專利名稱：塔式起重機及其平衡檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程機械技術領域，更具體地，涉及一種塔式起重機及其平衡檢測系 統(tǒng)。
背景技術：
塔式起重機是現代工業(yè)與民用建筑的主要施工機械之一，塔式起重機的起升高度 和工作幅度的性能優(yōu)勢，使其在高層建筑施工中被廣泛應用。由于塔式起重機高空作業(yè)的特點，其誘發(fā)不安全的因素較多。高層的塔式起重機 的安裝、使用、拆除過程中，對安全技術管理和操作者的水平要求極高，稍有不慎，極易造成 惡性事故。從我國近年塔式起重機的事故案例來看，事故主要發(fā)生在塔式起重機的裝拆過 程中。就現在的塔式起重機的技術水平而言，塔式起重機的拆裝工作是對操作者技術水平 要求是非常高的，一個小小的疏忽就極易造成重大的人身傷亡事故。所以，國家和各地方 有關行政管理部門出臺了各種安全規(guī)程，各生產廠商和用戶也制定了各自的技術和管理要 求，但還是難以避免由于裝拆原因造成的塔式起重機重特大事故的發(fā)生。如圖1所示，塔式起重機一般由上回轉部分和塔身兩部分組成，這兩部分用過回 轉支撐連接在一起?；剞D支撐與平面軸承的工作原理相似，回轉支撐上部連接有上支座，上 支座與吊臂50’、平衡臂60’等連接；回轉支撐下部連接有下支座30’，下支座30’與標準節(jié) 10’和套架20’分別連接。若干個標準節(jié)10’組成塔身，套架20’通過兩組滾輪套裝在標準 節(jié)10’上，套架20’上還安裝有頂升油缸。當塔式起重機做回轉運動時，回轉支撐以上部分 繞塔身中心轉動，故稱為上回轉部分，而回轉支撐以下部分如標準節(jié)10’和套架20’則固定 不動。塔式起重機加高過程是這樣的，首先，裝在吊臂50’上的吊鉤40’吊上一適當重 物，移動吊鉤40’在吊臂50’上的水平位置，使吊臂50’和平衡臂60’兩邊相對于塔身的彎 矩基本平衡后，松開下支座30’與標準節(jié)10’連接的連接螺栓，并使安裝在套架20’上的頂 升油缸的一端支撐在標準節(jié)10’的踏步上，當油缸伸長時，在兩組滾輪導向的作用下，套架 20’就會通過上部的連接支腿使塔式起重機的上回轉部分脫離標準節(jié)10’頂部并順著標準 節(jié)10’上升。頂升完成后，下支座30’將與標準節(jié)10’頂部會空出一個標準節(jié)的空位，此時， 上回轉部分將全部由套架20’支撐，如果此時在標準節(jié)10’頂部和下支座30’之間再裝上 一節(jié)標準節(jié)10’，新裝標準節(jié)10’的上部與下支座30’連接，新標準節(jié)10’的下部與原有標 準節(jié)10’相連，這樣塔式起重機就完成了加高的過程。塔式起重機要降低高度時，上面過程相反即可。套架20’的幾面還因為功能不同也有不同的稱謂，在拆裝工況下，面臨吊臂這邊的 套架20’有個較大的開口，以便于標準節(jié)10’進出，所以稱為引進面，引進面的上部通過兩 個支腿與下支座30’連接；而在平衡臂60’那邊，在拆裝工況下，是通過油缸頂升起塔式起 重機上回轉部分的，主要起承載作用的面稱為頂升面，頂升面也是通過兩個支腿與下支座 連接，頂升面上還安裝有頂升油缸。套架20’的頂升面和引進面通過兩側面的桿件固定成形。在塔式起重機拆裝過程中，一個非常重要的環(huán)節(jié)是配平環(huán)節(jié)，就是在松開下支座 30’的四個支腿與標準節(jié)10’的連接螺栓之前，必須要使上回轉部分配平。配平過程如下 首先吊鉤40’吊起一定的重物，然后移動吊鉤40’在吊臂50’上水平的位置，使塔式起重機 上回轉部分的重心落在套架20’的頂升面的兩個支腿上。如果不配平就可能會出現重大事 故，因為當塔式起重機上回轉部分通過套架20’上的油缸頂高后，套架20’承載了塔式起重 機上回轉部分全部的重量和不平衡彎矩，而一般設計套架20’時，原則上只是考慮承載塔式 起重機上回轉部分的重量，認為頂升狀態(tài)下是平衡的，因為在平衡狀態(tài)下，上回轉部分的重 量是通過下支座的兩個支腿傳遞到套架的頂升面的，經套架20’頂升面的部分結構傳遞至 安裝在頂升面一側的頂升油缸，再由油缸傳遞到標準節(jié)10’的踏步上，然后由塔身來承載上 部重量，而此時套架所承受的不平衡彎矩是較小的。