塔機(jī)安拆安全保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)研究

楊 丹，祝 捷，申繼軍，張 偉，李 鑫

（廊坊中建機(jī)械有限公司，河北 廊坊 065000）

隨著施工技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑施工對(duì)塔機(jī)的要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)塔機(jī)的安全性能要求更高。由于施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)安全事故的不斷發(fā)生，塔機(jī)安全性能越來(lái)越得到重視，全國(guó)各地已相繼下發(fā)關(guān)于塔機(jī)安全管理的相關(guān)文件，施工現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)的智能化、信息化安全管理已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。在塔機(jī)發(fā)生的事故中，安裝、拆卸環(huán)節(jié)發(fā)生的事故占很大比例，究其原因,安裝和拆卸過(guò)程中完全依賴操作人員的肉眼觀察判斷套架就位、銷軸配位、頂升配平、回轉(zhuǎn)互鎖及頂升過(guò)頂?shù)惹闆r，主觀誤差過(guò)大，往往出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷、安拆不到位導(dǎo)致頂升時(shí)發(fā)生事故。本文提出一種塔機(jī)安拆安全保護(hù)系統(tǒng)，在塔機(jī)安全使用中多了一重保護(hù)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

塔機(jī)安拆安全保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：主機(jī)、銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過(guò)頂傳感器、液壓頂升系統(tǒng)、傾角傳感器、顯示模塊和語(yǔ)音模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本系統(tǒng)通過(guò)這種語(yǔ)音提示、界面顯示與感應(yīng)控制相結(jié)合的方式，降低塔機(jī)安裝和拆卸過(guò)程中的不規(guī)范操作，突破性地解決了塔機(jī)安裝和拆卸過(guò)程只靠安裝人員素質(zhì)來(lái)保證安全性的不利事實(shí)，在各標(biāo)準(zhǔn)節(jié)頂升過(guò)程中涉及的關(guān)鍵位置安裝相應(yīng)的傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)就位和匹配狀態(tài)，主機(jī)將相關(guān)狀態(tài)進(jìn)行顯示和語(yǔ)音提醒，并根據(jù)該狀態(tài)控制液壓頂升系統(tǒng)電源的通斷，從而實(shí)現(xiàn)安全隱患的提前預(yù)警與控制，杜絕了安拆過(guò)程發(fā)生安全事故的源頭，大大提高安拆過(guò)程的安全性。

圖1 理想安裝位置示意圖

安拆安全保護(hù)系統(tǒng)理想安裝位置如圖1所示，主要包括主機(jī)、上支座、套架、傾角傳感器、支架、銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過(guò)頂傳感器、液壓頂升系統(tǒng)、顯示模塊、語(yǔ)音模塊等部分。

2 系統(tǒng)工作原理

工作原理示意圖如圖2所示。

圖2 工作原理示意圖

主機(jī)安裝在司機(jī)室內(nèi)，銷軸配位傳感器安裝在支架上，套架就位傳感器安裝在上支座上，過(guò)頂傳感器安裝在套架上，傾角傳感器安裝在支架上。銷軸配位傳感器、套架就位傳感器、過(guò)頂傳感器和傾角傳感器的檢測(cè)信號(hào)輸出端均連接至主機(jī)的信號(hào)輸入端。

主機(jī)的控制信號(hào)輸出端連接至液壓頂升系統(tǒng)的電源控制端；顯示模塊的信號(hào)輸入端連接至主機(jī)的信號(hào)輸出端；語(yǔ)音模塊的信號(hào)輸入端連接至主機(jī)的信號(hào)輸出端。

四種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)塔機(jī)各部位的工況，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)今{駛室的主機(jī)上，如有誤操作、不規(guī)范操作，主機(jī)將輸出信號(hào)到液壓頂升系統(tǒng)、顯示模塊、語(yǔ)音模塊。收到信號(hào)后，液壓系統(tǒng)立即停止工作，顯示模塊會(huì)將不當(dāng)操作處顯示“紅色”提示，語(yǔ)音模塊將發(fā)出語(yǔ)音提示。

