CN113830687B - 一种组塔吊装设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种组塔吊装设备及其操作方法，包括工作塔身，工作塔身上设置有牵引机构，牵引机构用于固定和引导起重绳，工作塔身四周转动连接有多个可变形机构，可变形机构用于支撑工作塔身，可变形机构适于通过调节长度改变工作塔身的离地位置，该组塔吊装设备具有自起立、自爬升、自平衡等工作特性，能够实现塔基范围以内全高、全作业面的吊装作业。

Description

一种组塔吊装设备及其操作方法

技术领域

本申请涉及输电线路组塔施工技术领域，具体涉及一种组塔吊装设备及其操作方法。

背景技术

输电线路组塔是一项基础作业，由于地形环境、气象条件、相邻干扰、机械许可等外部因素影响，使得组塔作业方式多种多样，施工条件和选用机械等五花八门纷繁复杂。

组塔作业环境有城市、乡村、湖沼、海岛、高山等各种地形场地，也有着临铁、临电、临建等各种相邻干扰，使得组塔作业方式有抱杆作业、吊车作业、悬臂作业等不同作业方式。

但是，现有的组塔作业方式存在以下缺陷：上述作业方式需要布设抱杆缆绳、吊车、地锚、遛放等场地设备，加上塔材堆场、组合场等，使得作业面巨大，前期工作复杂繁重，布设过程还受到风雨雷电等气象条件限制，受场地限制，设备与场地之间可能相互不适用，导致作业工艺不合理，存在较大的安全隐患。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种能够实现塔基范围以内全高、全作业面的吊装作业的组塔吊装设备及其操作方法。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种组塔吊装设备及其操作方法，包括工作塔身，所述工作塔身上设置有牵引机构，所述牵引机构用于固定和引导起重绳，所述工作塔身四周转动连接有多个可变形机构，所述可变形机构用于支撑所述工作塔身，所述可变形机构适于通过调节长度改变所述工作塔身的离地位置。

具体的，所述可变形机构包括基节支腿、伸缩节支腿和驱动组件，所述伸缩节支腿与所述工作塔身转动连接，所述基节支腿与所述伸缩节支腿滑动连接，所述驱动组件设置于所述基节支腿上，所述驱动组件适于调节所述基节支腿和所述伸缩节支腿之间的重合长度。

作为改进，所述伸缩节支腿嵌套于所述基节支腿内，所述基节支腿一侧开设有滑动口，所述伸缩节支腿上沿滑动方向设置有连接齿条，所述连接齿条配合安装至所述滑动口内，所述连接齿条与所述驱动组件配合连接。

作为改进，所述基节支腿上设置有导向组件，所述导向组件包括导向辊，所述导向辊适于在所述驱动组件的两侧转动配合所述伸缩节支腿。

作为改进，所述伸缩节支腿的两端设置有限位部，所述基节支腿上设置有感应器，所述感应器适于在感应到所述限位部时使所述驱动组件停止运作，所述基节支腿的端部套设有可拆卸的连接头，所述连接头上开设有安装孔。

作为改进，所述可变形机构适于在所述工作塔身径向上活动，所述工作塔身的四周设置有限位器，所述可变形机构和所述工作塔身之间形成的夹角为α，所述限位器适于使α＜90°。

具体的，所述工作塔身包括上转盘和下转盘，所述上转盘和所述下转盘转动连接，所述工作塔身上开设有牵引通道，所述牵引通道穿过所述上转盘和所述下转盘，所述牵引机构包括径向滑轮组和周向滑轮组，所述径向滑轮组设置于所述上转盘上，所述周向滑轮组设置于所述下转盘上，起重绳适于从所述径向滑轮组引入，并从所述牵引通道处穿过所述周向滑轮组。

作为改进，所述牵引通道设置于所述上转盘和所述下转盘的轴心处，所述径向滑轮组设置于所述牵引通道一侧，所述周向滑轮组包括多个周向滑轮，多个所述周向滑轮组合形成引导孔，所述引导孔与所述牵引通道位于同一轴心。

