一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具及其吊裝方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具及其吊裝方法，其可應用于廠房屋頂?shù)牡跹b、石油化工設備等的吊裝，尤其可應用于核電建設中帶有附件從而使重心偏移而受力不均衡的結(jié)構(gòu)的吊裝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，載荷分布不均衡件的吊裝分兩種情況:
一是索具等長，偏置吊裝。這種吊裝方法雖然不用調(diào)節(jié)索具系統(tǒng)的長度，但是個別吊耳局部受力較大，易發(fā)生變形，高空組對異常困難。對被組對件的支撐裝置強度要求極高，組對要求占用空間大。
[0003]二是通過調(diào)節(jié)可調(diào)拉桿，使索具長度不等，水平吊裝。目前這種吊裝方式是通過人工調(diào)節(jié)可調(diào)拉桿實現(xiàn)的。當索具受力時，很難進行人工調(diào)節(jié)，需將大型組件放下后調(diào)節(jié)之后再起吊檢測，經(jīng)反復起落鉤后調(diào)節(jié)達到可控范圍內(nèi)方可吊裝。這種方法調(diào)節(jié)困難、不好操作、誤差大、耗時長、危險系數(shù)大、吊裝效率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.本發(fā)明為大型受力不均衡組件的吊裝和高空組對提供了一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的新型吊具。
[0005]2.本發(fā)明為大型受力不均衡組件的吊裝提供了一種吊裝方法，利用本發(fā)明的吊具和吊裝方法可使大型受力不均衡組件變形最小，而且易操作、誤差小、耗時短、危險系數(shù)低、吊裝效率高，能很好的滿足吊裝和高空組對要求。
[0006]3.本發(fā)明的吊裝方法是:首先通過計算，確定大型受力不均衡組件的重心位置，令載荷分配器的中心與大型組件的重心在豎直方向上位于同一直線。計算出此時每根索具的受力并確定誤差范圍，將此數(shù)值輸入到控制器中，基于模糊PID控制原理設定相應的PLC程序，通過自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)平后方可實現(xiàn)吊裝和組對。
[0007]4.本發(fā)明的吊裝實現(xiàn)過程為:一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具，其特征是由載荷分配器、索具、油缸和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)構(gòu)成，自上而下依次相接。所述油缸和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過帶快速拆裝裝置的管路連接。所述的自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于包含了檢測裝置和自平衡控制系統(tǒng)。
[0008]所述的檢測裝置主要元件是油壓傳感器；自平衡控制系統(tǒng)由蓄電池、控制器、油壓傳感器、液壓泵站、模式選擇開關(guān)組成。其中控制器和蓄電池置于操縱柜內(nèi)，自動或手動模式選擇開關(guān)位于操縱柜面板上，油缸操縱多路閥每片出口都安裝有一個油壓傳感器，油缸的伸出或縮回動作，是通過控制器輸出電流給相應的電磁閥來實現(xiàn)。
[0009]其工作過程如下:在大型受力不均衡組件放置于地面時，油缸通過管路與放置在地面的液壓泵站相連接，將操縱柜面板上的選擇開關(guān)打到手動模式，通過油缸操縱多路閥上的手柄將油缸調(diào)節(jié)至初始位置后開始起吊。當組件離開地面200mm后，停止起吊，此時，將操縱柜面板上的選擇開關(guān)打到自動模式，控制器通過油壓傳感器采集每片閥的壓力，經(jīng)過控制器內(nèi)部運算轉(zhuǎn)換成實際拉力值，然后與理論計算值進行比較，當實際拉力值< 理論計算值且a (二者差值絕對值)大于ΛΧ (可調(diào)，需由現(xiàn)場調(diào)試來確定)時，控制器輸出電流給相應的電磁閥來控制油缸縮回，直至a < ΛΧ時為止。當實際拉力值>理論計算值且a(二者差值絕對值)大于ΛΧ (可調(diào)，需由現(xiàn)場調(diào)試來確定)時，控制器輸出電流給相應的電磁閥來控制油缸伸出，直至a < ΛΧ時為止。