一種重型建築起重機智能預警外爬系統的製作方法

2023-11-03 03:43:12 2

專利名稱：一種重型建築起重機智能預警外爬系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及建築機械領域，特別涉及一種重型建築起重機智能預警外爬系統。
背景技術：
近年來，我國超高層建築發展迅速。重型建築起重機是超高層建築的專用起重裝備，近年來需求量不斷攀升。隨著建築物高度的增加，重型建築起重機應能實現自頂升，以達到施工高度的要求。外爬是指起重機在建築物外部爬升，重型建築起重機在外爬過程中必須使用外爬系統。外爬系統是建築起重機的關鍵組成部分，許多建築式起重機事故都是在頂升過程中發生的。目前，傳統外爬系統主要由頂升套架、頂升油缸、頂升橫梁組成。頂升套架主要由主弦杆、橫腹杆、斜腹杆焊接而成，在套架的一側安裝頂升橫梁和頂升油缸。套架和塔身之間安裝有滾輪機構。傳統外爬系統存在諸多不足:
(I)不能智能檢測頂升時的配平狀態，頂升套架可能承受較大的不平衡彎矩，易發生安全事故。(2)整體焊接式套架結構使運輸空間不能充分利用，運輸成本較高。(3)單油缸單側頂升使套架受力不合理，安全性低，在重型建築起重機上不適用。(4)滾輪與塔身接觸面積小，未配平狀態頂升時局部應力大，易發生卡阻。(5)頂升橫梁卡槽突出在塔身截面之外，塔身在內爬和外爬工況時不能通用。

發明內容
本發明目的是:為克服上述背景技術中傳統外爬系統的不足，提供一種安全可靠的重型建築起重機外爬系統。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是:提供了一種重型建築起重機智能預警外爬系統，能夠對頂升套架所承受上部壓力進行監控，保持頂升時的配平狀態，包括:頂升套架7、兩個頂升油缸8、頂升圍框9 ；
所述頂升套架7包括:頂緊機構、主弦杆12、角鋼橫腹杆11、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13、兩個頂升橫梁15 ;主弦杆12、角鋼橫腹杆11、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13焊接成四組片式結構，使用時四組片式結構與兩個頂升橫梁15採用螺栓連接的方式組成頂升套架7 ;主弦杆12頂部設有銷軸傳感器21，並與迴轉下支座連接，可以實現頂升時的配平，減小套架不平衡載荷；
所述主弦杆12和槽鋼橫腹杆14內側裝有頂緊機構，頂緊機構包括:頂塊17、頂緊螺栓19、防脫落螺栓18，頂塊17放在槽鋼橫腹杆14內，一端與塔身接觸，可以增大頂升套架7和塔身的接觸面積，提高塔機工作安全性，另一端與頂緊螺栓接觸，採用頂緊螺栓19可以調節頂塊17的位置，實現頂升套架7與塔身的緊接觸；
所述頂升橫梁15的兩端通過螺栓與主弦杆12下端連接，頂升橫梁15的中心設有缸筒連接孔16 ;兩頂升油缸8缸筒插入缸筒連接孔16，進一步通過法蘭和螺栓分別與兩頂升橫梁15連接；頂升油缸8的活塞杆通過銷軸與頂升圍框9連接。所述四組片式結構中，兩組片式結構由主弦杆12、角鋼橫腹杆11、斜腹杆13焊接而成，另外兩組片式結構由角鋼、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13焊接而成。所述所述頂升圍框9由兩個半框24組成，半框24之間用高強螺栓連接.。所述頂升圍框9的兩對邊採用箱形截面，另外兩邊採用工字形截面；箱形截面上部安裝雙耳23，雙耳23和頂升油缸8活塞杆通過銷軸聯接，箱形截面內部共安裝四個爬爪，頂升時爬爪26卡在主弦杆12內部的踏步上，塔機頂升時可實現爬爪自動翻轉。本發明的有益效果是:
