專利名稱：一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法
技術領域：
本發明涉及一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，屬于塔式起重設備檢測技術領域。
背景技術：
塔式起重機(塔機)是應用于現代工業和土木工程的重要工程機械之一，因其較高的工作效率、廣泛的適用范圍、大的回轉半徑、較高的升降高度及簡單的操作，使用數量越來越多。由于塔機結構龐大，工作環境惡劣、負荷量大，容易導致塔身出現連接螺栓松動， 關鍵焊縫損傷等安全隱患，如不及時排除存在的安全隱患往往會造成嚴重后果中國專利CN 101183000 一種視覺傾角測量方法及其裝置、中國專利CN 201177499傾角測量裝置、中國專利CN201245408塔式起重機防傾翻監測儀，以上3項專利所述的傾角檢測裝置(儀)均可對塔機塔身中心線頂端傾角進行測量，即與本發明所提到的判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的裝置結構原理相同。但以上專利卻未記載怎樣判斷塔機塔身鋼結構損傷的方位。雖然定期對塔機進行檢查是消除安全隱患的方法，但塔機結構龐大，全面檢查是一件費時費力的工作，目前還未有自動檢測塔身鋼結構損傷方位的方法。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法。術語解釋塔機完好狀態即符合國家標準并驗收合格的塔機。塔機塔身鋼結構損傷塔身鋼結構剛度發生變化或地基不均勻沉降。發明概述塔機空載回轉過程中作用在塔機主肢上的力為壓力或者拉力當損傷主肢受到壓力作用時，損傷主肢對塔身中心線頂端傾角的影響很小當損傷主肢受到拉力作用時，損傷主肢對塔身中心線頂端傾角的影響較大。根據以上原理，建立完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型。當所測得的塔身中心線頂端傾角超出特征模型時，判斷起重臂下方主肢代表的方位出現損傷。發明詳述本發明的技術方案如下一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，方法如下1)將傾角測量裝置安裝在塔機回轉塔身的任一主肢或與塔身軸心線存在平行度要求的結構上；2)利用傾角測量裝置實時測量塔機空載回轉時平衡臂分別壓在4個主肢上時塔身中心線頂端傾角當塔機平衡臂壓在主肢3時，塔身中心線頂端傾角為(θ 3χ，θ 3y)；當塔機平衡臂壓在主肢4時，塔身中心線頂端傾角為(θ 4χ，θ 4y)；
當塔機平衡臂 壓在主肢5時，塔身中心線頂端傾角為(θ 5χ，θ 5y)；當塔機平衡臂壓在主肢6時，塔身中心線頂端傾角為(θ 6χ，θ 6y)；當平衡臂壓在塔機主肢3上時，起重臂則壓在與塔機主肢3相對的塔機主肢5上；當平衡臂壓在塔機主肢4上時，起重臂則壓在與塔機主肢4相對的塔機主肢6上；3)根據步驟2)中的塔身中心線頂端傾角與塔機完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的位置關系，判斷塔機塔身鋼結構損傷方位，其中主肢3、4、5、6分別與塔機A、B、C 和D方位的鋼結構相對應當塔機平衡臂壓在主肢3時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 3χ，θ 3y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷C方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢4時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 4χ，θ 4y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷D方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢5時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 5χ，θ 5y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷A方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢6時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 6χ，θ 6y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷B方位鋼結構出現損傷。優選的，所述傾角測量裝置為中國專利CN 101183000 —種視覺傾角測量方法及
其裝置。所述的塔機完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的建立步驟為1)建立模型坐標系以0為坐標系原點，其中0為塔身回轉平面與塔身中心垂線的交點，所述塔身回轉平面為塔身回轉支承回轉平面，所述的塔身中心垂線為與垂直于地面且過塔身在地面固定截面的中心點的直線，坐標軸X正方向為起重臂在平行于地面時，遠離塔身方向，坐標軸Z 正方向為垂直于地面向上，坐標軸y正方向為垂直于起重臂軸線方向且與X、Z軸符合右手螺旋法則；2)在模型坐標系xyz中，建立塔身中心線頂端傾角特征模型利用傾角測量裝置(如中國專利CN 201177499所述的傾角測量裝置)測量塔機塔身中心線頂端傾角，將傾角測量裝置安裝在塔機完好狀態下的回轉塔身任一主肢或與塔身軸心線存在平行度要求的結構上，塔機空載時回轉360度后，采集塔機空載時塔身中心線頂端傾角數據集合(ekxi, 0kyi) (i = I-Ii1)
nInI得，塔機空載中心點坐標:θ ==.