一种组塔吊装设备的操作方法，包括以下步骤：

S10：所述工作塔身置于塔基中心，将所述可变形机构与所述工作塔身进行连接，各个所述可变形机构之间牵绊连接，将起重绳穿过所述牵引机构并安装吊钩，使驱动组件连接电源；

S20：启动电源，所述可变形机构进行伸展并向上抬升所述工作塔身，直至伸缩节支腿完全伸出基节支腿，驱动组件停止，解除所述可变形机构之间的牵绊连接；

S30：调节各个所述可变形机构的长度，进行吊装作业；

S40：将塔节组装至塔脚上，基节支腿与塔脚一一对应连接；

S50：所述工作塔身伸展全部所述可变形机构，然后依次缩短各个所述可变形机构并连接至上方的塔节，待全部所述可变形机构完成连接后，所述可变形机构重新伸展并进行组塔作业；

S60：向上组装下一塔节，重复步骤S50，直至完成全塔组装；

S70：拆除所述组塔吊装设备。

所述步骤S70包括步骤：

S71：塔顶设置固定点，固定点处配置开口滑轮，将起重绳套入，解除所述可变形机构与塔节的连接；

S72：所述组塔吊装设备上配置绞磨，绞磨与起重绳连接，转动所述绞磨放出起重绳，使所述组塔吊装设备从塔顶下降至地面，落地后解除起重绳。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：在工作塔身四周设置可变形机构，利用可变形机构的伸展能够实现组塔吊装设备的自起立、自变形、自爬升和自平移等操作，该组塔吊装设备组装运输方便，组装和作业过程占地范围小，通过自起立操作可有效降低场地和环境因素对组塔吊装设备的安装影响，从而降低安装难度，提升安装效率，通过自变形、自爬升和自平移等操作可实现多种形式、多作业面的吊装结构，一机多用，人力成本低，组塔效率高，适应性强，能够自行到达铁塔上的任意位置，无作业高度和作业死角限制。

附图说明

图1是根据本申请的一个优选实施例的主视图；

图2是根据本申请的一个优选实施例的可变形机构打开时的主视图；

图3是根据本申请的一个优选实施例的工作塔身的主视图；

图4是根据本申请的一个优选实施例的全周向滑轮的结构视图；

图5是根据本申请的一个优选实施例的伸缩节支腿的结构视图；

图6是根据本申请的一个优选实施例的基节支腿的结构视图；

图7是根据本申请的一个优选实施例图5中a处的放大视图；

图8是根据本申请的一个优选实施例图6中b处的放大视图；

图9是根据本申请的一个优选实施例的站立过程示意图；

图10是根据本申请的一个优选实施例爬升前的示意图；

图11是根据本申请的一个优选实施例的可变形机构全部展开后的示意图；

图12是根据本申请的一个优选实施例的一条可变形机构连接至塔节上的示意图；

图13是根据本申请的一个优选实施例的两条可变形机构连接至塔节上的示意图；

图14是根据本申请的一个优选实施例完成爬升时的示意图；

图15是根据本申请的另一个优选实施例的使用状态示意图；

图16是根据本申请的一个优选实施例的基材检测示意图。

图中：1、工作塔身；11、限位器；12、上转盘；121、径向滑轮组；13、下转盘；131、周向滑轮组；1311、周向滑轮；1312、引导孔；14、转台；15、牵引通道；2、牵引机构；3、可变形机构；31、基节支腿；311、滑动口；312、导向组件；3121、导向辊；313、感应器；314、连接头；3141、安装孔；32、伸缩节支腿；321、连接齿条；322、限位部；33、驱动组件；4、塔脚；5、塔节；6、基材；7、缆风绳。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本申请做进一步说明：

如图1所示，本申请的一个优选实施例包括工作塔身1，工作塔身1上设置有牵引机构2，牵引机构2用于固定和引导起重绳，工作塔身1四周转动连接有多个可变形机构3，可变形机构3用于支撑工作塔身1，可变形机构3适于通过调节长度改变工作塔身1的离地位置，工作塔身1包括轻型工作塔身1和重型工作塔身1，轻型工作塔身1全高1.5米，连接的可变形机构3长度为8米，最大工作高度为15米，重型工作塔身1全高1.8米，连接的可变形机构3长度为12米，最大工作高度为20米，工作塔身1上可设置绞磨，起重绳与绞磨连接，预留余绳20米，起重绳端部安装吊钩，使起重绳实现吊装功能。

