工程起重機監控的缺陷與創新

 

1.2吊重擺角檢測技術對起重機提升滑輪組或吊鉤垂直姿態檢測，―般是通過檢測吊鉤鋼絲繩的角度得到；或是通過機器視覺技術，檢測吊鉤垂直姿態。從吊鉤鋼絲繩測量擺角的共同點是由滑輪組多根吊鉤鋼絲繩中選擇一根作為檢測對象，由于起（提）升滑輪組由定、動滑輪與穿繞的吊繩及吊鉤組成，吊繩無論順穿或花穿吊繩之間并不完全平行，定、動滑輪間也常存在定相對偏扭角度，尤其是當定、動滑輪間距縮小時，從吊鉤鋼絲繩測量擺角的方法并不精確，也不能在運行中的吊鉤鋼絲繩地址：濟南市臨港開發區鳳鳴路1000號山東建筑大學上裝設角度測量儀，不在吊鉤鋼絲繩上裝設角度測量儀又要準確檢測擺角，這樣，多年來從吊鉤鋼絲繩測量吊鉤鋼絲繩擺角的方法不盡人意。機器視覺技術因受同視、光線、周圍環境等多種條件限制，難以普遍用于起重機吊重擺角的檢測。

 

1.3檢測吊重擺角的新方案新方案即用角度測量儀裝設在與起升滑輪組動滑輪護板外側與提升力作用線相垂直的平面上。

 

首先在動滑輪護板外側上固定裝設滿足吊重擺角0時所設的平臺面為水平面的測量平臺；在平臺面上裝設角度測量儀，以測量平臺面與水平面的夾角，因為平臺面與水平面的夾角數值上等于吊重擺角，以平臺面上裝設角萬向水平儀對吊重擺角檢測原理作個說明：當出現吊重擺角時，平臺面與水平面間夾角為ZA，數值上等于起重機提升滑輪組的垂直度偏差角度或吊重擺角（因乙C=ZD=90.故乙A重擺角于平臺面投影即垂直于所述平臺面與水平面交線，指向朝平臺面高端，在平臺面上裝設萬向水平儀檢測雖然簡單卻不適用，因為必須等到氣泡穩定后才可觀察到正確的角度，如所示。

 

角度測量儀的選用平臺面上裝設角度測量儀，通過檢測平臺面與水平面的夾角以檢測吊重擺角，可供備選的角度測量儀眾多，考慮傳統傳感器體積較大，受慣性力影響大，精度低，應將MEMS傳感器列為**，相對在緩慢運動的吊鉤上檢測，要求也相對低，在具體選用時要從是否可行及經濟上比較后確定，現以MEMS雙軸角度傳感器為例。

 

首先在動滑輪護板外側上裝設滿足吊鉤偏角0時所設的平臺面為水平面的平臺；在平臺面居中建立十字垂直坐標，裝設檢測平臺面相對于水平面二維傾角的MEMS雙軸角度傳感器，由于平臺面與水平面間夾角數值上等于吊重擺角，設起重機吊重擺角及x、y軸向分量，分別為a、ax、，則（sina）2=（sinax）2+（sinay）2又由于吊重擺角只在幾度內檢測控制，如6為0.吊重擺角投影偏離x軸向角度反=arctanay/ax，故實時x、y軸向傾角經PC機處理，可輸出或液晶顯示器（LCD）上顯示實時的吊重擺角數值，及其于平臺面投影與x軸向的夾角。

 

2起重機的抬吊若將被吊重物吊裝前后的狀態分為立與臥2種，凡吊裝前后狀態改變者需抬吊，單機吊不動或尺過大的重物也需抬吊，故抬吊與單機吊裝都是工程起重機吊裝的基本作業。鑒于SH/T35362002石油化工工程起重施工規范的條文說明中指出：“雙機抬吊是比較危險的作業國外有些工程管理人員對于抬吊作業是持否定態度的”這說明至少在部分專業人士或專家間形成共識，否則就不會寫入2002~2011期間執行的施工規范的條文說明中。

 

