CN200999182Y - 塔式起重机在线监控及寿命统计系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塔式起重机在线监控及寿命统计系统。本实用新型的特别之处在于：包括有安装在弓板式力矩限制器上的、能够测量弓板变形量的位移传感器。本实用新型的在线监控及寿命统计系统，主要具有以下特点：1)实现塔机起重力矩的在线监控，实时显示塔机起重力矩值，具有可靠性强，抗干扰性好，成本低的特点。2)预警。3)对前100次工作循环起重力矩峰值及发生时间自动进行刷新记录。4)记录输出该塔机一定时期的载荷状态和工作循环次数，为塔机疲劳计算和安全寿命评估提供依据。

Description

塔式起重机在线监控及寿命统计系统

技术领域：

本实用新型涉及一种塔式起重机在线监控及寿命统计系统。

背景技术：

塔式起重机是现代施工中必不可少的重要施工设备，广泛应用于宾馆、住宅、工业建筑、大跨度厂房及高塔形建筑物的施工，也可以用于码头、货场的货物装卸和搬运。塔式起重机(以下简称塔机)对保证施工质量、保证施工安全、提高施工效率起着关键作用，也是机械化施工水平的重要标志。

随着我国塔机产量和保有量的不断增长，各种安全事故也日益增多，塔机使用环节普遍存在的超载和违章作业等现象，是导致塔机事故的直接原因。根据建设部《关于进一步加强塔式起重机管理预防重大事故的通知》：自1998年以来，在塔机事故中，一次死亡3人以上的重大事故就有25起，共造成76人死亡，18人重伤。又据国内权威部门对1200例塔机事故的调查分析，塔机倾翻和断臂等事故占了塔机事故的70％，而这些事故的主要原因是超载和违章作业引起的。消除超载作业是保证塔机使用安全的首要任务。

建筑施工单位为了降低设备的购买成本，一般购买中小规格的塔机，为赶工期普遍超载作业；由于塔机市场处于买方市场，用户的超载行为无法限制。虽然塔式起重机在出厂时设计安装有力矩限制器、重量限制器等安全装置，平时用户为超载作业根本不使用，限制器的连线被切断，超载出事故后用户就把限制器的线再接上，逃避超载的责任。由于塔机事故发生后，事故鉴定人员及塔机生产厂往往是接到用户的通知后才赶到现场，此时第一现场多已被改动或破坏，甚至是人为地被伪装成相反的情况。塔机生产厂及安全管理部门往往处于被动无奈的地位。

因此，采用塔机在线监控系统是必要的，首先能使塔机用户消除侥幸心理、增强责任感，杜绝超载和违章作业，保护国家和人民生命财产的安全；另外，基于目前普遍存在的超载和违章作业现象，塔机设计和生产单位在塔机结构上均采取较为保守的加强措施，造成了一定浪费。采用塔机在线监控系统，既能保护塔机生产行业的名誉和利益，这一点对塔机行业的健康发展是十分重要的，同时还能杜绝超载和违章作业。塔机在线监控系统的实施成功将使塔机行业从设计、制造、到使用各个环节发生质的变化。

根据资料查询，国外塔机在线监控系统使用较早，一般采用起重量、工作幅度、起升高度等塔机作业参数传感器，采用微机控制和LCD液晶图形显示技术，同时具备安全装置、作业参数显示、在线监控的综合功能；为实现抗干扰、保证系统的精度和可靠性，系统比较复杂，售价动辄数万元，国内中小塔机市场根本无法接受。

目前国内塔机力矩限制器有机械式、电子式等型式，其中机械式又分为多功能式和弓板式，从理论上讲，在上述几种限制器的基础上加设在线监控系统均是可行的，但是要在量大、面广的中小型在用塔机和新生产塔机上安装在线监控系统，首先要保证可靠性，其次要降低成本，使中小塔机用户能接受。电子式力矩限制器和多功能式力矩限制器需要分别采集起重量和工作幅度信号，然后计算得出起重力矩。由于信号源数量多，另外受变幅钢丝绳松紧、滑移的变化影响，信号不准确也不稳定。因此，在电子式、多功能机械式力矩限制器的基础上研究在线监控系统，其可靠性、抗干扰性、经济性很难保证。

发明内容：

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种塔式起重机在线监控及寿命统计系统，可以实现塔机起重力矩的在线监控，记录一定时期的载荷状态和工作循环次数，具有可靠性强，抗干扰性好，成本低的特点。

