基于STM32的塔机数据采集和监控系统设计

针对塔机作业对运行状态参数和作业环境实时监测的需求,设计了一种基于STM32的塔机数据采集和监控系统。该系统采用STM32F103RCT6为核心的微处理器对塔机运行各项状态参数结合传感器进行数据采集和处理,传感器信号经带数字隔离的A/D转换模块和RS485转TTL模块传输到微处理器,微处理器通过串口转以太网模块将采集的传感器数据发送到由工业交换机和网络摄像机组建的局域网中。最后,采用Java语言结合Spring Boot框架开发系统上位机页面对传感器数据和视频监控画面进行显示。通过测试,该系统能够对塔机运行状态参数和塔机作业环境进行实时监测,传感器采集数据的平均相对误差为0.74%,摄像机监控画面平均延时20.4 ms,实现了数据高速准确的实时监测,满足了监测塔机的系统需求。

基于节段模型测力方法的塔式起重机风荷载特性研究

塔式起重机被广泛应用于铁道工程和土木工程施工过程,属于高耸结构体系,风荷载是塔式起重机结构设计的控制性荷载。为完善《塔式起重机设计规范》(GB/T 13752—2017)和《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中的塔式起重机斜风向设计风荷载计算方法,解决风向、吊臂、平衡臂位置等因素对塔式起重机遮挡和干扰引起的设计风荷载计算问题。选取平头塔式起重机为研究对象,对塔身、吊臂、平衡臂进行多工况的节段模型测力风洞试验,研究湍流强度、节段干扰和遮挡等因素对塔式起重机节段风荷载特性的影响规律,研究不同风向下节段阻力系数分布规律,对比标准化阻力系数与当前主要规范的异同,进而探讨节段斜风向标准化阻力系数计算方法。研究结果表明湍流强度对节段阻力系数影响较小,可忽略,而平衡臂和吊臂相邻节段的干扰会减小测试节段的阻力系数;在斜风向下,由于吊臂和平衡臂之间存在相邻节段干扰,国内外规范方法的计算值均会大于干扰工况的节段风洞试验值;当前主要国家规范规定的垂直风向塔身、吊臂、平衡臂阻力系数与风洞试验测得的阻力系数值较为接近,基于风洞试验结果给出典型风向的塔式起重机各节段的风荷载系数取值可用于结构设计;基于风洞试验测试结果推导的塔式起重机斜风向风荷载计算方法具有较好的拟合效果。研究成果可推荐相关工程应用,可为相关规范的修改或补充提供参考。

某变截面塔机转换节受力性能分析

变截面塔式起重机的转换节部位通常较为薄弱,易导致结构失效。为进行某转换节的试验研究并考虑试验场地尺寸的限制,对该转换节完整结构的受力性能进行有限元分析,并提出两种试验方案:即1/2结构和1/4结构试验方案,研究两个试验模型的极限承载力与破坏模式,并与转换节完整结构的分析结果进行对比,从而确定合理的试验方案。结果表明转换节完整结构因上角柱Z1达到材料屈服强度而破坏;1/2结构可以更好地复现转换节完整结构的受力性能,为该转换节的试验研究及变截面塔机设计提供重要参考。

塔机片式标准节机器人焊接生产线的设计与应用

随着全球市场竞争的加剧,塔机制造领域面临着低成本、短周期、高品质等挑战。介绍了一套应用于塔机片式标准节自动化焊接生产线,该生产线集成了机器人技术、焊接技术、自动化技术、仿真模拟技术和工装夹具设计技术,有效提升了焊接质量与稳定性,减少了人工需求,提高了生产效率并降低成本。详细介绍该生产线的组成、布局、工序划分和节拍计算,以及仿真技术、机器人本体技术参数、始端检出和焊缝跟踪功能等关键技术。通过实际生产验证,该生产线满足了高效生产的需求,同时展示了机器人在重型工件自动化生产中的适用性。最后指出了该自动化焊接生产线优化的方向,包括降低投资成本、提高生产柔性和提升生产线的整体设备效率(OEE),能为塔机标准节的自动化生产提供指导和参考。