(I)頂升套架與下支座採用銷軸傳感器聯接，能夠在頂升時對頂升套架所承受壓力進行監控，實現頂升時的準確配平，使套架受力更加均衡，降低了塔機頂升時發生事故的可能性。(2)頂升套架與塔身之間採用滑塊支撐，減小了頂升套架與塔身之間的間隙，增大了支撐的接觸面積，提高了安全性能。(3)頂升套架採用四組片式結構通過螺栓聯接而成，運輸時可節省空間，減少運費。(4)採用整體式的圍框結構，穩定性和剛性更可靠，頂升時爬爪可以自動翻轉越過踏步，減少了塔機在頂升和降塔過程中的人為操作，提高了機構使用的便捷性。(5)兩個頂升油缸均是垂直頂升，不產生水平分力，使外爬系統受力更合理。


圖1為傳統外爬系統示意圖。圖2為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(a)。圖3為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(b)。圖4為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(C)。圖5為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(d)。圖6為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(e)。圖7為使用本發明的重型建築起重機頂升示意圖(f)。圖8為本發明的一個實施例的重型建築起重機外爬系統示意圖。圖9為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升套架示意圖。圖10為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升套架上的頂緊機構示意圖
(a)。圖11為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升套架上的頂緊機構示意圖
(b)。圖12為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升套架上的銷軸傳感器連接機構示意圖。圖13為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升圍框示意圖。圖14為本發明的一個實施例的重型建築起重機爬爪示意圖。圖15為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升配平控制系統。
圖16為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升顯示界面。附圖標識:1-下支座I，2_主弦杆I，3_斜腹杆I，4_油缸I，5_頂升橫梁I，
6-橫腹杆I，7_頂升套架，8-頂升油缸，9-頂升圍框，10-連接法蘭，11-角鋼橫腹杆，12-主弦杆，13-斜腹杆，14-槽鋼橫腹杆，15-頂升橫梁，16-缸筒連接孔，17-頂塊，18-防脫落螺栓，19-頂緊螺栓，20-法蘭板，21-銷軸傳感器，22-雙耳I，23-雙耳I，24-半框，25-爬爪銷軸，26-爬爪。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。本發明一種重型建築起重機智能預警外爬系統，包括:頂升套架7、兩個頂升油缸
8、頂升圍框9 ；
所述頂升套架7包括:頂緊機構、主弦杆12、角鋼橫腹杆11、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13、兩個頂升橫梁15 ;主弦杆12、角鋼橫腹杆11、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13焊接成四組片式結構，使用時四組片式結構與兩個頂升橫梁15採用螺栓連接的方式組成頂升套架7 ;主弦杆12頂部設有銷軸傳感器21，並與迴轉下支座連接，可以實現頂升時的配平，減小套架不平衡載荷；
所述主弦杆12和槽鋼橫腹杆14內側裝有頂緊機構，頂緊機構包括:頂塊17、頂緊螺栓19、防脫落螺栓18，頂塊17放在槽鋼橫腹杆14內，一端與塔身接觸，可以增大頂升套架7和塔身的接觸面積，提高塔機工作安全性，另一端與頂緊螺栓接觸，採用頂緊螺栓19可以調節頂塊17的位置，實現頂升套架7與塔身的緊接觸；
