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工程起重機(jī)監(jiān)控的缺陷與創(chuàng)新
時(shí)間：2022-03-02來(lái)源：起重機(jī)廠家瀏覽次數(shù)：157
起重機(jī)的垂直吊裝起重機(jī)穩(wěn)定性差，要求垂直吊裝，起重施工規(guī)范規(guī)定“使用流動(dòng)式起重機(jī)起吊工件時(shí)吊鉤偏角不應(yīng)超過(guò)3°”吊鉤偏角即吊重?cái)[角是作用于吊鉤的起升滑輪組提升力作用線偏離鉛垂線的角度，至今各種類型起重機(jī)自身均無(wú)垂直吊裝顯示，司機(jī)無(wú)法判斷提升滑輪組是否處于垂直狀態(tài)，無(wú)論從實(shí)現(xiàn)起重機(jī)垂直吊裝還是從防止斜吊控制吊鉤偏擺或克服力矩限制器未能反映斜吊狀態(tài)，以及實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化，起重機(jī)吊重?cái)[角的檢測(cè)都是不可仇小鵬，楊平利，陳暉。仿真軟件Vega中的路徑與楊新紅，高峰，徐國(guó)艷，等。Vega中路徑工具在車輛虛擬行駛中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2009，26或缺的。
1.2吊重?cái)[角檢測(cè)技術(shù)對(duì)起重機(jī)提升滑輪組或吊鉤垂直姿態(tài)檢測(cè)，―般是通過(guò)檢測(cè)吊鉤鋼絲繩的角度得到；或是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，檢測(cè)吊鉤垂直姿態(tài)。從吊鉤鋼絲繩測(cè)量擺角的共同點(diǎn)是由滑輪組多根吊鉤鋼絲繩中選擇一根作為檢測(cè)對(duì)象，由于起（提）升滑輪組由定、動(dòng)滑輪與穿繞的吊繩及吊鉤組成，吊繩無(wú)論順穿或花穿吊繩之間并不完全平行，定、動(dòng)滑輪間也常存在定相對(duì)偏扭角度，尤其是當(dāng)定、動(dòng)滑輪間距縮小時(shí)，從吊鉤鋼絲繩測(cè)量擺角的方法并不精確，也不能在運(yùn)行中的吊鉤鋼絲繩地址：濟(jì)南市臨港開(kāi)發(fā)區(qū)鳳鳴路1000號(hào)山東建筑大學(xué)上裝設(shè)角度測(cè)量?jī)x，不在吊鉤鋼絲繩上裝設(shè)角度測(cè)量?jī)x又要準(zhǔn)確檢測(cè)擺角，這樣，多年來(lái)從吊鉤鋼絲繩測(cè)量吊鉤鋼絲繩擺角的方法不盡人意。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)因受同視、光線、周圍環(huán)境等多種條件限制，難以普遍用于起重機(jī)吊重?cái)[角的檢測(cè)。
1.3檢測(cè)吊重?cái)[角的新方案新方案即用角度測(cè)量?jī)x裝設(shè)在與起升滑輪組動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)與提升力作用線相垂直的平面上。
首先在動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上固定裝設(shè)滿足吊重?cái)[角0時(shí)所設(shè)的平臺(tái)面為水平面的測(cè)量平臺(tái)；在平臺(tái)面上裝設(shè)角度測(cè)量?jī)x，以測(cè)量平臺(tái)面與水平面的夾角，因?yàn)槠脚_(tái)面與水平面的夾角數(shù)值上等于吊重?cái)[角，以平臺(tái)面上裝設(shè)角萬(wàn)向水平儀對(duì)吊重?cái)[角檢測(cè)原理作個(gè)說(shuō)明：當(dāng)出現(xiàn)吊重?cái)[角時(shí)，平臺(tái)面與水平面間夾角為ZA，數(shù)值上等于起重機(jī)提升滑輪組的垂直度偏差角度或吊重?cái)[角（因乙C=ZD=90.