组塔吊装设备由工作塔身1和可变形机构3构成，使用电力驱动，动作电源通过电缆由地面控制台垂直传递至作业机构，组装、作业过程占地范围小，通行要求低，在符合塔材运输要求的地方皆可进行输送，相较于常见的组塔抱杆更简便易用轻巧，组塔效率高，人力成本低，风险小，作业高度无限制，可适用于高度较高的铁塔组立，并能够自行到达任意组塔位置(包括横担位置)，适用于长横担铁塔组装，无作业死角；使用时，将工作塔身1和可变形机构3在地面进行快捷组合，通电后即可实现自起立、自爬升、自平衡和自位移等操作，实现塔基范围以内的全高、全作业面吊装作业。

如图2所示，工作塔身1的四周设置有限位器11，限位器11优选使用限位铰销，可变形机构3和工作塔身1之间形成的夹角为α，限位器11适于使α＜90°，确保可变形机构3在伸展时能够向上顶起工作塔身1。

如图3至4所示，工作塔身1包括上转盘12和下转盘13，上转盘12和下转盘13转动连接，上转盘12和下转盘13之间设置有多个转轮组成的转台14，能够使工作塔身1实现360度全回转作业，转动灵活方便，无作业死角，工作塔身1上开设有牵引通道15，牵引通道15穿过上转盘12和下转盘13，牵引机构包括径向滑轮组121和周向滑轮组131，径向滑轮组121设置于上转盘12上，周向滑轮组131设置于下转盘13上，起重绳适于从径向滑轮组121引入，并从牵引通道15处穿过周向滑轮组131，使工作塔身1能够形成一个支点，方便起重绳进行吊装作业。

牵引通道15设置于上转盘12和下转盘13的轴心处，径向滑轮组121设置于牵引通道15一侧，周向滑轮组131包括多个周向滑轮1311，多个周向滑轮组131合形成引导孔1312，引导孔1312与牵引通道15位于同一轴心，实现起重绳的无障碍穿越，并能够使起重绳实现动态平衡偏转。

如图5至8所示，可变形机构3包括基节支腿31、伸缩节支腿32和驱动组件33，驱动组件33包括常闭制动电机、减速器和齿轮等组件，具有摆动、回转、伸缩和承受拉压载荷的功能，为组塔吊装设备自起立、自爬升和自变形的关键组件，伸缩节支腿32与工作塔身1转动连接，基节支腿31与伸缩节支腿32滑动连接，驱动组件33设置于基节支腿31上，驱动组件33适于调节基节支腿31和伸缩节支腿32之间的重合长度，在可变形机构3的变形操作下，组塔吊装设备可变身为独脚扒杆、人字扒杆、三角扒杆和四角扒杆等吊装设备，可以实现变幅、回转、爬升等起重操作功能。

伸缩节支腿32嵌套于基节支腿31内，伸缩节支腿32和基节支腿31优选使用方管，具有更高的结构强度和活动稳定性，基节支腿31一侧开设有滑动口311，滑动口311优选设置于面向工作塔身1的一侧，能够减少尘土杂质的进入，避免伸缩节支腿32和基节支腿31之间的活动受到影响，伸缩节支腿32上沿滑动方向设置有连接齿条321，连接齿条321配合安装至滑动口311内，连接齿条321与驱动组件33配合连接，通过齿轮齿条的连接方式，能够在较小的结构体积下，实现基节支腿31与伸缩节支腿32之间较长的滑动距离，从而提升可变形机构3展开的最大长度。

基节支腿31上设置有导向组件312，导向组件312包括导向辊3121，基节支腿31的两侧皆可设置导向辊3121，导向辊3121适于在驱动组件33的两侧转动配合伸缩节支腿32，导向辊3121与驱动组件33之间的距离优选为500mm，能够对伸缩节支腿32起到滚动导向作用，提升稳定性。