2.1分析抬吊的風險與協同方顯示的必要性2.1.1分析抬吊的風險在只針對吊重受力（未涉及風載等影響）下，究竟危險或風險來自何方，可以從反映吊裝力三要素間關系的起重吊裝受力控制的數學模型（以下簡稱吊裝數學模型）中尋找答案，由于受力明確的抬吊一般是雙機或三機抬吊，三機或三吊點吊裝（見）吊點抬吊力（以下簡稱載荷）可由；S，。、分別為吊裝開始時與抬吊力變化時i吊點的抬吊力；H.為重物重心至吊點平面（以下簡稱3吊點確定的平面）間距；Q為以3吊點為頂點的三角形（以下簡稱吊點三角形）中通過i吊點的垂高；a，A分別為抬吊開始時與抬吊力變化時，通過i吊點的垂高與水平間夾角，計算夾角大小時，其始邊正方向應指向吊點側；K，為i吊點提升繩系數，即i吊點提升繩與鉛垂線間夾角等有關的系數0.從吊重擺角大小，約與主、輔機各自承擔的載荷成反比，若主、輔機各自承擔載荷為5：1，當主機吊重擺角滯后0.75，輔機吊重擺角超前3.75，若此時被吊重物仰角為70，則輔機承擔的載荷是吊重擺角0時的1.22倍，且輔機吊重擺角達到允許值時，主機吊重擺角也符合要求。故主、輔機司機應均以輔機顯示的吊重擺角不大于允許值為前提進行操縱，以回避不垂直吊裝風險。

 

2）依與協同方載荷比值監控均衡抬吊設雙機抬吊或設二主機滑移抬吊時，起重機或二主機間互為協同方，此時必須監控雙機間載荷的均衡分配，由于雙機二吊點連線斜率偏離設計的安全值時將產生起重機間載荷超常變動，有效的辦法之一是依與協同方載荷比值監控均衡抬吊，因為吊點連線斜率變化與協同方載荷比值變動對應。

 

雙主機一輔機抬吊時，其中主、輔機間仍應以輔機顯示的吊重擺角不大于允許值為前提進行操縱，二主機間仍應依與協同方載荷比值監控均衡抬吊，因而有必要將吊重擺角及與協同方載荷比值動態顯示于協同吊裝起重機操作室。

 

2.2抬吊風險協同方無線傳輸的新方案2.2.1裝設吊重擺角、吊重載荷監測裝置裝設吊重擺角監測裝置在起重機起升滑輪組上裝設吊重擺角檢測器，同時裝設用于三機、雙機抬吊的1套三頻道遙控切換、遙控開關設于起重機操作室的將所測吊重擺角信號無線發射裝置及在起重機操作室配套裝設3套三頻道切換的擺角接收控制裝置。

 

裝設吊重載荷監測裝置首先在起重機上裝設吊重載荷檢測器，并裝設用于三機、雙機抬吊的1套三頻道遙控切換、遙控開關設于起重機操作室的將所測吊重載荷信號無線發射裝置及在起重機操作室配套裝設1套三頻道切換的本機載荷接收控制裝置與2套三頻道切換的協同方載荷接收控制裝置；同時在起重機操作室至少裝設1套顯示實時載荷比值的載荷比處理顯示器，載荷比處理顯示器的2個起重運輸機械2014輸入端分別與本機載荷接收控制裝置的輸出端及協同方載荷接收控制裝置的輸出端連接，二者輸入信號依載荷比值=協同方載荷/本機載荷，經PC機處理在液晶顯示器（LCD）上顯示實時的載荷比值。

 

2.2.2吊重擺角、吊重載荷的監控方法單機吊裝時通過設于起重機操作室的遙控開關啟用吊重擺角無線發射裝置與吊重載荷無線發射裝置分別各占用個頻道，同時只啟用接收本機頻道的擺角接收控制裝置與載荷接收控制裝置。

 

起重機選作抬吊時每臺起重機的監測裝置分別通過設于起重機操作室的遙控開關啟用吊重擺角無線發射裝置與吊重載荷無線發射裝置，分別各占用一個頻道，設于起重機操作室的接收控制裝置分別各除一套切換至本機頻道，將本機吊重擺角、吊重載荷動態顯示于本機操作室外，同時將接收協同方的擺角接收控制裝置、載荷接收控制裝置切換至協同方起重機頻道，分別將協同方吊重擺角、吊重載荷動態再顯示于本機操作室。

 

雙主機抬吊或雙主機滑移抬吊時，比較主機間吊重擺角操縱起重機實現垂直吊裝，同時確定1臺為主動機2臺為從動機，主動機提升時從動機以吊重載荷比值在設定值為目標操縱，實現載荷正常分配；主、輔機雙機抬吊時，主、輔機均應以輔機顯示的吊重擺角不大于允許值為前提操縱起重機實現垂直吊裝；雙主機單輔機抬吊時，主、輔機均應以輔機顯示的吊重擺角不大于允許值為前提并比較主機間吊重擺角以操縱起重機實現垂直吊裝，同時確定1臺為主動機1臺為從動機，主動機提升時從動機以吊重載荷比值在設定值為目標操縱，實現載荷正常分配；控制三機載荷均衡抬吊時，比較三機間吊重擺角操縱起重機實現垂直吊裝，同時確定1臺為主動機2臺為從動機，主動機提升時從動機以吊重載荷比值在設定值為目標操縱，實現載荷正常分配。