x少nI塔機塔身中心線頂端傾角模型為一個長L0 = sub(max(6kxi), θχ))Κχ，寬L0’ = sub (max (θ kyi)，θ y)Ky的矩形，其中，Kx, Ky為調整系數，根據安全要求設定，Kx的取值范圍是0. 8 5，Ky的取值范圍是0. 8 5。本發明的優勢在于本發明所述判斷塔機鋼結構損傷的方法簡單易行，大大縮減目前對塔機全面檢修的程序，提高效率，便于自動診斷。
圖1完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型；圖2為塔機損傷主肢判斷方法示意圖，圖3是傾角測量裝置；圖4塔身水平截面及主肢對應方位示意圖；在圖1-4中，1、空載中心點；2、塔身中心線頂端傾角特征模型；3、塔身主肢3 ；4、 塔身主肢 4 ；5、塔身主肢 5 ；6、塔身主肢 6 ； ( θ 3χ，θ 3y)、( θ 4χ，θ 4y)、( θ 5χ，θ 5y)和(θ 6χ， θ 6y)分別是塔機空載時回轉一周時平衡臂分別壓到主肢3、主肢4、主肢5、主肢6時測得的塔身中心線頂端傾角點；7、緊固抱箍；8、回轉塔身主肢(或與塔身軸心線存在平行度要求的結構)；9、長螺栓；10、傾角傳感器；11、螺母；12、V形口 ；13、顯示記錄報警模塊；14、電纜線；其中主肢3、4、5、6分別與塔機A、B、C和D方位的鋼結構相對應。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明做詳細的說明，但不限于此。實施例本實施例中塔機工作時環境風速不大于3m/s。—種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，方法如下1)將傾角測量裝置安裝在塔機回轉塔身的任一主肢8上，所述的傾角測量裝置由傾角傳感器10與顯示記錄報警模塊13組成，傾角傳感器10安裝于任一回轉塔身主肢8上， 通過緊固抱箍7、長螺栓9、螺母11與回轉塔身主肢8固連，能夠實時測量塔身中心線頂端傾角，顯示記錄報警模塊13通過電纜線14與傾角傳感器10電連接，顯示記錄報警模塊13 安裝在司機室中，實時顯示塔機工作的相關信息，當檢測到受損主肢時，顯示記錄報警模塊 13聲光報警，同時記錄信息；2)利用傾角測量裝置實時測量塔機空載回轉時平衡臂分別壓在4個主肢上時塔身中心線頂端傾角當塔機平衡臂壓在主肢3時，塔身中心線頂端傾角為(θ 3χ，θ 3y)；當塔機平衡臂壓在主肢4時，塔身中心線頂端傾角為(θ 4χ，θ 4y)；當塔機平衡臂壓在主肢5時，塔身中心線頂端傾角為(θ 5χ，θ 5y)；當塔機平衡臂壓在主肢6時，塔身中心線頂端傾角為(θ 6χ，θ 6y)；當平衡臂壓在塔機主肢3上時，起重臂則壓在與塔機主肢3相對的塔機主肢5上；當平衡臂壓在塔機主肢4上時，起重臂則壓在與塔機主肢4相對的塔機主肢6上；3)根據步驟2)中的塔身中心線頂端傾角與塔機完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的位置關系，塔身中心線頂端傾角特征模型不變的前提下，塔機塔身鋼結構損傷方位當塔機平衡臂壓在主肢3時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 3χ，θ 3y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷C方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢4時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 4χ，θ 4y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷D方位鋼結構出現損傷；
當塔機平衡臂壓在主肢5時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 5χ，θ 5y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷A方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢6時，若塔身中心線頂端傾角為(θ 6χ，θ 6y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷B方位鋼結構出現損傷。如圖2所 示，塔身中心線頂端傾角為(θ 6χ，θ 6y)在塔身中心線頂端傾角特征模型 2之外，則判斷與主肢4相對應的B方位鋼結構出現損傷。