伸缩节支腿32的两端设置有限位部322，基节支腿31上设置有感应器313，感应器313适于在感应到限位部322时使驱动组件33停止运作，感应器313优选使用行程开关，能够限制伸缩节支腿32的活动距离，避免伸缩节支腿32和基节支腿31之间发生碰撞或脱离，基节支腿31的端部套设有可拆卸的连接头314，连接头314起到加固作用，连接头314上开设有安装孔3141，通过安装孔3141与塔基或塔节5进行软绳连接或铰接，方便定位和拆卸，通过不断改变基节支腿31的定位位置，实现工作塔身1离地位置的变换。

组塔吊装设备的站立过程如图9所示，通过可变形机构3的长短变化能够向上抬升工作塔身1。

组塔吊装设备的爬升过程如图10所示，通过可变形机构3的长短变化连接至不同的塔节5支点，从而实现组塔吊装设备的整体爬升以及平移。

本申请的另一实施例如图15所示，工作塔身1四周设置有四个可变形机构3，通过对可变形机构3的长度进行调节，将可变形机构3变为两短两长，并与地面进行固定，实现人字扒杆的作业工况，进行全作业面垂直起吊，改变扒杆作业人力斜拉的窘况，同理还可通过调节可变形机构3的长度、数量和受力性质实现独脚扒杆、三角扒杆和四角扒杆等吊装结构的作业工况，适应能力强。

对于高塔杆根开档大的铁塔，可以在每个塔脚4处设置一个组塔吊装设备，用四个组塔吊装设备共同完成组塔，对大构件还可以进行抬吊作业。

由于该组塔吊装设备对基节支腿31和伸缩节支腿32的强度要求较高，而基节支腿31和伸缩节支腿32的长度过长，需要由多根钢材进行焊接，钢材优选使用65号钢，加工要求为全接头部位对焊，加焊补强钢板，补强钢板为断续焊接，为保证焊接后的基材6的结构强度，需要对焊接后的基材6进行检测，检测方式如图16所示，用四根绳径为13mm的缆风绳7正十字交叉对基材6进行站立，基材6与地面的夹角为β，β＝85°，施加重力检测其变形程度，全长旁弯变形小于10mm，全长周向扭曲变形小于4°即可满足成型要求。

如图9至14所示，本实施例中组塔吊装设备的操作方法，包括以下步骤：

如图9所示，第一步：工作塔身1置于塔基中心，将可变形机构3与工作塔身1进行连接，各个可变形机构3之间牵绊连接(牵绊连接为使用软绳等工具对各个可变形机构3的下端进行限位连接，使可变形机构3的下部不会发生运动)，将起重绳穿过牵引机构2并安装吊钩，使驱动组件33连接电源；

如图9所示，第二步：启动电源，可变形机构3进行伸展并向上抬升工作塔身1，直至伸缩节支腿32完全伸出基节支腿31，驱动组件33停止，解除可变形机构3之间的牵绊连接；

如图9所示，第三步：调节各个可变形机构3的长度，进行吊装作业；

如图10所示，第四步：将塔节5组装至塔脚4上，基节支腿31与塔脚4一一对应连接；

如图11至14所示，第五步：工作塔身1伸展全部可变形机构3，然后依次缩短各个可变形机构3并连接至上方的塔节5，待全部可变形机构3完成连接后，可变形机构重新伸展并进行组塔作业；