所以，在設計套架20’時，對不平衡彎矩 的承載能力是基本不作考慮，也就是說，套架20’對塔式起重機上回轉部分的不平衡彎矩的 承載能力是非常有限的。在不配平的情況下，就有可能使不平衡彎矩過大，就會使套架20’ 結構破壞而出現重大事故，其次，此時上部的不平衡彎矩是通過安裝在套架20’上的兩組滾 輪傳遞到標準節(jié)10’的側面上的，這與標準節(jié)10’的正常工作狀態(tài)截然不同，當上部的不平 衡彎矩過大，即使套架20’結構不被破壞，也會使標準節(jié)10’的結構破壞而引發(fā)重大事故。如上所述，在塔式起重機的拆裝工況下，如何保證上回轉部分的重心是否落在套 架的頂升面上就是能否對塔式起重機實施安全拆裝的首要條件，各種塔式起重機的安裝使 用說明都要求在拆裝前必須做到上回轉部分平衡，而且國家和各地方政府出的各種安全規(guī) 范都對此做出了強調。就現在的塔式起重機而言，從技術上來講，通過移動吊鉤的方法是可 以使塔式起重機的上回轉部分的重心落在套架的頂升面上的，但如何判定上回轉部分是否 達到平衡卻是一個難題。因為即使已經配平，也沒有明顯的狀態(tài)可以表示塔式起重機上部 是否已經達到平衡。大多數情況下都是憑經驗判斷是否平衡，比如觀察螺栓連接情況，套架 20’各個滾輪與標準節(jié)10’的支撐情況等等，這就要求操作者必須具備相當的實踐經驗和清 晰的思路，然而這種主觀臆斷往往會出現錯誤的結果，這也是起重機在拆裝工況下經常發(fā) 生事故的主要原因。
發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種能夠檢測拆裝工況下的塔式起重機的上回轉部分是否達到 平衡、從而提高塔式起重機的使用安全性能的塔式起重機及其平衡檢測系統(tǒng)。根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，塔式起重機包 括下支座和套架，塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)包括測力傳感器，下支座與套架通過測力傳 感器相連接。進一步地，下支座上設置有下支座支腿，套架上設置有套架支腿，測力傳感器連接 下支座支腿和套架支腿。進一步地，測力傳感器為銷軸式測力傳感器。進一步地，套架支腿上具有套架連接孔，下支座支腿上具有與套架連接孔同軸的 支座連接孔，銷軸式傳感器穿過套架連接孔和支座連接孔。進一步地，測力傳感器連接位于套架的引進面?zhèn)鹊奶准苤群拖鄳南轮ё?。進一步地，位于套架的引進面?zhèn)鹊膬蓚€套架支腿與相應的下支座支腿之間均通過 測力傳感器相連接。進一步地，各個下支座支腿與相應的各個套架支腿之間均通過測力傳感器相連接。進一步地，塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)還包括測量顯示單元，與測力傳感器通信 連接，并顯示測力傳感器的檢測結果。進一步地，測量顯示單元包括信號處理單元，接收測力傳感器發(fā)出的測量信號并 將其轉換成測量數據；數據處理及顯示單元，與信號處理單元通信連接，接收并處理信號處 理單元發(fā)出的測量數據，并顯示測量數據。根據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種塔式起重機，塔式起重機包括前述的塔式 起重機的平衡檢測系統(tǒng)。采用本發(fā)明的塔式起重機及其平衡檢測系統(tǒng)，平衡檢測系統(tǒng)包括測力傳感器，塔 式起重機的下支座與套架通過測力傳感器相連接。通過測力傳感器檢測套架的受力狀況， 判斷塔式起重機的拆裝工況下其上回轉部分是否達到平衡狀態(tài)，減少了拆裝工況下的重大 人身傷亡事故的發(fā)生，提高了塔式起重機的使用安全性能。