故乙A重?cái)[角于平臺(tái)面投影即垂直于所述平臺(tái)面與水平面交線，指向朝平臺(tái)面高端，在平臺(tái)面上裝設(shè)萬(wàn)向水平儀檢測(cè)雖然簡(jiǎn)單卻不適用，因?yàn)楸仨毜鹊綒馀莘€(wěn)定后才可觀察到正確的角度，如所示。
角度測(cè)量?jī)x的選用平臺(tái)面上裝設(shè)角度測(cè)量?jī)x，通過(guò)檢測(cè)平臺(tái)面與水平面的夾角以檢測(cè)吊重?cái)[角，可供備選的角度測(cè)量?jī)x眾多，考慮傳統(tǒng)傳感器體積較大，受慣性力影響大，精度低，應(yīng)將MEMS傳感器列為**，相對(duì)在緩慢運(yùn)動(dòng)的吊鉤上檢測(cè)，要求也相對(duì)低，在具體選用時(shí)要從是否可行及經(jīng)濟(jì)上比較后確定，現(xiàn)以MEMS雙軸角度傳感器為例。
首先在動(dòng)滑輪護(hù)板外側(cè)上裝設(shè)滿足吊鉤偏角0時(shí)所設(shè)的平臺(tái)面為水平面的平臺(tái)；在平臺(tái)面居中建立十字垂直坐標(biāo)，裝設(shè)檢測(cè)平臺(tái)面相對(duì)于水平面二維傾角的MEMS雙軸角度傳感器，由于平臺(tái)面與水平面間夾角數(shù)值上等于吊重?cái)[角，設(shè)起重機(jī)吊重?cái)[角及x、y軸向分量，分別為a、ax、，則（sina）2=（sinax）2 （sinay）2又由于吊重?cái)[角只在幾度內(nèi)檢測(cè)控制，如6為0.吊重?cái)[角投影偏離x軸向角度反=arctanay/ax，故實(shí)時(shí)x、y軸向傾角經(jīng)PC機(jī)處理，可輸出或液晶顯示器（LCD）上顯示實(shí)時(shí)的吊重?cái)[角數(shù)值，及其于平臺(tái)面投影與x軸向的夾角。
2起重機(jī)的抬吊若將被吊重物吊裝前后的狀態(tài)分為立與臥2種，凡吊裝前后狀態(tài)改變者需抬吊，單機(jī)吊不動(dòng)或尺過(guò)大的重物也需抬吊，故抬吊與單機(jī)吊裝都是工程起重機(jī)吊裝的基本作業(yè)。鑒于SH/T35362002石油化工工程起重施工規(guī)范的條文說(shuō)明中指出：“雙機(jī)抬吊是比較危險(xiǎn)的作業(yè)國(guó)外有些工程管理人員對(duì)于抬吊作業(yè)是持否定態(tài)度的”這說(shuō)明至少在部分專業(yè)人士或?qū)＜议g形成共識(shí)，否則就不會(huì)寫(xiě)入2002~2011期間執(zhí)行的施工規(guī)范的條文說(shuō)明中。
2.1分析抬吊的風(fēng)險(xiǎn)與協(xié)同方顯示的必要性2.1.1分析抬吊的風(fēng)險(xiǎn)在只針對(duì)吊重受力（未涉及風(fēng)載等影響）下，究竟危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自何方，可以從反映吊裝力三要素間關(guān)系的起重吊裝受力控制的數(shù)學(xué)模型（以下簡(jiǎn)稱吊裝數(shù)學(xué)模型）中尋找答案，由于受力明確的抬吊一般是雙機(jī)或三機(jī)抬吊，三機(jī)或三吊點(diǎn)吊裝（見(jiàn)）吊點(diǎn)抬吊力（以下簡(jiǎn)稱載荷）可由；S，。、分別為吊裝開(kāi)始時(shí)與抬吊力變化時(shí)i吊點(diǎn)的抬吊力；H.