《一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102367158 A (43)申请公布日 2012.03.07 CN 102367158 A *CN102367158A* (21)申请号 201110273825.7 (22)申请日 2011.09.15 B66C 23/88(2006.01) (71)申请人 济南富友慧明监控设备有限公司 地址 250101 山东省济南市高新区颖秀路 1356 号知慧大厦二楼 (72)发明人 宋世军 乔彩风 李楠楠 王通 刘健康 (74)专利代理机构 济南金迪知识产权代理有限 公司 37219 代理人 吕利敏 (54) 发明名称 一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断 方法 (5。
2、7) 摘要 一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断 方法， 属于塔机检测技术领域。 建立塔机塔身刚度 模型， 利用塔身顶端的坐标值 (X， Y) 与所述的塔 机塔身刚度模型的位置关系， 判断塔机是否处于 倾翻临界状态 ： 若塔身顶端的坐标值 (X， Y) 在塔 机塔身刚度模型内， 判断塔机不处于倾翻临界状 态 ； 反之， 判断塔机处于倾翻临界状态。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102367166 A1/1 页 2 1. 一种塔机倾翻临界状态判断方法， 其特征在于， 判断方法如下 ： 。
3、1) 建立塔机完好状态下塔机塔身刚度模型 ： a. 建立模型坐标系 x y z ， 以 O 为坐标系原点， 其中 O 为塔身回转平面与塔身中心 垂线的交点， 所述塔身回转平面为塔身回转支承回转平面， 所述的塔身中心垂线为与垂直 于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线， 坐标轴 x 正方向为起重臂在平行于地面 时， 远离塔身方向， 坐标轴 z 正方向为垂直于地面向上， 坐标轴 y 正方向为垂直于起重臂 方向且与 x 、 z 轴符合右手螺旋法则 ； b. 在模型坐标系 x y z 中， 塔机在带载时， 塔身顶端端点沿塔机起重臂 - 平衡臂方向上极限的位移值 S0， 塔机在 空载时， 塔身顶端端。
4、点沿塔机起重臂 - 平衡臂方向上极限的位移值 S1， 得， 塔机塔身顶端端 点在沿起重臂 - 平衡臂方向上极限位移值范围 (S1， S0) ； 塔身顶端端点在坐标轴 y 上的最大位移为 ： -4 l， 4 l ； 塔机完好状态下塔机塔身刚度模型在坐标系 x y z 中为 ： 一个长 L S0-S1， 宽 L 8/ LK 的矩形， 其中 K 为安全刚度调整系数， K 的取值范围 ： 0.8-5 ； 2) 塔机在实际工况中， 塔机塔身顶端端点在坐标系 x y z 中的坐标为 (X， Y) ； 3) 根据步骤 2) 中塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 与步骤 1) 所述的塔机塔身刚度模 型的位置。
5、关系， 判断塔机是否处于倾翻临界状态 ： 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围内， 判断塔机不处于倾翻 临界状态 ； 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围外， 判断塔机处于倾翻临 界状态。 2. 根据权利要求 1 所述的一种塔机倾翻临界状态判断方法， 其特征在于， 所述塔机塔 身顶端端点的坐标 (X， Y) 是通过测量塔身顶端端点位移或通过测量塔身顶端端点倾角获 取的。 权 利 要 求 书 CN 102367158 A CN 102367166 A1/3 页 3 一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基。
6、于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断方法， 属于塔机检测技术 领域。 背景技术 0002 随着建筑业的发展， 建筑施工的机械化程度逐年提高， 塔式起重机作为一种能够 实现垂直和水平运输物料的机械， 特别是因其起升高度高、 起升重量大、 工作幅度大等特 点， 在建筑业得到了广泛的应用。由于塔机结构较庞大， 并伴有高空作业， 所以容易发生塔 机倾翻事故。这些事故不仅影响了建筑施工的进度， 而且给国家和人民带来了巨大的生命 和财产损失。 0003 目前大多数塔机是通过安装限位装置来预防塔机事故的， 但安全限位装置只能测 量塔机工作载荷是否超限， 而不能有效检测塔身顶端位移的变化。塔身顶端位移反映了塔 身。
7、刚度大小， 对塔机的稳定性至关重要， 所以检测塔身顶端位移随载荷和时间的变化比测 量塔机工作载荷更能直观反映塔机安全程度， 从而更有效的预防塔机事故。 发明内容 0004 针对现有技术的不足， 本发明提供一种塔机倾翻临界状态判断方法。 0005 术语解释 ： 0006 塔机完好状态 ： 即符合国家标准并验收合格的塔机。 0007 本发明的技术方案如下 ： 0008 一种塔机倾翻临界状态判断方法， 判断方法如下 ： 0009 1) 建立塔机完好状态下塔机塔身刚度模型 ： 0010 a. 建立模型坐标系 x y z ， 以 O 为坐标系原点， 其中 O 为塔身回转平面与塔身 中心垂线的交点， 所述。
8、塔身回转平面为塔身回转支承回转平面， 所述的塔身中心垂线为与 垂直于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线， 坐标轴 x 正方向为起重臂在平行于 地面时， 远离塔身方向， 坐标轴 z 正方向为垂直于地面向上， 坐标轴 y 正方向为垂直于起 重臂方向且与 x 、 z 轴符合右手螺旋法则 ； 0011 b. 在模型坐标系 x y z 中， 0012 在保证整机稳定性前提下， 塔机在带载时， 塔身顶端端点沿塔机起重臂 - 平衡臂 方向上极限的位移值 S0， 塔机在空载时， 塔身顶端端点沿塔机起重臂 - 平衡臂方向上极限 的位移值 S1， 得， 塔机塔身顶端端点在沿起重臂 - 平衡臂方向上极限位移值。