附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是現有技術的塔式起重機的結構示意圖；圖2是根據本發(fā)明的塔式起重機的套架及下支座的結構示意圖；圖3是根據本發(fā)明的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)的測力傳感器的安裝位置示意 圖；圖4是圖3的測力傳感器的安裝位置示意圖的局部放大圖；以及圖5是根據本發(fā)明的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)的測量顯示單元的示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)。如圖2至圖5所示，根據本發(fā)明的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，塔式起重機包括下 支座30和套架20，平衡檢測系統(tǒng)包括測力傳感器80，下支座30與套架20通過測力傳感器 80相連接。測力傳感器80作為下支座30與套架20的連接部，通過其自身的受力，檢測套架 20的受力狀況，從而判斷塔式起重機的拆裝工況下其上回轉部分是否達到平衡狀態(tài)，減少 了拆裝工況下的重大人身傷亡事故的發(fā)生，提高了塔式起重機的使用安全性能。具體的說， 在套架20支撐塔式起重機上回轉的重量的情況下，上回轉部分的重心位置不同，套架20的 所受到的由下支座傳下來的力是完全不同的，從而作為連接部的測力傳感器80也受到影 響。根據測力傳感器80的受力情況，可以得知出上回轉部分的重心位置，從而判斷上回轉部分是否已經配平，是否可以進行標準節(jié)的安裝或者拆卸。根據本發(fā)明的一個實施例，如圖2至圖4所示，下支座30上設置有下支座支腿31， 套架20上設置有套架支腿21，測力傳感器80連接下支座支腿31和套架支腿21。在套架20的頂升面上的頂升油缸70支撐塔式起重機的上回轉部分的情況下，上 回轉部分的重心位置不同，套架20的頂升面的兩個支腿和引進面的兩個支腿所受到的由 下支座31傳下來的力是完全不同的，當上回轉部分的重心位置在引進面以外即處于塔式 起重機的吊臂上時，引進面的套架支腿21承受壓力，頂升面的套架支腿21承受拉力；當上 回轉部分的重心位置在引進面和頂升面之間時，引進面和頂升面的套架支腿21都承受壓 力；當上部重心落在頂升面以后即處于塔式起重機的平衡臂上時，套架頂升面的套架支腿 21承受壓力，而引進面?zhèn)鹊奶准苤?1承受拉力；當塔式起重機上回轉部分的重心位置落 在套架20的頂升面上時，套架20的引進面上的套架支腿21的受力接近為零，頂升面的套 架支腿21所承受的是塔式起重機上回轉部分的全部重量。根據如上分析，在正常的頂升狀態(tài)下，要求上回轉部分的重心位置落在頂升面上， 所以連接套架20的引進面一側的套架支腿21和下支座支腿31之間的連接部上的測力傳 感器將只承受較少的拉壓力，通過連接下支座支腿31和套架支腿21的測力傳感器80的設 置，測量測力傳感器80的受力情況，可以直觀的得知塔式起重機的上回轉部分是否已經配 平，從而判斷是否進行后續(xù)的拆裝標準節(jié)40的工作。如圖4所示，測力傳感器80為銷軸式測力傳感器。套架支腿21上具有套架連接 孔，下支座支腿31上具有與套架連接孔同軸的支座連接孔，銷軸式測力傳感器穿過套架連 接孔和支座連接孔。套架支腿21上設置有插入部，插入部插入下支座支腿31下部的連接槽中，插入部 上具有套架連接孔，連接槽的兩側的側壁上具有與套架連接孔同軸的支座連接孔，銷軸式 測力傳感器穿過套架連接孔和支座連接孔，將下支座30與套架20連接在一起。采用銷軸 式傳感器80，安裝方便，且能夠準確測量套架20的受力。根據上述實施例可知，在支座30和套架20上設置測力傳感器，可以測知塔式起重 機的上回轉部分是否已經配平。測力傳感器不限于為銷軸式測力傳感器，當支座30和套架 20不采用銷軸式連接方式而采用其他連接方式時，測力傳感器也可以為其他類型，例如為 螺栓固定式或剪切梁式測力傳感器。根據本發(fā)明的一個實施例，測力傳感器設置80連接位于套架20的引進面?zhèn)鹊奶?架支腿21和相應的下支座支腿31。將下支座30與套架20通過測力傳感器80相連接，通過測力傳感器80可以測量 出套架支腿21上要承載多大的力，通過該力的大小即可判定塔式起重機上部是否平衡。