為重物重心至吊點(diǎn)平面（以下簡(jiǎn)稱3吊點(diǎn)確定的平面）間距；Q為以3吊點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形（以下簡(jiǎn)稱吊點(diǎn)三角形）中通過(guò)i吊點(diǎn)的垂高；a，A分別為抬吊開(kāi)始時(shí)與抬吊力變化時(shí)，通過(guò)i吊點(diǎn)的垂高與水平間夾角，計(jì)算夾角大小時(shí)，其始邊正方向應(yīng)指向吊點(diǎn)側(cè)；K，為i吊點(diǎn)提升繩系數(shù)，即i吊點(diǎn)提升繩與鉛垂線間夾角等有關(guān)的系數(shù)0.從吊重?cái)[角大小，約與主、輔機(jī)各自承擔(dān)的載荷成反比，若主、輔機(jī)各自承擔(dān)載荷為5：1，當(dāng)主機(jī)吊重?cái)[角滯后0.75，輔機(jī)吊重?cái)[角超前3.75，若此時(shí)被吊重物仰角為70，則輔機(jī)承擔(dān)的載荷是吊重?cái)[角0時(shí)的1.22倍，且輔機(jī)吊重?cái)[角達(dá)到允許值時(shí)，主機(jī)吊重?cái)[角也符合要求。故主、輔機(jī)司機(jī)應(yīng)均以輔機(jī)顯示的吊重?cái)[角不大于允許值為前提進(jìn)行操縱，以回避不垂直吊裝風(fēng)險(xiǎn)。
2）依與協(xié)同方載荷比值監(jiān)控均衡抬吊設(shè)雙機(jī)抬吊或設(shè)二主機(jī)滑移抬吊時(shí)，起重機(jī)或二主機(jī)間互為協(xié)同方，此時(shí)必須監(jiān)控雙機(jī)間載荷的均衡分配，由于雙機(jī)二吊點(diǎn)連線斜率偏離設(shè)計(jì)的安全值時(shí)將產(chǎn)生起重機(jī)間載荷超常變動(dòng)，有效的辦法之一是依與協(xié)同方載荷比值監(jiān)控均衡抬吊，因?yàn)榈觞c(diǎn)連線斜率變化與協(xié)同方載荷比值變動(dòng)對(duì)應(yīng)。
雙主機(jī)一輔機(jī)抬吊時(shí)，其中主、輔機(jī)間仍應(yīng)以輔機(jī)顯示的吊重?cái)[角不大于允許值為前提進(jìn)行操縱，二主機(jī)間仍應(yīng)依與協(xié)同方載荷比值監(jiān)控均衡抬吊，因而有必要將吊重?cái)[角及與協(xié)同方載荷比值動(dòng)態(tài)顯示于協(xié)同吊裝起重機(jī)操作室。
2.2抬吊風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同方無(wú)線傳輸?shù)男路桨?.2.1裝設(shè)吊重?cái)[角、吊重載荷監(jiān)測(cè)裝置裝設(shè)吊重?cái)[角監(jiān)測(cè)裝置在起重機(jī)起升滑輪組上裝設(shè)吊重?cái)[角檢測(cè)器，同時(shí)裝設(shè)用于三機(jī)、雙機(jī)抬吊的1套三頻道遙控切換、遙控開(kāi)關(guān)設(shè)于起重機(jī)操作室的將所測(cè)吊重?cái)[角信號(hào)無(wú)線發(fā)射裝置及在起重機(jī)操作室配套裝設(shè)3套三頻道切換的擺角接收控制裝置。