所述頂升橫梁15的兩端通過螺栓與主弦杆12下端連接，頂升橫梁15的中心設有缸筒連接孔16 ;兩頂升油缸8缸筒插入缸筒連接孔16，進一步通過法蘭和螺栓分別與兩頂升橫梁15連接；頂升油缸8的活塞杆通過銷軸與頂升圍框9連接。所述四組片式結構中，兩組片式結構由主弦杆12、角鋼橫腹杆11、斜腹杆13焊接而成，另外兩組片式結構由角鋼、槽鋼橫腹杆14、斜腹杆13焊接而成。所述所述頂升圍框9由兩個半框24組成，半框24之間用高強螺栓連接.。所述頂升圍框9的兩對邊採用箱形截面，另外兩邊採用工字形截面；箱形截面上部安裝雙耳23，雙耳23和頂升油缸8活塞杆通過銷軸聯接，箱形截面內部共安裝四個爬爪，頂升時爬爪26卡在主弦杆12內部的踏步上，塔機頂升時可實現爬爪自動翻轉。圖2-7為使用本發明的外爬系統時，起重機頂升的示意圖。外爬頂升過程共分為六步，可以實現安全、快捷的頂升，包括以下六步:
a.起重機停止工作，臂架迴轉到與塔身正方向成O度角，起重機預配平。頂升套架7與下支座聯接，爬爪26懸在踏步以上，與踏步不幹涉。b.起重機準備頂升，頂升油缸8伸長，爬爪26卡在踏步上。c.擰開塔身與下支座聯接螺栓，頂升油缸8伸長，使引進標準節能夠放入頂升套架7。比較司機前後方向銷軸受力，當前側兩銷軸壓力大於後側兩銷軸壓力時，說明上車重心靠前，需向上調整臂架角度；反之，上車重心靠後，需向下調整臂架角度。d.引進小車運送標準節至套架內，頂升油缸8收縮使引進標準節與原有標準節配合。用螺栓連接好引進標準節和原有標準節，引進小車運行至頂升套架7外。
e.頂升油缸8再次收縮，使下支座與引進標準節配合。用螺栓聯接好下支座和引進標準節。f.頂升油缸8縮回，爬爪26可自動翻轉繞過踏步，回到初始狀態a。圖8為本發明的一個實施例的重型建築起重機外爬系統示意圖。該外爬系統主要由頂升套架7、頂升油缸8、頂升圍框9三部分組成。頂升套架7和迴轉下支座之間通過銷軸傳感器21連接，可以實現頂升過程中的配平。頂升油缸8通過法蘭安裝在頂升套架7上，頂升油缸8和頂升圍框9之間通過銷軸聯接。圖9為本發明的一個實施例的重型建築起重機頂升套架示意圖。頂升套架7主要包括:四組片式結構、兩個頂升橫梁15，使用時採用螺栓連接的方式組成頂升套架7。具體包括:銷軸傳感器21及聯接法蘭10、角鋼橫腹杆11、主弦杆12、斜腹杆13、槽鋼橫腹杆14、頂升橫梁15、頂緊機構，頂緊機構安裝於主弦杆12和槽鋼橫腹杆14的內側。圖10、11為本發明的一個實施例的重型建築起重機的頂緊機構示意圖。頂緊機構安裝在主弦杆12和槽鋼橫腹杆16內側，主要由頂塊17、頂緊螺栓19、防脫落螺栓18組成。頂塊17放在槽鋼橫腹杆16內，通過防脫落螺栓18可以使頂塊17不脫離槽鋼橫腹杆16，工作時一端與塔身接觸；另一端與頂緊螺栓接觸，採用頂緊螺栓19可以調節頂塊17的位置，實現頂升套架7與塔身的緊接觸；每個頂緊螺栓安裝兩個螺母，其中一個焊接在槽鋼橫腹杆16內側，另一個安裝在槽鋼橫腹杆16外側，通過調節頂緊螺栓，可以控制頂塊和塔身的距離，達到頂緊目的。圖12為本發明的一個實施例的重型建築起重機的銷軸傳感器連接機構示意圖。主要由單耳和法蘭板20、銷軸傳感器21、雙耳22組成。使用這種聯接方式可以實現頂升時的配平，減小套架受的不平衡載荷，提高頂升的安全性。圖13為本發明的一個實施例的重型建築起重機的頂升圍框示意圖。圍框結構由兩個半框24組成，半框24之間採用高強螺栓聯接，便於拆卸。圍框的兩對邊採用箱形截面，另外兩邊採用工字形截面。箱形截面上部安裝雙耳23，雙耳23和活塞杆通過銷軸聯接，箱形截面內部共安裝四個爬爪。圖14為本發明的一個實施例的重型建築起重機的爬爪自動翻轉系統。爬爪安裝在圍框的箱形截面內，圍框截面內兩腹板之間安裝爬爪銷軸25，爬爪26安裝在爬爪銷軸25上，在爬爪尾部箱形圍框對應位置上焊接爬爪墊塊，爬爪頭部卡在踏步上時，爬爪墊塊可起支撐作用。圖15為本發明的一個實施例的重型建築起重機的頂升配平控制系統。