本实用新型是通过以下措施来实现的：

本实用新型涉及一种塔式起重机在线监控及寿命统计系统，其特别之处在于：包括有安装在弓板式力矩限制器上的、能够测量弓板变形量的位移传感器。

本实用新型的在线监控及寿命统计系统，所述的位移传感器外部安装有同时具有抗干扰和抗冲击功能的防护罩

本实用新型的在线监控及寿命统计系统，为了显示准确、可靠，抗环境干扰，所述的位移传感器为数字式位移传感器。

本实用新型的在线监控及寿命统计系统，所述的数字式位移传感器通过数据线连接有可以记载起重力矩峰值及发生时间、记录输出载荷状态和工作循环次数的单片机，作为分析事故成因的关键原始数据，为塔机疲劳计算和安全寿命评估提供依据。

弓板式力矩限制器是水平臂小车变幅塔式起重机常用的力矩限制器，如图1所示，安装在塔顶后主弦杆下端，其工作原理是通过放大起重力矩作用在塔顶下段主弦杆的应变来控制起重力矩，当变形超过设计值，行程开关动作切断起升及向前变幅电路。由于弓板式力矩限制器是直接通过放大起重力矩作用在塔顶下段主弦杆的应变来控制起重力矩，信号源单一、稳定。

基于弓板式力矩限制器，本实用新型研究开发具有在线监控及寿命统计的塔式起重机。在弓板式力矩限制器上，安装数字式位移传感器，如图2所示。该系统检测塔机吊重时弓板的变形量：首先在塔机转场安装调试完毕后，起吊额定起重量，标定存储额定起重力矩变形量，在塔机工作过程中，检测每一次吊重的起重力矩变形量并与标定的额定起重力矩变形量相比较，得出实测起重力矩。该系统检测精度高，成本低，抗干扰能力强，能适应恶劣的工作环境。应用单片机技术可实现塔机工作力矩的数字化显示和记录；可以统计得出塔机工作的载荷状态(满载率)和工作循环次数，为塔机疲劳计算和安全寿命评估提供依据；可以查询塔机超载工况，从而提高塔机的操作安全性，杜绝超载和违章作业。

本实用新型的在线监控及寿命统计系统，主要具有以下特点：

1)实现塔机起重力矩的在线监控，实时显示塔机起重力矩值，具有可靠性强，抗干扰性好，成本低的特点。

2)当起重力矩达到额定起重力矩的90％时，指示预警；达到额定起重力矩时，系统报警，同时切断小车向外运行和起升机构起升的电路。

3)对前100次工作循环起重力矩峰值及发生时间自动进行刷新记录；对超载等特殊工况起重力矩及发生时间进行记录、存储，输出查询，作为分析事故成因的关键原始数据。

4)记录输出该塔机一定时期的载荷状态和工作循环次数，为塔机疲劳计算和安全寿命评估提供依据。

附图说明：

图1：弓板式力矩限制器工作原理及安装位置示意图

图2：本实用新型的位移传感器的安装结构示意图

图3：塔机在线监控及寿命统计系统框图

图中，1：弓板式力矩限制器、2：位移传感器、3：防护罩、4：数据线

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的说明。

图1为弓板式力矩限制器工作原理及安装位置示意图。

图2为本实用新型的位移传感器的安装结构示意图。弓板式力矩限制器1安装在塔顶后主弦杆下端，在弓板式力矩限制器1上安装有能够测量弓板变形量的数字式位移传感器2，数字式位移传感器2通过数据线4连接有可以记载起重力矩峰值及发生时间、记录输出载荷状态和工作循环次数的单片机，数字式位移传感器外安装有具有抗干扰和抗冲击功能的防护罩3。

本实用新型的塔机在线监控及寿命统计系统如图3所示。

对采用弓板式力矩限制器的塔机，可以在原限制器上加装该塔机在线监控及寿命统计系统；也可以保留原力矩限制器，采用包括弓板在内的全套系统。

对采用多功能机械式和电子式力矩限制器的塔机，应采用包括弓板在内的全套系统。

Claims (4)

1.一种塔式起重机在线监控及寿命统计系统，其特征在于：包括有安装在弓板式力矩限制器(1)上的、能够测量弓板变形量的位移传感器(2)。

2.根据权利要求1所述的在线监控及寿命统计系统，其特征在于：所述的位移传感器(2)外部安装有同时具有抗干扰和抗冲击功能的防护罩(3)。

3.根据权利要求1或2所述的在线监控及寿命统计系统，其特征在于：所述的位移传感器(2)为数字式位移传感器。

4.根据权利要求3所述的在线监控及寿命统计系统，其特征在于：所述的数字式位移传感器通过数据线(4)连接有可以记载起重力矩峰值及发生时间、记录输出载荷状态和工作循环次数的单片机。

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