9、范围 (S1， S0)， 0013 其中， E ： 塔身的弹性模量 ； I ： 塔身的惯性矩 ； FV为带载时塔机基础以上部分自重 相对地面产生的指向地心的正压力 ； Fg为地基的自重 ( 混凝土基础的重力， N) ； Fh为风载荷 说 明 书 CN 102367158 A CN 102367166 A2/3 页 4 等外水平力 ( 作用在基础上的水平载荷， N) ； h 为地基的厚度 ； b 为地基的宽度， Fv1为空载 时塔机基础以上部分自重相对地面产生的指向地心的正压力 ； 0014 根据国家标准要求塔身轴心线的侧向垂直度允差为 4/， 即塔身顶端端点在坐标 轴 y 上的最大位移范围为 。
10、： -4/ l， 4/ l， 其中， l 为独立状态塔身高度 ； 0015 塔机完好状态下塔机塔身刚度模型在坐标系 x y z 中为 ： 一个长 L S0-S1， 宽 L 8/ lK 的矩形， 其中 K 为安全刚度调整系数， K 的取值范围 ： 0.8-5 ； 0016 2) 塔机在实际工况中， 塔机塔身顶端端点在坐标系 x y z 中的坐标为 (X， Y) ； 0017 3) 根据步骤 2) 中塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 与步骤 1) 所述的塔机塔身刚 度模型的位置关系， 判断塔机是否处于倾翻临界状态 ： 0018 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围内，。
11、 判断塔机不处于 倾翻临界状态 ； 0019 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围外， 判断塔机处于倾 翻临界状态。 0020 所述塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 是通过测量塔身顶端端点位移或通过测量 塔身顶端端点倾角获取的。 0021 本发明的优点 ： 0022 本发明通过塔身顶端的位移值建立塔机倾翻临界状态模型， 通过实时判断塔身顶 端坐标与塔机塔身刚度模型的位置关系， 实现了对塔机是否处于倾翻临界状态的判断， 有 效避免因由于各种原因导致的塔身顶端位移过大时导致的塔机倾翻事故的发生。 该方法还 可用于其它塔类钢结构的倾翻临界状态的确定。 附图说明 0023。
12、 图 1 建立的 x y z 模型坐标系示意图 ； 0024 图 2 塔机完好状态下塔机塔身顶端端点刚度模型。 具体实施方式 0025 下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明， 但不限于此。 0026 实施例 0027 一种塔机倾翻临界状态判断方法， 判断方法如下 ： 0028 1) 建立塔机完好状态下塔机塔身刚度模型 ： 0029 a. 建立模型坐标系 x y z ， 以 O 为坐标系原点， 其中 O 为塔身回转平面与塔身 中心垂线的交点， 所述塔身回转平面为塔身回转支承回转平面， 所述的塔身中心垂线为与 垂直于地面且过塔身在地面固定截面的中心点的直线， 坐标轴 x 正方向为起重臂在。
13、平行于 地面时， 远离塔身方向， 坐标轴 z 正方向为垂直于地面向上， 坐标轴 y 正方向为垂直于起 重臂方向且与 x 、 z 轴符合右手螺旋法则 ； 0030 b. 在模型坐标系 x y z 中， 0031 在保证整机稳定性前提下， 塔机在带载时， 塔身顶端端点沿塔机起重臂 - 平衡臂 方向上极限的位移值 S0， 塔机在空载时， 塔身顶端端点沿塔机起重臂 - 平衡臂方向上极限 的位移值 S1， 得， 塔机塔身顶端端点在沿起重臂 - 平衡臂方向上极限位移值范围 (S1， S0)， 说 明 书 CN 102367158 A CN 102367166 A3/3 页 5 0032 其中， E ： 塔。
14、身的弹性模量 ； I ： 塔身的惯性矩 ； FV为带载时塔机基础以上部分自重 相对地面产生的指向地心的正压力 ； Fg为地基的自重 ( 混凝土基础的重力， N) ； Fh为风载荷 等外水平力 ( 作用在基础上的水平载荷， N) ； h 为地基的厚度 ； b 为地基的宽度， Fv1为空载 时塔机基础以上部分自重相对地面产生的指向地心的正压力 ； l 为独立状态塔身高度 ； 0033 根据国家标准要求塔身轴心线的侧向垂直度允差为 4/， 即塔身顶端端点在坐标 轴 y 上的最大位移范围为 ： -4/ l， 4/ l， 其中， l 为独立状态塔身高度 ； 0034 塔机完好状态下塔机塔身刚度模型在坐标。
15、系 x y z 中为 ： 一个长 L S0-S1， 宽 L 8/ LK 的矩形， 其中 K 为安全刚度调整系数， K 的取值为 1.1 ； 0035 2) 塔机在实际工况中， 塔机塔身顶端端点在坐标系 x y z 中的坐标为 (X， Y) ； 0036 3) 根据步骤 2) 中塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 与步骤 1) 所述的塔机塔身刚 度模型的位置关系， 判断塔机是否处于倾翻临界状态 ： 0037 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围内， 判断塔机不处于 倾翻临界状态 ； 0038 若塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 在塔机塔身刚度模型范围外， 判断塔机处于倾 翻临界状态。 0039 所述塔机塔身顶端端点的坐标 (X， Y) 是通过测量塔身顶端端点位移获取的。 0040 以上所述的仅是本发明的实施方式， 在此应当指出， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明创造构思的前提下， 还可以做出改进， 但这些均属于本发明的保护范 围。 说 明 书 CN 102367158 A CN 102367166 A1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102367158 A 。