CN1835885A - 利用斜拉力控制单元提升重物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种利用两个起重机吊钩(21和22)提升重物(40)的方法。该方法包括以下步骤：利用拉力控制单元(60)和连接绳索(50)沿斜向将靠近重物重心的重物的预定部分连接到远离重物重心的起重机吊钩，同时通过操作拉力控制单元来控制连接绳索的拉力，因此能够根据需要来控制起重机吊钩承受的提升载荷，并且使得起重机吊钩的最大提升能力能够被有效利用，因此能够在不改变起重机提升能力的情况下提高起重机吊钩的操作效率，并对所提升重物的重量变化立即作出反应。

Description

利用斜拉力控制单元提升重物的方法

技术领域

本发明总体上涉及利用斜拉力控制单元提升重物的方法，更具体地说，涉及当利用两个起重机吊钩提升重物时，利用斜拉力控制单元控制起重机吊钩的提升载荷从而提升重物的方法，因此可以使得起重机吊钩的最大提升能力得到有效利用，并且能够对重物重量和重心的变化立即作出反应。

背景技术

许多陆用和船用起重机已经在陆上和船上建筑工地中被用于提升重物。当利用这种起重机提升重物时，起重机的提升载荷由重物的重量和重心来决定。通常，在设计阶段，起重机吊钩的提升能力可以根据重物的重量和重心来确定。在采用两台起重机的情况下，根据起重机的提升载荷，起重机吊钩被设计成具有不同的提升能力。此外，当采用一台具有多个起重机吊钩的起重机时，起重机吊钩通常具有相同的提升能力。因此，可以根据起重机吊钩的最大提升能力，选择所需的起重机。由于在设计阶段确定的重物的重量和重心会因为在实际建筑工地上的制造过程或设计上的改变而发生变化，因此起重机吊钩的提升能力必须具有较大的公差，以对提升载荷的变化立即作出反应。起重机的结构仅允许沿垂直方向提升重物。因此，靠近设计阶段确定的重物重心的起重机吊钩所承受的实际提升载荷大于在设计阶段确定的设计提升载荷。另一方面，远离设计阶段确定的重物重心的另一起重机吊钩所承受的实际提升载荷小于在设计阶段确定的设计提升载荷。在这种情况下，靠近重物重心的位置必须使用具有较大提升能力的起重机吊钩。或者，必须减轻重物的重量以提升重物。为了使用具有较大提升能力的起重机吊钩，必须在工作阶段制备具有较大提升能力的新的起重机吊钩，因此增加了制造起重机的成本和复杂程度。从而，需要采用具有较大提升能力的起重机吊钩。因此，提出了一种减轻重物重量的方法。

但是，为了减轻重物的重量，必须将重物分成几部分且必须进行多次提升操作。这种传统的方法不仅浪费时间且成本高。特别是，在建造船舶时如果当重物不能一次提升起来时，需要重复进行提升操作，因此较为复杂。

发明内容

因此，考虑到现有技术中存在的上述问题提出本发明，本发明的目的是提供一种在不改变起重机能力的情况下提升重物的方法，该方法包括以下步骤：利用拉力控制单元和连接绳索沿斜向将靠近设计阶段确定的重物重心的重物的预定部分连接到远离重物重心的起重机吊钩，同时通过操作拉力控制单元来控制连接绳索的拉力，因此能够根据需要控制起重机吊钩的提升载荷，并且使得起重机吊钩的最大提升能力能够被有效利用，因此能够提高起重机吊钩的操作效率，并对所提升重物的重量和重心的变化立即作出反应。

有益效果

这种方法能够使起重机得到最有效的利用，因此降低了提升重物所需的成本，缩短了利用起重机建造所需的时间。

附图说明

结合附图，通过下面的详细描述将更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特点以及其它优势，在附图中：

图1是表示利用传统起重机提升重物的结构示意图；

图2是表示根据本发明的利用斜拉力控制单元提升重物的结构示意图；以及

图3是表示在图2的斜拉力控制单元的作用下起重机吊钩的操作效率的变化的图表。

具体实施方式

参照附图，其中不同附图中所用的相同的标记数字代表相同或相似的部件。

如图1和2所示，利用起重机提升的重物40通过主绳索30连接到第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22。如图2所示，根据本发明，起重机设置有斜拉力控制单元60。拉力控制单元60沿斜向连接到设计阶段确定的靠近重物40重心的重物40的预定部分以及远离重物重心的第二起重机吊钩22。操作拉力控制单元60以控制后面将会描述的连接绳索50的拉力，从而提高第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的操作效率。可以使用液压起重器(jack)或电机作为拉力控制单元60。具体地说，拉力控制单元60和连接绳索50斜向连接到设计阶段确定的靠近重物40重心的重物40的预定部分以及远离重物重心的第二起重机吊钩22。当连接绳索50通过拉力控制单元60拉紧时，连接绳索50的长度减小，因此可以控制第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的提升载荷。