塔机标准节焊接变形控制技术的研究

标准节作为塔式起重机中关键的桁架式结构,在焊接过程中会因为不均匀的加热和冷却造成零件局部膨胀导致变形,对起重机的稳定性和安全性造成严重影响。为解决此问题,提出了优化标准节焊接变形控制技术,通过调整主弦杆焊接顺序,在设计焊接接头形状和尺寸时,合理安排腹杆和连接板的焊缝数量和大小;采用对称焊接法焊接截面形状和焊缝布置均匀对称的焊件。通过以上技术的优化,较好地控制了标准节焊接变形问题,不仅能提升标准节的精度,还提高了施工效率和质量。

一种大跨度空间钢管桁架临时支撑胎架的应用

塔式起重机标准节作为临时支撑胎架相对于搭设满堂脚手架而言,不仅具有可周转、施工效率快、构造稳定等优点,而且还能节约施工成本。对于空间钢管桁架标高不一及标高不满足3 m倍数的情况时,需采用切割塔式起重机标准节后用工字钢焊接在塔式起重机标准节来调节胎架高度。通过调节顶部高度解决塔式起重机标准节模数的限制,可适用于多种胎架安装高度。

预埋螺栓式基础转换安装轻重塔吊施工技术研究

针对不同施工阶段对起重能力要求的差异,基于工程项目实际,将重型塔吊基础的预埋固定支脚改为预埋螺栓,并采用了适用于预埋地脚螺栓式重型塔吊基础的轻重塔吊转换平台,实现了在重型塔吊地脚螺栓式基础与轻型塔吊标准节之间便捷的转换连接,有效减少了资源的浪费,降低了施工成本,总结的经验可供类似工程参考。

塔吊标准节支架在钢罩棚施工中的研究与应用

为解决大跨度管桁架钢罩棚安装过程中需要设置大量临时支撑架的问题,针对施工模拟阶段几十种不同的支架加入易造成的各种问题,比较了3种模型处理方法后,发现弹性支座模拟法可优选用于钢罩棚施工分析及支撑架设计中。介绍了塔吊标准节在钢罩棚支架系统中使用的关键技术,包含基础的形式、刚性转换层的结构、稳定性的保证措施等,并总结了应用过程中的经验,以期为类似工程提供参考。

改造工程塔式起重机基础转换架施工技术

为了减小塔式起重机设立对建筑的影响,研发了一种立于既有结构柱的塔式起重机基础转换钢梁的施工方法,发明了一种抱箍结构将预制钢梁一端与原结构柱连接,钢梁另一端利用新增短柱连接于地下结构柱上,改变传力途径,将塔式起重机荷载有效地传力给既有结构柱,解决了在改建、扩建的建筑工程中大型塔式起重机难以立于地下室顶板的难题。最大限度地利用了现有结构条件,实现在顶板承载力不足且无法设置加固措施的情况下,在车库顶板设立塔式起重机基础,既满足塔式起重机基础的承载力,又保证工程的施工进度。现场施工工序简单,对今后各类改造工程具有推广应用价值。

塔式起重机用大功率紧凑型变频电动机设计

大型塔式起重机具有重载低速、轻载高速、慢就位的工作特点,其配套主电动机需具备宽调速比能力。文中以实际项目为例,介绍了一种宽调速比高紧凑型变频电动机研制方案,采用定转子槽配合和定子绕组方案以达到电磁设计指标,特殊的风道结构设计以保证散热。经过电动机性能测试验证实际性能达到设计指标,其转动惯量是常规电动机的60%。设计方案满足技术要求,具有实用性。

TRIZ理论在塔式起重机创新设计中的应用

介绍了发明问题解决理论—TRIZ的冲突概念和冲突解决原理及问题求解的过程,对自升式塔式起重机升降过渡节进行了TRIZ解析,并应用TRIZ理论设计出能观察水平度的塔机底盘,得出了塔机创新设计的新方法。