3 系統(tǒng)工作過(guò)程

在需塔機(jī)進(jìn)行頂升作業(yè)時(shí)，按下主機(jī)的安拆保護(hù)系統(tǒng)按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行安拆狀態(tài)啟動(dòng)，同時(shí)彈出顯示模塊的顯示界面。在啟動(dòng)安拆保護(hù)系統(tǒng)按鈕后，通過(guò)套架就位傳感器檢測(cè)套架是否就位，若套架沒(méi)有就位，則主機(jī)會(huì)判斷不具備安拆條件并控制斷掉液壓頂升系統(tǒng)的電源，頂升動(dòng)作無(wú)法進(jìn)行，同時(shí)語(yǔ)音模塊發(fā)出語(yǔ)音提示“套架未就位，不能頂升”，顯示模塊的顯示界面上套架就位信號(hào)點(diǎn)將會(huì)顯示為“紅色”提示。

若套架就位檢測(cè)正常，則通過(guò)銷軸配位傳感器檢測(cè)下支座與套架銷軸是否配位，如銷軸沒(méi)有配位，則主機(jī)同樣控制斷掉液壓頂升系統(tǒng)的電源，頂升動(dòng)作無(wú)法進(jìn)行，同時(shí)語(yǔ)音模塊發(fā)出語(yǔ)音提示“銷軸未配位，不能頂升”，顯示模塊的顯示界面上套架就位信號(hào)燈將會(huì)顯示為“綠色”提示，銷軸配位信號(hào)燈將會(huì)顯示為“紅色”提示。

若套架就位正常且銷軸配位正常，語(yǔ)音模塊發(fā)出語(yǔ)音提示“注意塔機(jī)配平”，可以開(kāi)始頂升作業(yè)，顯示模塊實(shí)時(shí)顯示傾角傳感器測(cè)得的頂升過(guò)程傾角大小，以方便操作人員注意頂升過(guò)程中的塔機(jī)平衡。

若頂升過(guò)程中司機(jī)室操作人員不小心誤動(dòng)作回轉(zhuǎn)或者有意動(dòng)作回轉(zhuǎn)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)動(dòng)作命令進(jìn)行判斷控制不能回轉(zhuǎn)，同時(shí)語(yǔ)音模塊發(fā)出語(yǔ)音提示“頂升作業(yè)，不能回轉(zhuǎn)”，顯示模塊的顯示界面回轉(zhuǎn)互鎖信號(hào)燈將會(huì)顯示為“紅色”提示。

若頂升過(guò)程中，作業(yè)人員不按規(guī)范操作超出規(guī)定頂升范圍出過(guò)頂現(xiàn)象時(shí)，過(guò)頂傳感器將檢測(cè)到頂升位置過(guò)高，此時(shí)主機(jī)將控制液壓頂升系統(tǒng)斷電，頂升上升動(dòng)作無(wú)法進(jìn)行，同時(shí)語(yǔ)音模塊發(fā)出語(yǔ)音提示“頂升過(guò)高、頂升過(guò)高” 顯示模塊的顯示界面過(guò)頂保護(hù)信號(hào)燈將會(huì)顯示為“紅色”提示。

4 結(jié) 語(yǔ)

塔機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，且重心高、危險(xiǎn)性較大。一旦發(fā)生事故，將導(dǎo)致巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。而在所有事故中，頂升時(shí)發(fā)生的事故占很大比例，必須根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范操作。安拆安全保護(hù)系統(tǒng)將起到監(jiān)督工人、監(jiān)視起重機(jī)、確保操作正確規(guī)范的作用，對(duì)頂升安全增加了一道屏障，也是對(duì)安全控制技術(shù)新的嘗試，新的突破。