從而保證了對大型受力不均衡組件的重心位置進行不斷的反饋和及時調(diào)節(jié)，在達到起吊和組對的要求后，液壓泵站停止工作。將大型組件吊至500mm高度，懸空靜置20分鐘，檢測油缸受力及下口偏斜量是否在允許誤差范圍內(nèi)，滿足吊裝要求后，斷開管路中的快速拆裝裝置，此時液壓鎖止裝置及管路快速拆裝裝置共同起作用，將油缸保持在調(diào)整好的位置，確保吊裝和組對過程中大型組件的重心不再發(fā)生偏移。吊機緩慢起鉤，實現(xiàn)組件的吊裝和高空組對。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:在大型受力不均衡組件的吊裝和組對過程中，通過有限元分析、三維建模、模糊PID控制原理、自平衡檢測、自平衡監(jiān)控、自平衡調(diào)節(jié)等技術(shù)使偏心組件受力均衡、吊裝角度合理、變形最小、節(jié)約了人工調(diào)節(jié)的時間，大大提高了工作效率縮短了工期。
【附圖說明】
[0011]圖1為所述一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具(1)，由載荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)組成示意圖；
圖2為吊裝俯視示意圖；
圖3為所述自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)示意圖，包括了油壓傳感器(6)、蓄電池(7)、控制器(8)、液壓泵站(9)、模式選擇開關(guān)(10)、電機(11)、液壓泵(12)、電磁閥(13)和液壓油箱(14)；
圖4為所述自平衡控制系統(tǒng)電氣原理圖；
圖5為所述自平衡控制系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明涉及一種適用于不均衡載荷組件的吊裝和高空組對的新型自平衡吊具及其吊裝方法?，F(xiàn)結(jié)合附圖和實施例進行具體說明。本發(fā)明的新型吊具自上而下依次由載荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)構(gòu)成，見圖1。油缸(4)和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)通過帶有快速拆裝裝置的管路連接，其余部分連接均為銷軸連接。所述的自平衡控制系統(tǒng)，其特征是由蓄電池(7)、控制器(8)、模式選擇開關(guān)(10)和電磁閥(13)組成。
[0013]吊裝前的計算:吊裝前通過計算，確定大型組件的重心位置，令載荷分配器(2)的中心與大型組件的重心在豎直方向上位于同一直線。確定索具(3)最小吊裝角度(60° )及大型受力不均衡組件的吊裝角度后，計算出此時每根索具的受力并確定誤差范圍，并將此值輸入到控制器(8)預先編好的程序中。
[0014]吊裝過程如下:自上而下依次連接各組件，安裝完成后，液壓管路與放置在地面的液壓泵站相連接，將操縱柜面板上的模式選擇開關(guān)(10)打到手動模式，通過油缸(4)操縱多路閥上的手柄將油缸(4)調(diào)節(jié)至初始位置后開始起吊。當組件離開地面200mm后停止起吊。此時，將操縱柜面板上的模式選擇開關(guān)(11)打到自動模式，控制器(8)通過油壓傳感器
(6)采集每片閥的壓力，經(jīng)過控制器(8)內(nèi)部運算轉(zhuǎn)換成實際拉力值，然后與理論計算值進行比較，從而對大型受力不均衡組件的重心位置進行不斷的反饋和及時調(diào)節(jié)，在達到起吊和組對的要求后，泵站停止工作。將大型組件吊至500mm高度，懸空靜置20分鐘，檢測油缸
(4)受力及油缸伸長量是否在允許誤差范圍內(nèi)，滿足吊裝要求后，斷開管路中的快速拆裝裝置，此時液壓鎖止裝置及管路中的快速拆裝裝置共同起作用，將油缸(4)保持在調(diào)整好的位置，確保吊裝和組對過程中大型受力不均衡組件的重心不再發(fā)生偏移。吊機緩慢起鉤，以確保變形最小的情況下實現(xiàn)組件的吊裝和高空組對。
【主權(quán)項】