F1、F2、F3、F4為銷軸傳感器所受壓力，力傳感器將測得的力信號傳遞給控制器，控制器能在顯示器上輸出相應的信息。圖16為本發明的一個實施例的重型建築起重機的頂升顯示界面。該界面可顯示四個銷軸傳感器測得的力值、迴轉角度、俯仰角度、當前風速、力矩平衡百分比和信息提示，操作人員根據輸出信息對起重機進行調整，達到配平目的。以上內容是結合優選技術方案對本發明所做的進一步詳細說明，不能認定發明的具體實施僅限於這些說明。對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的構思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應當視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種重型建築起重機智能預警外爬系統，其特徵在於，所述一種重型建築起重機智能預警外爬系統包括:頂升套架(7)、兩個頂升油缸(8)、頂升圍框(9)； 所述頂升套架(7)包括:頂緊機構、主弦杆(12)、角鋼橫腹杆(11)、槽鋼橫腹杆(14)、斜腹杆(13)、兩個頂升橫梁(15);主弦杆(12)、角鋼橫腹杆(11)、槽鋼橫腹杆(14)、斜腹杆(13)焊接成四組片式結構，使用時四組片式結構與兩個頂升橫梁(15)採用螺栓連接的方式組成頂升套架(7);主弦杆(12)頂部設有銷軸傳感器(21 )，並與迴轉下支座連接；所述主弦杆(12)和槽鋼橫腹杆(14)內側裝有頂緊機構，頂緊機構包括:頂塊(17)、頂緊螺栓(19)、防脫落螺栓(18)，頂塊(17)放在槽鋼橫腹杆(14)內，一端與塔身接觸，另一端與頂緊螺栓接觸，頂緊螺栓(19)調節頂塊(17)的位置，實現頂升套架(7)與塔身的緊接觸；所述頂升橫梁(15)的兩端通過螺栓與主弦杆(12)下端連接，頂升橫梁(15)的中心設有缸筒連接孔(16);兩頂升油缸(8)缸筒插入缸筒連接孔(16)，進一步通過法蘭和螺栓分別與兩頂升橫梁(15)連接；頂升油缸(8)的活塞杆通過銷軸與頂升圍框(9)連接。
2.根據權利要求1所述的一種重型建築起重機智能預警外爬系統，其特徵在於，所述四組片式結構中，兩組片式結構由主弦杆(12)、角鋼橫腹杆(11)、斜腹杆(13)焊接而成，另外兩組片式結構由角鋼、槽鋼橫腹杆(14)、斜腹杆(13)焊接而成。
3.根據權利要求1所述的一種重型建築起重機智能預警外爬系統，其特徵在於，所述所述頂升圍框(9)由兩個半框(24)組成，半框(24)之間用高強螺栓連接.。
4.根據權利要求1或3所述的一種重型建築起重機智能預警外爬系統，其特徵在於，所述頂升圍框(9)的兩對邊採用箱形截面，另外兩邊採用工字形截面；箱形截面上部安裝雙耳(23)，雙耳(23)和頂升油缸(8)活塞杆通過銷軸聯接，箱形截面內部共安裝四個爬爪，頂升時爬爪(26)卡在主弦杆(12)內部的踏步上。
全文摘要
本發明涉及建築機械領域，公開了一種重型建築起重機智能預警外爬系統，包括頂升套架、頂升油缸、頂升圍框。本發明的頂升套架與下支座採用銷軸傳感器聯接，能夠在頂升時對頂升套架所承受壓力進行實時監控，保持頂升時的配平狀態，使套架受力更加均衡，降低塔機頂升時發生事故的可能性；頂升套架與塔身之間採用滑塊支撐，減小了頂升套架與塔身之間的間隙，增大了支撐的接觸面積，提高了安全性能；採用整體式的圍框結構，穩定性和剛性更可靠；頂升時爬爪可以自動翻轉越過踏步，減少了塔機在頂升和降塔過程中的人為操作，提高了機構使用的便捷性；兩個頂升油缸均是垂直頂升，不產生水平分力，使外爬系統受力更合理。
文檔編號B66C23/62GK103086282SQ201310023870
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者潘志毅, 曹旭陽, 白朝陽, 張兵, 王新, 李儒風, 杜偉平, 王春友, 梁寶一 申請人:大連理工大學, 大連益利亞工程機械有限公司