塔机安拆安全保护系统技术研究

2018-11-30申继军

建筑机械化 2018年10期

杨丹，祝捷，申继军，张伟，李鑫

（廊坊中建机械有限公司，河北廊坊 065000）

随着施工技术的飞速发展，建筑施工对塔机的要求越来越高，尤其是对塔机的安全性能要求更高。由于施工现场塔机安全事故的不断发生，塔机安全性能越来越得到重视，全国各地已相继下发关于塔机安全管理的相关文件，施工现场塔机的智能化、信息化安全管理已经成为行业发展的大趋势。在塔机发生的事故中，安装、拆卸环节发生的事故占很大比例，究其原因,安装和拆卸过程中完全依赖操作人员的肉眼观察判断套架就位、销轴配位、顶升配平、回转互锁及顶升过顶等情况，主观误差过大，往往出现错误判断、安拆不到位导致顶升时发生事故。本文提出一种塔机安拆安全保护系统，在塔机安全使用中多了一重保护。

1 系统结构组成

塔机安拆安全保护系统结构包括：主机、销轴配位传感器、套架就位传感器、过顶传感器、液压顶升系统、倾角传感器、显示模块和语音模块。

与现有技术相比，本系统通过这种语音提示、界面显示与感应控制相结合的方式，降低塔机安装和拆卸过程中的不规范操作，突破性地解决了塔机安装和拆卸过程只靠安装人员素质来保证安全性的不利事实，在各标准节顶升过程中涉及的关键位置安装相应的传感器实时检测就位和匹配状态，主机将相关状态进行显示和语音提醒，并根据该状态控制液压顶升系统电源的通断，从而实现安全隐患的提前预警与控制，杜绝了安拆过程发生安全事故的源头，大大提高安拆过程的安全性。

图1 理想安装位置示意图

安拆安全保护系统理想安装位置如图1所示，主要包括主机、上支座、套架、倾角传感器、支架、销轴配位传感器、套架就位传感器、过顶传感器、液压顶升系统、显示模块、语音模块等部分。

2 系统工作原理

工作原理示意图如图2所示。

图2 工作原理示意图

主机安装在司机室内，销轴配位传感器安装在支架上，套架就位传感器安装在上支座上，过顶传感器安装在套架上，倾角传感器安装在支架上。销轴配位传感器、套架就位传感器、过顶传感器和倾角传感器的检测信号输出端均连接至主机的信号输入端。

主机的控制信号输出端连接至液压顶升系统的电源控制端；显示模块的信号输入端连接至主机的信号输出端；语音模块的信号输入端连接至主机的信号输出端。

四种传感器实时监测塔机各部位的工况，并将实时数据传输到驾驶室的主机上，如有误操作、不规范操作，主机将输出信号到液压顶升系统、显示模块、语音模块。收到信号后，液压系统立即停止工作，显示模块会将不当操作处显示“红色”提示，语音模块将发出语音提示。

3 系统工作过程

在需塔机进行顶升作业时，按下主机的安拆保护系统按钮，系统进行安拆状态启动，同时弹出显示模块的显示界面。在启动安拆保护系统按钮后，通过套架就位传感器检测套架是否就位，若套架没有就位，则主机会判断不具备安拆条件并控制断掉液压顶升系统的电源，顶升动作无法进行，同时语音模块发出语音提示“套架未就位，不能顶升”，显示模块的显示界面上套架就位信号点将会显示为“红色”提示。

若套架就位检测正常，则通过销轴配位传感器检测下支座与套架销轴是否配位，如销轴没有配位，则主机同样控制断掉液压顶升系统的电源，顶升动作无法进行，同时语音模块发出语音提示“销轴未配位，不能顶升”，显示模块的显示界面上套架就位信号灯将会显示为“绿色”提示，销轴配位信号灯将会显示为“红色”提示。

若套架就位正常且销轴配位正常，语音模块发出语音提示“注意塔机配平”，可以开始顶升作业，显示模块实时显示倾角传感器测得的顶升过程倾角大小，以方便操作人员注意顶升过程中的塔机平衡。

若顶升过程中司机室操作人员不小心误动作回转或者有意动作回转，系统会根据动作命令进行判断控制不能回转，同时语音模块发出语音提示“顶升作业，不能回转”，显示模块的显示界面回转互锁信号灯将会显示为“红色”提示。

若顶升过程中，作业人员不按规范操作超出规定顶升范围出过顶现象时，过顶传感器将检测到顶升位置过高，此时主机将控制液压顶升系统断电，顶升上升动作无法进行，同时语音模块发出语音提示“顶升过高、顶升过高” 显示模块的显示界面过顶保护信号灯将会显示为“红色”提示。