如 圖2和圖3所示，套架20和下支座30有4個支腿相連接，頂升面?zhèn)扔袃蓚€，引進面?zhèn)扔袃?個。優(yōu)選地，在引進面安裝測力傳感器80，在塔式起重機處于非頂升狀態(tài)時，套架20掛在下 支座30上，作為連接部的測力傳感器80只承受套架20重量；在塔式起重機處于頂升狀態(tài) 時，在上回轉部分處于平衡狀態(tài)時，測力傳感器80也是不受力的，所以，將測力傳感器80設 置在引進面?zhèn)鹊倪B接部上，對測力傳感器80的承載能力要求不高，因此可以降低平衡檢測 系統(tǒng)的成本。優(yōu)選地，位于套架20的引進面?zhèn)鹊膬蓚€套架支腿21與相應的下支座支腿31之間均通過測力傳感器80相連接。套架20的引進面一側的兩個套架支腿21與下支座30的下支座支腿31之間均通 過測力傳感器80相連接，可以使得測量結果更加準確。另外，在對測量精度要求不高的情 況下，為了降低成本，也可以只是在套架20的引進面?zhèn)鹊膬蓚€支腿中的任何一個支腿與下 支座支腿31之間的采用測力傳感器80相連接。根據本發(fā)明的另一個實施例，各個下支座支腿31與相應的各個套架支腿21之間 均通過測力傳感器80相連接。在對測量精度要求很高的情況下，所有的下支座支腿31與套架支腿21之間均通 過測力傳感器80相連接，全面判斷套架支腿21上的受力，從而精確確定塔式起重機的上回 轉部分是否達到平衡狀態(tài)，避免危險的發(fā)生。如圖5所示，塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)還包括測量顯示單元90，與測力傳感器 80通信連接，并顯示測力傳感器80的檢測結果。測量顯示單元90與測力傳感器80之間通信連接，當操作者觀察到測量顯示單元 90指示出測力傳感器80承受壓力時，可以指揮司機將吊鉤向平衡臂一側移動；當操作者觀 察到測量顯示單元指示出測力傳感器80承受拉力時，可以指揮司機將吊鉤向吊臂一側移 動；如果測量顯示單元顯示出測力傳感器80的受力情況在零點附近時，則表明塔式起重機 上回轉部分處于平衡狀態(tài)，即可進行下一步的拆裝工作。由上可知，與測力傳感器80連接 的測量顯示單元顯示出測力傳感器80的受力情況，就可直觀地知道此時塔式起重機上回 轉部分是否已經配平，從而增強系統(tǒng)的安全性?？梢詫y量顯示單元90設置在塔式起重機的駕駛室內，從而塔式起重機的司機 可以直接觀測到套架支腿21的受力情況，從而快速的判斷塔式起重機的上回轉部分是否 配平，使得操作和控制更加快捷和方便。優(yōu)選地，測量顯示單元90包括信號處理單元91，接收測力傳感器80發(fā)出的測量 信號并將其轉換成測量數據；數據處理及顯示單元92，與信號處理單元91通信連接，接收 并處理信號處理單元91發(fā)出的測量數據，并顯示測量數據。信號處理單元91和數據處理及顯示單元92可以集成在測量顯示單元90中，成為 測量顯示單元90的組成部分。測力傳感器80檢測到套架20的受力，并將測量信號發(fā)送至 信號處理單元91，信號處理單元91接收測量信號并將其轉換成測量數據，再將測量數據傳 送給與之通信連接的數據處理及顯示單元92，數據處理及顯示單元92接收測量數據并將 其顯示出來。測量顯示單元90和測力傳感器之間可以通過傳輸線纜相連接并進行信號傳 遞，或者二者之間通過無線發(fā)送和接受裝置通過無線方式進行信號傳遞。本發(fā)明還提供了一種塔式起重機，塔式起重機包括前述的塔式起重機的平衡檢測 系統(tǒng)。塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)在上述實施例中已進行詳細描述，在此不再詳述。本 發(fā)明的塔式起重機的其他部件均為現有技術中的常規(guī)部件，在此也不再詳細描述。將平衡 檢測系統(tǒng)裝配在塔式起重機上后，對塔式起重機的上回轉部分的平衡與否有了明顯的指 示，降低了拆裝工況下對操作工人技術能力的要求，杜絕了由于人為臆斷帶來的誤判，可以 大幅度減少塔機拆裝工況的重大事故的發(fā)生。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明的上述的實施例實現了如下技術效果