裝設(shè)吊重載荷監(jiān)測(cè)裝置首先在起重機(jī)上裝設(shè)吊重載荷檢測(cè)器，并裝設(shè)用于三機(jī)、雙機(jī)抬吊的1套三頻道遙控切換、遙控開(kāi)關(guān)設(shè)于起重機(jī)操作室的將所測(cè)吊重載荷信號(hào)無(wú)線發(fā)射裝置及在起重機(jī)操作室配套裝設(shè)1套三頻道切換的本機(jī)載荷接收控制裝置與2套三頻道切換的協(xié)同方載荷接收控制裝置；同時(shí)在起重機(jī)操作室至少裝設(shè)1套顯示實(shí)時(shí)載荷比值的載荷比處理顯示器，載荷比處理顯示器的2個(gè)起重運(yùn)輸機(jī)械2014輸入端分別與本機(jī)載荷接收控制裝置的輸出端及協(xié)同方載荷接收控制裝置的輸出端連接，二者輸入信號(hào)依載荷比值=協(xié)同方載荷/本機(jī)載荷，經(jīng)PC機(jī)處理在液晶顯示器（LCD）上顯示實(shí)時(shí)的載荷比值。
2.2.2吊重?cái)[角、吊重載荷的監(jiān)控方法單機(jī)吊裝時(shí)通過(guò)設(shè)于起重機(jī)操作室的遙控開(kāi)關(guān)啟用吊重?cái)[角無(wú)線發(fā)射裝置與吊重載荷無(wú)線發(fā)射裝置分別各占用個(gè)頻道，同時(shí)只啟用接收本機(jī)頻道的擺角接收控制裝置與載荷接收控制裝置。
起重機(jī)選作抬吊時(shí)每臺(tái)起重機(jī)的監(jiān)測(cè)裝置分別通過(guò)設(shè)于起重機(jī)操作室的遙控開(kāi)關(guān)啟用吊重?cái)[角無(wú)線發(fā)射裝置與吊重載荷無(wú)線發(fā)射裝置，分別各占用一個(gè)頻道，設(shè)于起重機(jī)操作室的接收控制裝置分別各除一套切換至本機(jī)頻道，將本機(jī)吊重?cái)[角、吊重載荷動(dòng)態(tài)顯示于本機(jī)操作室外，同時(shí)將接收協(xié)同方的擺角接收控制裝置、載荷接收控制裝置切換至協(xié)同方起重機(jī)頻道，分別將協(xié)同方吊重?cái)[角、吊重載荷動(dòng)態(tài)再顯示于本機(jī)操作室。
雙主機(jī)抬吊或雙主機(jī)滑移抬吊時(shí)，比較主機(jī)間吊重?cái)[角操縱起重機(jī)實(shí)現(xiàn)垂直吊裝，同時(shí)確定1臺(tái)為主動(dòng)機(jī)2臺(tái)為從動(dòng)機(jī)，主動(dòng)機(jī)提升時(shí)從動(dòng)機(jī)以吊重載荷比值在設(shè)定值為目標(biāo)操縱，實(shí)現(xiàn)載荷正常分配；主、輔機(jī)雙機(jī)抬吊時(shí)，主、輔機(jī)均應(yīng)以輔機(jī)顯示的吊重?cái)[角不大于允許值為前提操縱起重機(jī)實(shí)現(xiàn)垂直吊裝；雙主機(jī)單輔機(jī)抬吊時(shí)，主、輔機(jī)均應(yīng)以輔機(jī)顯示的吊重?cái)[角不大于允許值為前提并比較主機(jī)間吊重?cái)[角以操縱起重機(jī)實(shí)現(xiàn)垂直吊裝，同時(shí)確定1臺(tái)為主動(dòng)機(jī)1臺(tái)為從動(dòng)機(jī)，主動(dòng)機(jī)提升時(shí)從動(dòng)機(jī)以吊重載荷比值在設(shè)定值為目標(biāo)操縱，實(shí)現(xiàn)載荷正常分配；控制三機(jī)載荷均衡抬吊時(shí)，比較三機(jī)間吊重?cái)[角操縱起重機(jī)實(shí)現(xiàn)垂直吊裝，同時(shí)確定1臺(tái)為主動(dòng)機(jī)2臺(tái)為從動(dòng)機(jī)，主動(dòng)機(jī)提升時(shí)從動(dòng)機(jī)以吊重載荷比值在設(shè)定值為目標(biāo)操縱，實(shí)現(xiàn)載荷正常分配。
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2022-03
工程起重機(jī)監(jiān)控的缺陷與創(chuàng)新
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