一种具有自平衡调节系统的吊具及其吊装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有自平衡调节系统的吊具及其吊装方法，其可应用于厂房屋顶的吊装、石油化工设备等的吊装，尤其可应用于核电建设中带有附件从而使重心偏移而受力不均衡的结构的吊装。
【背景技术】
[0002]目前，载荷分布不均衡件的吊装分两种情况:
一是索具等长，偏置吊装。这种吊装方法虽然不用调节索具系统的长度，但是个别吊耳局部受力较大，易发生变形，高空组对异常困难。对被组对件的支撑装置强度要求极高，组对要求占用空间大。
[0003]二是通过调节可调拉杆，使索具长度不等，水平吊装。目前这种吊装方式是通过人工调节可调拉杆实现的。当索具受力时，很难进行人工调节，需将大型组件放下后调节之后再起吊检测，经反复起落钩后调节达到可控范围内方可吊装。这种方法调节困难、不好操作、误差大、耗时长、危险系数大、吊装效率极低。
【发明内容】
[0004]1.本发明为大型受力不均衡组件的吊装和高空组对提供了一种具有自平衡调节系统的新型吊具。
[0005]2.本发明为大型受力不均衡组件的吊装提供了一种吊装方法，利用本发明的吊具和吊装方法可使大型受力不均衡组件变形最小，而且易操作、误差小、耗时短、危险系数低、吊装效率高，能很好的满足吊装和高空组对要求。
[0006]3.本发明的吊装方法是:首先通过计算，确定大型受力不均衡组件的重心位置，令载荷分配器的中心与大型组件的重心在竖直方向上位于同一直线。计算出此时每根索具的受力并确定误差范围，将此数值输入到控制器中，基于模糊PID控制原理设定相应的PLC程序，通过自平衡调节系统的调平后方可实现吊装和组对。
[0007]4.本发明的吊装实现过程为:一种具有自平衡调节系统的吊具，其特征是由载荷分配器、索具、油缸和自平衡调节系统构成，自上而下依次相接。所述油缸和自平衡调节系统通过带快速拆装装置的管路连接。所述的自平衡调节系统，其特征在于包含了检测装置和自平衡控制系统。
[0008]所述的检测装置主要元件是油压传感器；自平衡控制系统由蓄电池、控制器、油压传感器、液压泵站、模式选择开关组成。其中控制器和蓄电池置于操纵柜内，自动或手动模式选择开关位于操纵柜面板上，油缸操纵多路阀每片出口都安装有一个油压传感器，油缸的伸出或缩回动作，是通过控制器输出电流给相应的电磁阀来实现。
[0009]其工作过程如下:在大型受力不均衡组件放置于地面时，油缸通过管路与放置在地面的液压泵站相连接，将操纵柜面板上的选择开关打到手动模式，通过油缸操纵多路阀上的手柄将油缸调节至初始位置后开始起吊。当组件离开地面200mm后，停止起吊，此时，将操纵柜面板上的选择开关打到自动模式，控制器通过油压传感器采集每片阀的压力，经过控制器内部运算转换成实际拉力值，然后与理论计算值进行比较，当实际拉力值< 理论计算值且a (二者差值绝对值)大于ΛΧ (可调，需由现场调试来确定)时，控制器输出电流给相应的电磁阀来控制油缸缩回，直至a < ΛΧ时为止。当实际拉力值>理论计算值且a(二者差值绝对值)大于ΛΧ (可调，需由现场调试来确定)时，控制器输出电流给相应的电磁阀来控制油缸伸出，直至a < ΛΧ时为止。从而保证了对大型受力不均衡组件的重心位置进行不断的反馈和及时调节，在达到起吊和组对的要求后，液压泵站停止工作。将大型组件吊至500mm高度，悬空静置20分钟，检测油缸受力及下口偏斜量是否在允许误差范围内，满足吊装要求后，断开管路中的快速拆装装置，此时液压锁止装置及管路快速拆装装置共同起作用，将油缸保持在调整好的位置，确保吊装和组对过程中大型组件的重心不再发生偏移。吊机缓慢起钩，实现组件的吊装和高空组对。
[0010]本发明的优点是:在大型受力不均衡组件的吊装和组对过程中，通过有限元分析、三维建模、模糊PID控制原理、自平衡检测、自平衡监控、自平衡调节等技术使偏心组件受力均衡、吊装角度合理、变形最小、节约了人工调节的时间，大大提高了工作效率缩短了工期。
【附图说明】
[0011]图1为所述一种具有自平衡调节系统的吊具(1)，由载荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡调节系统(5)组成示意图；
图2为吊装俯视示意图；
图3为所述自平衡调节系统(5)示意图，包括了油压传感器(6)、蓄电池(7)、控制器(8)、液压泵站(9)、模式选择开关(10)、电机(11)、液压泵(12)、电磁阀(13)和液压油箱(14)；
图4为所述自平衡控制系统电气原理图；
图5为所述自平衡控制系统流程图。
【具体实施方式】
[0012]本发明涉及一种适用于不均衡载荷组件的吊装和高空组对的新型自平衡吊具及其吊装方法。现结合附图和实施例进行具体说明。本发明的新型吊具自上而下依次由载荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡调节系统(5)构成，见图1。油缸(4)和自平衡调节系统(5)通过带有快速拆装装置的管路连接，其余部分连接均为销轴连接。所述的自平衡控制系统，其特征是由蓄电池(7)、控制器(8)、模式选择开关(10)和电磁阀(13)组成。