本發(fā)明的塔式起重機及其平衡檢測系統(tǒng)，通過連接下支座與套架的測力傳感器檢 測套架的受力狀況，從而判斷塔式起重機的拆裝工況下其上回轉部分是否達到平衡狀態(tài)， 提高了塔式起重機的使用安全性能。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，塔式起重機包括下支座(30)和套架(20)，其特征 在于，包括測力傳感器(80)，所述下支座(30)與所述套架00)通過所述測力傳感器(80) 相連接。
2.根據權利要求1所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述下支座(30) 上設置有下支座支腿(31)，所述套架00)上設置有套架支腿(21)，所述測力傳感器(80) 連接所述下支座支腿(31)和所述套架支腿01)。
3.根據權利要求2所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述測力傳感器 (80)為銷軸式測力傳感器。
4.根據權利要求3所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述套架支腿 (21)上具有套架連接孔，所述下支座支腿(31)上具有與所述套架連接孔同軸的支座連接 孔，所述銷軸式傳感器穿過所述套架連接孔和所述支座連接孔。
5.根據權利要求2所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述測力傳感器 (80)連接位于所述套架00)的引進面?zhèn)鹊乃鎏准苤群拖鄳乃鱿轮ё?(31)。
6.根據權利要求5所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，位于所述套架 (20)的引進面?zhèn)鹊膬蓚€套架支腿與相應的所述下支座支腿(31)之間均通過所述測力 傳感器(80)相連接。
7.根據權利要求2所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，各個所述下支座 支腿(31)與相應的各個所述套架支腿之間均通過所述測力傳感器(80)相連接。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包 括測量顯示單元(90)，與所述測力傳感器(80)通信連接，并顯示所述測力傳感器(80)的檢 測結果。
9.根據權利要求8所述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述測量顯示單 元(90)包括信號處理單元(91)，接收所述測力傳感器(80)發(fā)出的測量信號并將其轉換成測量數據；數據處理及顯示單元(92)，與所述信號處理單元(91)通信連接，接收并處理所述信號 處理單元(91)發(fā)出的測量數據，并顯示所述測量數據。
10.一種塔式起重機，其特征在于，所述塔式起重機包括權利要求1至9中任一項所述 的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種塔式起重機及其平衡檢測系統(tǒng)。根據本發(fā)明的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)，塔式起重機包括下支座和套架，塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)包括測力傳感器，下支座與套架通過測力傳感器相連接。根據本發(fā)明的塔式起重機，包括前述的塔式起重機的平衡檢測系統(tǒng)。通過測力傳感器檢測套架的受力狀況，判斷塔式起重機的拆裝工況下其上回轉部分是否達到平衡狀態(tài)，減少了拆裝工況下的重大人身傷亡事故的發(fā)生，提高了塔式起重機的使用安全性能。
文檔編號B66C23/88GK102092648SQ20101057775
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者江運金 申請人:長沙海川自動化設備有限公司