步驟3)中完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的建立步驟為1)建立模型坐標系以0為坐標系原點，其中0為塔身回轉平面與塔身中心垂線的交點，所述塔身回轉平面為塔身回轉支承回轉平面，所述的塔身中心垂線為與垂直于地面且過塔身在地面固定截面的中心點的直線，坐標軸X正方向為起重臂在平行于地面時，遠離塔身方向，坐標軸Z 正方向為垂直于地面向上，坐標軸y正方向為垂直于起重臂軸線方向且與X、Z軸符合右手螺旋法則；2)在模型坐標系xyz中，建立塔身中心線頂端傾角特征模型利用傾角測量裝置(如中國專利CN 201177499所述的傾角測量裝置)測量塔機塔身中心線頂端傾角，將傾角測量裝置安裝在塔機完好狀態下的回轉塔身主肢上，塔機空載時回轉360度后，采集塔機空載時塔身中心線頂端傾角數據集合(ekxi, 0kyi) (i = I-Ii1)得，塔機空載中心點坐標
權利要求
1.一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，其特征在于，方法如下1)將傾角測量裝置安裝在塔機回轉塔身的任一主肢上；2)利用傾角測量裝置實時測量塔機空載回轉時平衡臂分別壓在4個主肢上時塔身中心線頂端傾角當塔機平衡臂壓在主肢3時，塔身中心線頂端傾角為(θ3χ，03y)； 當塔機平衡臂壓在主肢4時，塔身中心線頂端傾角為(θ4χ，04y)； 當塔機平衡臂壓在主肢5時，塔身中心線頂端傾角為(θ5χ，05y)； 當塔機平衡臂壓在主肢6時，塔身中心線頂端傾角為(θ6χ，06y)； 當平衡臂壓在塔機主肢3上時，起重臂則壓在與塔機主肢3相對的塔機主肢5上； 當平衡臂壓在塔機主肢4上時，起重臂則壓在與塔機主肢4相對的塔機主肢6上；3)根據步驟2)中的塔身中心線頂端傾角與塔機完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的位置關系，判斷塔機塔身鋼結構損傷方位，其中主肢3、4、5、6分別與塔機A、B、C和D 方位的鋼結構相對應當塔機平衡臂壓在主肢3時，若塔身中心線頂端傾角(θ 3χ，θ 3y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷C方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢4時，若塔身中心線頂端傾角(θ4χ，04y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷D方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢5時，若塔身中心線頂端傾角(θ 5χ，θ 5y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷A方位鋼結構出現損傷；當塔機平衡臂壓在主肢6時，若塔身中心線頂端傾角(θ6χ，06y)在塔身中心線頂端傾角特征模型之外，則判斷B方位鋼結構出現損傷。
2.根據權利要求1所述的一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，其特征在于，所述的塔機完好狀態下塔身中心線頂端傾角特征模型的建立步驟為1)建立模型坐標系以O為坐標系原點，其中O為塔身回轉平面與塔身中心垂線的交點，所述塔身回轉平面為塔身回轉支承回轉平面，所述的塔身中心垂線為與垂直于地面且過塔身在地面固定截面的中心點的直線，坐標軸χ正方向為起重臂在平行于地面時，遠離塔身方向，坐標軸ζ正方向為垂直于地面向上，坐標軸y正方向為垂直于起重臂軸線方向且與χ、ζ軸符合右手螺旋法則；2)在模型坐標系xyz中，建立塔身中心線頂端傾角特征模型利用傾角測量裝置測量塔機塔身中心線頂端傾角，將傾角測量裝置安裝在塔機完好狀態下的回轉塔身任一主肢上，塔機空載時回轉360度后，采集塔機空載時塔身中心線頂端傾角數據集合
全文摘要
一種判斷塔機塔身鋼結構損傷方位的方法，屬于塔式起重設備檢測技術領域。塔機在完好狀態下空載回轉一周，采集塔身中心線頂端傾角，建立塔身中心線頂端傾角特征模型。判斷塔身鋼結構是否出現損傷的方法是當所測得的塔身中心線頂端傾角超出特征模型時，判斷起重臂下方主肢代表的方位出現損傷。本發明所述判斷塔機鋼結構損傷的方法簡單易行，有效縮減目前對塔機全面檢修的程序，提高效率，便于自動診斷。
文檔編號B66C23/88GK102431918SQ201110273879
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者喬彩風, 劉健康, 宋世軍, 李楠楠, 王通 申請人:濟南富友慧明監控設備有限公司