1.一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具(1)，其特征是:由載荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)構(gòu)成，自上而下依次相接。2.如權(quán)利要求1所述，一種載荷分配器(2)其特征在于:有至少兩個以上的載荷分配點；載荷分配器(2)上方與起重機自帶吊具連接，下方通過索具(3)、油缸(4)與大型偏心組件連接；兩兩之間連接件均為銷軸。3.如權(quán)利要求1所述，自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)通過管路與油缸(4)連接，管路中設置快速拆裝裝置。4.如權(quán)利要求1或3所述的自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)，其特征在于包含了檢測裝置和自平衡控制系統(tǒng)。5.如權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于利用油壓傳感器(6)來檢測油缸(4)的實際壓力值。6.如權(quán)利要求4所述的自平衡控制系統(tǒng)，其特征是由蓄電池(7)、控制器(8)、液壓泵站(9)和模式選擇開關(guān)(10)組成。7.如權(quán)利要求6所述的液壓泵站(9)，其特征是包括了電機(11)、液壓泵(12)、電磁閥(13)和液壓油箱(14)。8.如權(quán)利要求4所述的自平衡控制系統(tǒng)，其工作原理是:自平衡控制系統(tǒng)通過油壓傳感器(6)來采集信號，經(jīng)過控制器(8)內(nèi)部運算發(fā)出指令給相應的電磁閥(13)來控制油缸(4)的伸出或縮回，從而保證了對受力不均衡組件的重心位置進行不斷的檢測和及時的調(diào)節(jié)。9.如權(quán)利要求6或8所述控制器(8)，其特征在于選用的是可編程序控制器。10.一種大型受力不均衡組件的吊裝方法，其特征在于吊裝過程如下: (1)通過計算，確定大型受力不均衡組件的重心位置； (2)令載荷分配器(2)的吊裝中心與組件的重心在豎直方向上位于同一直線； (3)計算出此時每根索具的受力及每個油缸(4)的伸長量； (4)將受力數(shù)值輸入到控制器(8)中，設定相應的程序； (5)將油缸(4)上端分別與索具(3)相連； (6 )索具(3 )上端與載荷分配器(2 )的吊耳相連； (7)載荷分配器(2)的上端吊耳再與起重設備的吊具連接； (8)將起重設備連接上的吊具吊至大型組件上方，再將油缸(4)下端與大型組件上的吊耳連接； (9)通過管路將自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)與油缸(4)連接； (10)吊裝前，打開手動模式使自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)(5)處于工作狀態(tài)，油缸(4)調(diào)節(jié)到一定位置開始起吊，當大型組件離開地面200_后停止起吊，此時打開自動模式，油缸(4)進行伸長量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)結(jié)束后斷開管路中的快速拆裝裝置，油缸(4)伸長量保持不變； (11)將大型組件起吊至500mm，懸空靜置20分鐘，測量油缸伸長量是否在允許誤差范圍內(nèi)； (12)滿足吊裝條件后緩慢起鉤，將大型受力不均衡組件吊裝就位。11.一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具，其應用領域包括如下幾方面: (O核電建設中帶有附件從而使重心偏移而受力不均衡的結(jié)構(gòu)的吊裝；(2)石油化工行業(yè)中壓力容器等的吊裝；(3)民用廠房、屋頂類的吊裝等。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的吊具（1）及其吊裝方法。本發(fā)明的吊具（1）包括載荷分配器（2）、索具（3）、油缸（4）和自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)（5）。采用上述結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)時，本發(fā)明的新型吊具（1）和吊裝方法可保證大型組件，尤其是載荷不均衡的組件在吊裝過程中偏斜量最小，產(chǎn)生的變形較小，滿足組件、設備的吊裝及高空組對要求。
【IPC分類】B66C1/10
【公開號】CN104925637
【申請?zhí)枴緾N201410097322
【發(fā)明人】孫麗, 王盼盼, 曹旭陽, 滕儒民, 王欣, 潘志毅, 趙偉, 魏興, 李超, 甄龍
【申請人】大連理工大學, 大連益利亞工程機械有限公司, 大連益利亞咨詢有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年3月18日