图1表示利用传统的没有拉力控制单元60的起重机提升重物40。假定重物40的重量是W，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22之间的距离是L，偏心距为e。那么，通过下面的公式[1]可以得出作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的提升载荷Ha和Hb。

$H_a=W_a=\frac{W}{2}+W\frac{e}{L},H_b=W_b=\frac{W}{2}-W\frac{e}{L}---\left[1\right]$

通常，在设计阶段，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的提升能力由根据公式[1]计算的提升载荷Ha和Hb决定。

但是，重物40的实际重量和实际重心可能与设计阶段确定的重量和重心不同。当重物的重量W和偏心距e改变时，可以通过下面的公式[2]得出作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的提升载荷。

$H_a={W_b}^{,}=\frac{W^{,}}{2}+W^{,}\frac{e^{,}}{L},H_b={W_b}^{,}=\frac{W^{,}}{2}-W^{,}\frac{e^{,}}{L}---\left[2\right]$

根据公式[2]，当重物的实际重量W’等于设计阶段确定的重量，实际偏心距e’大于设计阶段确定的偏心距时，作用在第一起重机吊钩21上的实际提升载荷Ha将变得大于设计阶段确定的提升载荷，而作用在第二起重机吊钩22上的实际提升载荷Hb将变得小于设计阶段确定的提升载荷。在这种情况下，靠近重物40重心的部位需要设置提升能力大于设计阶段确定的第一起重机吊钩21的提升能力的起重机吊钩。另一方面，远离重物40重心的部位需要设置提升能力小于设计阶段确定的第二起重机吊钩22的提升能力的起重机吊钩。

图3表示了第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的操作效率与拉力控制单元60的操作之间的关系。

当通过拉力控制单元60控制连接绳索50的拉力时，可以通过下面的公式[3]得出作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的提升载荷Ha和Hb。

$H_a={\left(W_a\right)}^{,}-D\sin \mathrm{\φ}=\frac{W^{,}}{2}+W^{,}\frac{e^{,}}{L}-D\sin \mathrm{\φ}$

$H_b={\left(W_b\right)}^{,}+D\sin \mathrm{\φ}=\frac{W^{,}}{2}-W^{,}\frac{e^{,}}{L}+D\sin \mathrm{\φ}---\left[3\right]$

如图2所示，重量Wa’和偏心距e’不变，而拉力D变化。因此，能够通过控制拉力D来控制作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的提升载荷Ha和Hb。这种操作允许第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22承受设计阶段确定的提升载荷，因此允许起重机的最大承载能力被有效利用，并且能够对重物40重心的变化立即作出反应。

下面参考实施例对第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的操作效率随拉力控制单元60的操作而发生的变化进行说明。

实施例

假定重物40的重量W为1500吨，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22之间的距离L为30米，第一起重机吊钩21和重物重心之间的距离a为12米，第二起重机吊钩22和重物重心之间的距离b为18米，偏心距e为3米，则在设计阶段，可以根据公式[1]计算出作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的最大提升载荷分别为900吨和600吨。

$H_a=W_a=\frac{W}{2}+W\frac{e}{L}=\frac{1500}{2}+1500s\frac{3}{30}=900\left(\mathrm{ton}\right)$

$H_b=W_b=\frac{W}{2}-W\frac{e}{L}=\frac{1500}{2}-1500s\frac{3}{30}=600\left(\mathrm{ton}\right)$

当未使用拉力控制单元60时，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22实际工作阶段的最大提升载荷可以通过公式[2]得出。在这种情况下，重物40的重量W和第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的最大提升载荷保持在设计值不变。即，重物的重量W为1500吨，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的最大提升载荷分别为900吨和600吨。另一方面，假定第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22之间的距离L为30米，第一起重机吊钩21和重物重心之间的距离a’变为10米，第二起重机吊钩22和重物重心之间的距离b’变为20米，偏心距e’变为5米，则作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的实际最大提升载荷可以通过公式[2]计算如下。