第六步：向上组装下一塔节5，重复第五步，直至完成全塔组装；

第七步：拆除组塔吊装设备。

第七步包括以下步骤：

塔顶设置固定点，固定点处配置开口滑轮，将起重绳套入，解除可变形机构3与塔节5的连接；

组塔吊装设备上配置绞磨，绞磨与起重绳连接，转动绞磨放出起重绳，使组塔吊装设备从塔顶下降至地面，落地后解除起重绳。

常规的拆除过程为爬升过程的逆过程，操作比较复杂，也比较耗费时间，通过对拆除第七步进行优化改进，能够实现组塔吊装设备的快速拆除。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种组塔吊装设备，其特征在于：包括工作塔身，所述工作塔身上设置有牵引机构，所述牵引机构用于固定和引导起重绳，所述工作塔身四周转动连接有多个可变形机构，所述可变形机构用于支撑所述工作塔身，所述可变形机构适于通过调节长度改变所述工作塔身的离地位置；所述工作塔身包括上转盘和下转盘，所述上转盘和所述下转盘转动连接，所述工作塔身上开设有牵引通道，所述牵引通道穿过所述上转盘和所述下转盘，所述牵引机构包括径向滑轮组和周向滑轮组，所述径向滑轮组设置于所述上转盘上，所述周向滑轮组设置于所述下转盘上，起重绳适于从所述径向滑轮组引入，并从所述牵引通道处穿过所述周向滑轮组。

2.如权利要求1所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述可变形机构包括基节支腿、伸缩节支腿和驱动组件，所述伸缩节支腿与所述工作塔身转动连接，所述基节支腿与所述伸缩节支腿滑动连接，所述驱动组件设置于所述基节支腿上，所述驱动组件适于调节所述基节支腿和所述伸缩节支腿之间的重合长度。

3.如权利要求2所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述伸缩节支腿嵌套于所述基节支腿内，所述基节支腿一侧开设有滑动口，所述伸缩节支腿上沿滑动方向设置有连接齿条，所述连接齿条配合安装至所述滑动口内，所述连接齿条与所述驱动组件配合连接。

4.如权利要求3所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述基节支腿上设置有导向组件，所述导向组件包括导向辊，所述导向辊适于在所述驱动组件的两侧转动配合所述伸缩节支腿。

5.如权利要求2所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述伸缩节支腿的两端设置有限位部，所述基节支腿上设置有感应器，所述感应器适于在感应到所述限位部时使所述驱动组件停止运作，所述基节支腿的端部套设有可拆卸的连接头，所述连接头上开设有安装孔。

6.如权利要求1所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述可变形机构适于在所述工作塔身径向上活动，所述工作塔身的四周设置有限位器，所述可变形机构和所述工作塔身之间形成的夹角为α，所述限位器适于使α＜90°。

7.如权利要求1所述的一种组塔吊装设备，其特征在于：所述牵引通道设置于所述上转盘和所述下转盘的轴心处，所述径向滑轮组设置于所述牵引通道一侧，所述周向滑轮组包括多个周向滑轮，多个所述周向滑轮组合形成引导孔，所述引导孔与所述牵引通道位于同一轴心。

8.如权利要求1至7任一权利要求所述的一种组塔吊装设备的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：所述工作塔身置于塔基中心，将所述可变形机构与所述工作塔身进行连接，各个所述可变形机构之间牵绊连接，将起重绳穿过所述牵引机构并安装吊钩，使驱动组件连接电源；

S20：启动电源，所述可变形机构进行伸展并向上抬升所述工作塔身，直至伸缩节支腿完全伸出基节支腿，驱动组件停止，解除所述可变形机构之间的牵绊连接；

S30：调节各个所述可变形机构的长度，进行吊装作业；

S40：将塔节组装至塔脚上，基节支腿与塔脚一一对应连接；

S50：所述工作塔身伸展全部所述可变形机构，然后依次缩短各个所述可变形机构并连接至上方的塔节，待全部所述可变形机构完成连接后，所述可变形机构重新伸展并进行组塔作业；

S60：向上组装下一塔节，重复步骤S50，直至完成全塔组装；

S70：拆除所述组塔吊装设备。

9.如权利要求8所述的一种组塔吊装设备的操作方法，其特征在于，所述步骤S70包括步骤：

S71：塔顶设置固定点，固定点处配置开口滑轮，将起重绳套入，解除所述可变形机构与塔节的连接；

S72：所述组塔吊装设备上配置绞磨，绞磨与起重绳连接，转动所述绞磨放出起重绳，使所述组塔吊装设备从塔顶下降至地面，落地后解除起重绳。