大跨度斜拉桥钢筋混凝土桥塔快速施工技术发展与展望

为寻求桥塔施工速度提升的发展方向,结合国内部分大跨度斜拉桥钢筋混凝土桥塔施工实践,总结桥塔快速施工技术,包括桥塔分节高度、塔吊配置、钢筋和混凝土工序,以及上(下)横梁施工、上塔柱锚固区快速施工技术和塔柱施工控制技术。通过总结分析,因分节高度限制、塔吊性能不足、钢筋和混凝土作业工法单一、大型锚固构件吊装困难等,导致当前桥塔施工速度提升缓慢。基于此,以沪苏通长江公铁大桥桥塔施工实践为背景,按预拼吊装和结构优化2个方向分部位提出快速施工方案构思,包括下塔柱采用钢筋分节段整体绑扎或钢筋混凝土节段分段预制后吊装,下横梁采用分块预制吊装+湿接头方案,中、上塔柱采用钢壳混凝土组合结构等方案构思,以期为桥塔快速施工技术创新提供参考。

一种新型塔吊高空支模钢平台的研究与应用

杭州奥体中心主体育场工程顶环梁结构复杂,支模条件恶劣,传统的支承架体难以达到功能合理、费用优化、进度保证的目标。提出并设计出一种新型塔吊标准节支承高空支模钢平台体系。通过方案对比、理论分析、有限元模拟等一系列研究计算,对该支撑体系的搭设工艺、设计方法、结构性能及构造进行充分论证,并将其运用到实际工程,圆满完成顶环梁的施工,提出几点施工要点措施,供今后类似工程借鉴应用。

塔式起重机吊臂截面设计

依据GB/T1375 2— 99《塔式起重机设计规范》 ,提出影响塔式起重机吊臂截面高宽比的参数 ,通过实例说明了在以往塔式起重机吊臂设计中采用的计算公式 :H =Blox2loyAA1对于轴心受压构件是恰当的 ,而对于偏心受压构件存在较大误差。给出了一种新的计算方法 ,即根据钢结构设计规范中双向格构式压弯构件的稳定性来确定截面的高度 ,这种方法能够使计算中的受力分析更加符合实际工况 ,因而使设计的塔式起重机吊臂结构优、材料省、可靠性高。

塔式起重机回转过渡节的有限元计算

应用ＳＡＰ５程序对塔式起重机回转过渡节进行计算，给出了刚度、强度分析结果，为设计及其改进提供了重要的科学依据。

变截面梁单元方管塔身有限元参数化建模与分析

文中使用Ansys有限元软件以梁杆单元建模方式对塔式起重机塔身进行APDL参数化建模,建立了等截面梁单元模型、变截面梁单元模型和实体模型,对这3种模型分别施加相同的约束与载荷,以实体模型的数据为基准,研究变截面梁单元模型的精确性与可行性,并分析了多节变截面梁单元方管塔身的受力情况。

塔式起重机双拉杆变截面臂架计算

本文将塔式起重机变截面水平臂架视为超静定连续梁,建立含有Heaviside函数的弹性支承变截面连续梁变形微分方程,借助力矩平衡方程,编制程序,求解出臂架拉杆力,从而确定变截面臂架任意截面的内力和变形。

基于OSA-CBM的塔式起重机加减标准节远程监控系统

塔式起重机加减标准节的过程是事故多发阶段,对其进行远程监控是降低安全事故率的有效途径之一。通过对塔式起重机加减标准节过程特点的分析,文中提出了基于OSA-CBM的塔式起重机加减标准节过程的远程服务器监控系统方案,将CBM的开放架构及类库与塔机加减标准节监控特点相结合,将获取的塔身顶端位移、顶升高度、人工操作指令码、风速等特征参数数据按照一定数据结构存储于数据库中,利用算法来判断特征参数的数据,其意义在于充分利用大数据和专家知识,为进一步提高加减节过程管理水平、保障安全打下基础。

中小型塔式起重机塔身标准节的结构设计与加工

由标准节组成的塔身是塔式起重机用以支承载荷而起骨架作用的重要结构.本文介绍了塔身标准节的合理的结构设计与加工方法,以确保塔身标准节的制造质量和满足使用要求.

QZT80塔机顶升过程倒塌事故分析

塔机事故是施工现场事故中最严重的事故之一,顶升过程是塔机的重要安装步骤,也是在安装中危险性较大的工作,在安装过程中出现事故比例较高。本文在调查分析的基础上建立了塔机顶升过程倒塌事故树,采用排除法逐一分析事故原因,最终确定事故的直接原因和间接原因,为分析同类事故提供了可资借鉴的方法。同时提出了预防事故发生的安全与管理措施,避免类似事故发生。