$H_a={W_b}^{,}=\frac{W^{,}}{2}+W^{,}\frac{e^{,}}{L}=\frac{1500}{2}+1500s\frac{5}{30}=1000$

$H_b={W_b}^{,}=\frac{W^{,}}{2}-W^{,}\frac{e^{,}}{L}=\frac{1500}{2}-1500s\frac{5}{30}=500$

在这种情况下，第一起重机吊钩21的设计最大提升载荷为900吨，而第一起重机吊钩21的实际最大提升载荷为1000吨。因此，第一起重机吊钩21不能提升重物40。

同时，当使用本发明的拉力控制单元60时，实际工作阶段作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的实际最大提升载荷可以通过公式[3]得出。在这种情况下，假定重物的重量W为1500吨，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的实际最大提升载荷分别为900吨和600吨，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22之间的距离L为30米，第一起重机吊钩21和重物重心之间的距离a为10米，第二起重机吊钩22和重物重心之间的距离b为20米，偏心距e为5米，重物40与拉力控制单元60之间的角度φ为35°，大约174吨的拉力通过拉力控制单元60作用在连接绳索50上。那么，作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的实际最大提升载荷可以根据公式[3]计算如下。

$H_a={\left(W_a\right)}^{,}-D\sin \mathrm{\φ}=\frac{W^{,}}{2}+W^{,}\frac{e^{,}}{L}-D\sin \mathrm{\φ}$

$=\frac{1500}{2}+1500s\frac{5}{30}-174.4\sin 35w=900\left(\mathrm{ton}\right)$

$H_b={\left(W_b\right)}^{,}+D\sin \mathrm{\φ}=\frac{W^{,}}{2}-W^{,}\frac{e^{,}}{L}+D\sin \mathrm{\φ}$

$=\frac{1500}{2}-1500s\frac{5}{30}+174.4\sin 35w=600\left(\mathrm{ton}\right)$

因此，第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22能够以设计阶段确定的最大提升载荷提升重物40。

表1表示了提升载荷、最大提升能力、以及第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22的操作效率随拉力控制单元60的操作的变化而发生变化。如表1所示，当通过不使用拉力控制单元60的传统方法提升重物40，且重物40的重心朝第一起重机吊钩21移动2米距离时，第一起重机吊钩21必须承受1000吨的提升载荷。但是，因此第一起重机吊钩21的提升能力为900吨，所以第一起重机吊钩21不能提升重物40。在这种情况下，作用在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22上的最大提升载荷分别为900吨和500吨，因此作用在起重机上的最大提升载荷为1400吨。但是，当使用根据本发明的拉力控制单元60时，可以控制第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22所承受的提升载荷，因此允许起重机提升1500吨的重物。从而，起重机能够在第一起重机吊钩21和第二起重机吊钩22具有100％操作效率的情况下工作。

表1

传统方法						本发明
													吊钩A		吊钩B		最大提升载荷	效率(％)	斜拉力(D)	吊钩A		吊钩B		最大提升载荷	效率(％)
计算值	最大能力	计算值	最大能力	计算值	最大能力	计算值	最大能力
								1000.0	900.0	500.0	500.0	1400.0	93.3	0	1000.0	900.0				500.0	500.0	1400.0	93.3
50	971.3	900.0	528.7	528.7	1428.7	95.2
							100							942.6	900.0	557.4	557.4	1457.4	97.2
150	914.0	900.0	586.0	586.0	1486.0	99.1
							174.4							900.0	900.0	600.0	600.0	1500.0	100

工业实用性

如上所述，本发明提供了一种利用两个起重机吊钩提升重物的方法，该方法利用了斜拉力控制单元，因此使得起重机吊钩的最大提升能力能够被有效利用，从而降低了提升重物所需的成本，并且能够对重物重量的变化立即作出反应，因此使装船所需的时间最小化。

虽然为了说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的条件下，可以进行各种修改、增加和替换。

Claims (1)

1.一种利用两个或多个起重机吊钩提升重物的方法，该方法包括以下步骤：利用拉力控制单元和连接绳索沿斜向将靠近重物重心的重物的预定部分连接到远离重物重心的起重机吊钩，同时通过操作拉力控制单元来控制连接绳索的拉力，因此能够根据需要来控制起重机吊钩承受的提升载荷，并且使得起重机吊钩的最大提升能力能够被有效利用，因此能够在不改变起重机提升能力的情况下提高起重机吊钩的操作效率，并对所提升重物的重量变化立即作出反应。

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