[0013]吊装前的计算:吊装前通过计算，确定大型组件的重心位置，令载荷分配器(2)的中心与大型组件的重心在竖直方向上位于同一直线。确定索具(3)最小吊装角度(60° )及大型受力不均衡组件的吊装角度后，计算出此时每根索具的受力并确定误差范围，并将此值输入到控制器(8)预先编好的程序中。
[0014]吊装过程如下:自上而下依次连接各组件，安装完成后，液压管路与放置在地面的液压泵站相连接，将操纵柜面板上的模式选择开关(10)打到手动模式，通过油缸(4)操纵多路阀上的手柄将油缸(4)调节至初始位置后开始起吊。当组件离开地面200mm后停止起吊。此时，将操纵柜面板上的模式选择开关(11)打到自动模式，控制器(8)通过油压传感器
(6)采集每片阀的压力，经过控制器(8)内部运算转换成实际拉力值，然后与理论计算值进行比较，从而对大型受力不均衡组件的重心位置进行不断的反馈和及时调节，在达到起吊和组对的要求后，泵站停止工作。将大型组件吊至500mm高度，悬空静置20分钟，检测油缸
(4)受力及油缸伸长量是否在允许误差范围内，满足吊装要求后，断开管路中的快速拆装装置，此时液压锁止装置及管路中的快速拆装装置共同起作用，将油缸(4)保持在调整好的位置，确保吊装和组对过程中大型受力不均衡组件的重心不再发生偏移。吊机缓慢起钩，以确保变形最小的情况下实现组件的吊装和高空组对。
【主权项】
1.一种具有自平衡调节系统的吊具(1)，其特征是:由载荷分配器(2)、索具(3)、油缸(4)和自平衡调节系统(5)构成，自上而下依次相接。2.如权利要求1所述，一种载荷分配器(2)其特征在于:有至少两个以上的载荷分配点；载荷分配器(2)上方与起重机自带吊具连接，下方通过索具(3)、油缸(4)与大型偏心组件连接；两两之间连接件均为销轴。3.如权利要求1所述，自平衡调节系统(5)通过管路与油缸(4)连接，管路中设置快速拆装装置。4.如权利要求1或3所述的自平衡调节系统(5)，其特征在于包含了检测装置和自平衡控制系统。5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于利用油压传感器(6)来检测油缸(4)的实际压力值。6.如权利要求4所述的自平衡控制系统，其特征是由蓄电池(7)、控制器(8)、液压泵站(9)和模式选择开关(10)组成。7.如权利要求6所述的液压泵站(9)，其特征是包括了电机(11)、液压泵(12)、电磁阀(13)和液压油箱(14)。8.如权利要求4所述的自平衡控制系统，其工作原理是:自平衡控制系统通过油压传感器(6)来采集信号，经过控制器(8)内部运算发出指令给相应的电磁阀(13)来控制油缸(4)的伸出或缩回，从而保证了对受力不均衡组件的重心位置进行不断的检测和及时的调节。9.如权利要求6或8所述控制器(8)，其特征在于选用的是可编程序控制器。10.一种大型受力不均衡组件的吊装方法，其特征在于吊装过程如下: (1)通过计算，确定大型受力不均衡组件的重心位置； (2)令载荷分配器(2)的吊装中心与组件的重心在竖直方向上位于同一直线； (3)计算出此时每根索具的受力及每个油缸(4)的伸长量； (4)将受力数值输入到控制器(8)中，设定相应的程序； (5)将油缸(4)上端分别与索具(3)相连； (6 )索具(3 )上端与载荷分配器(2 )的吊耳相连； (7)载荷分配器(2)的上端吊耳再与起重设备的吊具连接； (8)将起重设备连接上的吊具吊至大型组件上方，再将油缸(4)下端与大型组件上的吊耳连接； (9)通过管路将自平衡调节系统(5)与油缸(4)连接； (10)吊装前，打开手动模式使自平衡调节系统(5)处于工作状态，油缸(4)调节到一定位置开始起吊，当大型组件离开地面200_后停止起吊，此时打开自动模式，油缸(4)进行伸长量调节，调节结束后断开管路中的快速拆装装置，油缸(4)伸长量保持不变； (11)将大型组件起吊至500mm，悬空静置20分钟，测量油缸伸长量是否在允许误差范围内； (12)满足吊装条件后缓慢起钩，将大型受力不均衡组件吊装就位。11.一种具有自平衡调节系统的吊具，其应用领域包括如下几方面: (O核电建设中带有附件从而使重心偏移而受力不均衡的结构的吊装；(2)石油化工行业中压力容器等的吊装；(3)民用厂房、屋顶类的吊装等。
【专利摘要】本发明涉及一种具有自平衡调节系统的吊具（1）及其吊装方法。本发明的吊具（1）包括载荷分配器（2）、索具（3）、油缸（4）和自平衡调节系统（5）。采用上述结构和系统时，本发明的新型吊具（1）和吊装方法可保证大型组件，尤其是载荷不均衡的组件在吊装过程中偏斜量最小，产生的变形较小，满足组件、设备的吊装及高空组对要求。
【IPC分类】B66C1/10
【公开号】CN104925637
【申请号】CN201410097322
【发明人】孙丽, 王盼盼, 曹旭阳, 滕儒民, 王欣, 潘志毅, 赵伟, 魏兴, 李超, 甄龙
【申请人】大连理工大学, 大连益利亚工程机械有限公司, 大连益利亚咨询有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月18日