臂的首尾两节上，不会发生变形，并且钢丝绳拉索14在在弹簧装置22张紧作用下处于拉直状态，利用步骤五中读取数据，即可得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量，即为吊臂弯曲度。

如图8所示为吊臂上下弯曲时示意图，其中S1-S5为钢丝绳拉索14上的五个测量点，以测量点S2为例说明，L1为S2测量点处的钢丝绳拉索与吊臂顶部管桁架的距离，L2为S2测量点处的钢丝绳拉索与吊臂底部管桁架的距离，吊臂初始状态时，L1与L2的差值为一个恒定值ΔL，当吊臂向下弯曲时如图8所示L1与L2的差值为ΔL1，将ΔL1与ΔL做差值运算得到该测量点处吊臂桁架相对于钢丝绳拉绳的变形量，依次求出各个测量点的臂桁架相对于钢丝绳拉绳的变形量，还可以定义变形量为正则向上弯曲，为负则向下弯曲，根据变形量大小以及正负，即可判断吊臂各测量点弯曲类别，以及最大弯曲点，为挠度控制装置提供控制依据和控制后的挠度反馈。

步骤六中，得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量后，根据吊臂尺寸，可以利用电脑软件或者手绘出各节管桁架相对于钢丝绳拉索14的变形位移图，利用变形位移图可监测处吊臂最大弯曲变形点以及弯曲变形量，配合挠度调整装置，将吊臂挠度控制在安全区域范围内，比如在吊臂头节3及中部或者弯曲变形最大处设置拉结点，利用高强度钢丝绳拉索14拉结到起重机上，当吊臂下挠时，利用高强度钢丝绳拉索14拉吊臂中部，释放头节3，当吊臂上拱时，利用高强度钢丝绳拉索14拉吊臂头节3，释放中部，达到调整吊臂直线度在安全允许范围内。

如图6所示，所述弹簧装置22包括钢丝绳拉索后支座16、弹簧17、压紧螺母19和中部带孔的压紧板18，所述钢丝绳拉索后支座16固定在吊臂的尾节1上，钢丝绳拉索后支座16顶部设有供钢丝绳拉索14穿过的小孔，钢丝绳拉索14端部固定连接有螺杆23，螺杆23拉伸钢丝穿过钢丝绳拉索后支座16顶部的小孔后，依次套上弹簧17和压紧板18，之后螺杆23端部通过压紧螺母19紧固预紧，将钢丝绳拉索14拉结在吊臂的头节3和尾节1之间，通过弹簧装置22的设置使得钢丝绳拉索14在吊臂的头节3和尾节1两个拉结点之间始终保持直线状态，当头节3和尾节1的两个拉结点之间因为吊臂变形而发生距离改变时，都被弹簧17的形变抵消掉。

需要指出的是上述钢丝绳拉索14两端与头节3和尾节1的安装方式可以对调，完全不影响本实施例的测量，另外在应对吊臂弯曲变形较大时，可以在钢丝绳拉索14两端与吊臂均通过弹簧装置22拉结相连。

对于每个测量点，所述拉绳位移传感器12通过管卡或者抱箍固定在吊臂管桁架的腹杆10或弦杆9上，拉绳位移传感器12的拉绳13拉出后固定连接在相应测量点处的钢丝绳拉索14上。

作为一种改进实施例，所述钢丝绳拉索14上的测量点均布设置，具体为每节吊臂上设置1-3个测量点，本实施例为1个，每节吊臂上测量点数量根据每节吊臂长度和吊臂弯曲控制精度需要设置，每节吊臂越长，所需设置测量点越多，吊臂弯曲度控制精度越高，每个吊臂所需设置测量点越多。

另外为了避免吊臂管桁架的斜撑杆11对钢丝刷造成影响，所述钢丝绳拉索14拉结在吊臂横截面内偏心设置。

Claims (8)

1.一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在吊臂的尾节和头节之间拉结一根钢丝绳拉索，并在钢丝绳拉索的一端或者两端通过弹簧装置张紧；

步骤二、每隔一段距离在钢丝绳拉索上设置一个测量点，在每个测量点处，将钢丝绳拉索与其四周吊臂的管桁架通过多个拉绳位移传感器相连，且该多个拉绳位移传感器均位于与钢丝绳拉索垂直的平面内；

步骤三、将所有拉绳位移传感器通过信号线和数据采集卡连接到控制系统；

步骤四、当吊臂空载时，设置基点，将所有拉绳位移传感器归零；

步骤五、吊臂吊装时，发生弯曲变形，通过数据采集卡和到控制系统读取各个测量点处的钢丝绳拉索相对于吊臂管桁架的位移；

步骤六、由于钢丝绳拉索两端固定安装在吊臂的首尾两节上，不会发生变形，并且钢丝绳拉索在在弹簧装置张紧作用下处于拉直状态，利用步骤五中读取数据，即可得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量，即为吊臂弯曲度。

2.如权利要求1所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：步骤六中，得出吊臂管桁架中部相对于两端的弯曲变形量后，根据吊臂尺寸，可以利用电脑软件或者手绘出各节管桁架相对于钢丝绳拉索的变形位移图，利用变形位移图可监测处吊臂最大弯曲变形点以及弯曲变形量，配合挠度调整装置，将吊臂挠度控制在安全区域范围内。

3.如权利要求1所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：每个测量点的钢丝绳拉索均通过四根拉绳位移传感器与该测量点四周管桁架的腹杆相连。

4.如权利要求3所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：所述拉绳位移传感器固定在吊臂管桁架的腹杆或弦杆上，拉绳位移传感器的拉绳拉出后固定连接在相应测量点处的钢丝绳拉索上。

5.如权利要求4所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：所述拉绳位移传感器通过管卡或者抱箍固定在吊臂管桁架的腹杆或弦杆上。

6.如权利要求1所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：所述钢丝绳拉索上的测量点均布设置，具体为每节吊臂上设置1-3个测量点。

7.如权利要求1至6任意一项所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：所述弹簧装置包括钢丝绳拉索后支座、弹簧、压紧螺母和中部带孔的压紧板，所述钢丝绳拉索后支座固定在吊臂的头节或者尾节上，钢丝绳拉索后支座顶部设有供钢丝绳拉索穿过的小孔，钢丝绳拉索端部固定连接有螺杆，螺杆拉伸钢丝穿过钢丝绳拉索后支座顶部的小孔后，依次套上弹簧和压紧板，之后螺杆端部通过压紧螺母紧固预紧，将钢丝绳拉索拉结在吊臂的头节和尾节之间。

8.如权利要求7所述一种监测吊臂弯曲度的方法，其特征在于：所述钢丝绳拉索拉结在吊臂横截面内偏心设置。