一种用于塔吊标准节的无线智能预警防松螺母

 一种用于塔吊标准节的无线智能预警防松螺母

谢勇

广东省第一建筑工程有限公司 广东省广州市 510000

摘要：塔吊在正常工作时，塔吊频繁地吊起、转运、放下重物，吊臂反反复复地启动和制动，使塔身承受正负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节连接螺栓受力在反复不断的变化，这是螺栓松动的根本原因。有关塔吊的规范和各塔吊厂家的使用说明书都对这种螺栓连接的安装提出了要求，但是要想要直接靠人力将预紧扭矩拧到符合要求不易做到。实际安装中，螺栓的预紧力几乎都达不到规定的预紧力要求，这是螺栓松动的重要原因，所以需要经常检查维保，但是，维保时技术工人需高空作业紧固螺母，操作难度较大，危险系数高。为了有效解决问题，采用无线智能预警防松螺母技术应用到塔身标准节的连接螺栓上。无线智能预警防松螺母能实时监控塔吊塔身标准节螺母的松动情况，当标准节连接螺栓上的螺母松动退丝时，会触动预警螺母背面传感器，预警螺母即启动预警，警示灯亮起并将预警信息立即上传后台，让螺栓螺母松动这一隐蔽的风险点可视化，准确定位松动螺母位置，立即派人检修维保，确保安全生产；同时，可以减少维保人员及塔吊司机悬空作业时间，确保安全生产。通过应用该技术，有效杜绝了所有因螺母松动而导致的风险。

关键词：预紧力、无线、智能预警、防松螺母、准确定位

引言：

传统的防松螺母起源于国外，它是以特殊的工程塑料永久的附着在螺纹上，使内外螺纹在缩紧过程，工程塑料被挤压而产生强大的反作用力，极大地增加了内外螺纹之间的摩擦力，提供了对振动的绝对阻力。传统的防松螺母的三大优势：1.优越的抗振性能：螺纹在拧紧时，螺栓的牙顶螺纹线度紧紧进入螺母的30°楔形斜面被卡紧，并且施加于楔形斜面上所产生的法向作用力与螺栓的轴线成60°夹角，而不是30°夹角，因此，防松螺母紧固时产生的法向作用力远大于普通标准螺母，具有极大的防松抗振能力。2.耐磨损和抗剪切能力强：螺母螺纹牙底30°斜面能使螺母锁紧力均匀分布在所有各牙的螺纹上，由于各牙螺纹面上的压紧力分配均匀，所以螺母能较好地解决螺纹磨损和剪切变形的问题。3.重复使用性能好：大量使用表明，防松螺母经过多次反复紧固和拆卸，其锁紧力仍不减小，能保持原有锁紧效果。无线智能预警防松螺母在传统的防松螺母基础上的四个创新点：1.无线控制，自动报警。2.快速定位，风险点可视化。3.主机监控范围广。4.安装更方便。

1.目的或目标

为了确保安全生产，提高作业效率，减少作业人员高空作业时间，准确把握塔吊标准节的螺栓松动情况，采用无线智能预警防松螺母技术应用到塔身标准节的连接螺栓上，让螺栓螺母松动风险点可视化，准确定位松动螺母位置，减少维保人员及塔吊司机悬空作业时间， 有效杜绝所有因螺母松动而导致的风险。

2.技术原理

3.技术参数及性能或项目实施方案与成果

3.1塔吊标准节无线智能预警防松螺母的安装及使用说明

3.1.1检查与测试

每套监控系统包含：监控主机一台、预警螺母终端若干。螺母终端上印有编码，螺母终端和监控主机已完成组网，现场无需再次调试。安装前先测试通讯是否正常。

测试方法为：主机接220V交流电，滚动显示绿色 “智能预警螺母监控系统”，即进入正常待机工作状态，此时按压预警螺母终端触点，启动螺母预警，主机收到螺母的报警信息，显示报警终端编号并且声音报警，即设备通信完好，可以安装。

3.1.2主机安装

1）主机可以淋雨日晒，无需其他箱体等包裹，建议安装在塔吊、电梯等使用设备底部，主机与螺母之间不能有障碍性遮挡，正常通讯距离200米。

2）右侧上部有天线接头，天线距离主机建议不低于1米。

3）主机接电，按电源键，滚动显示绿色“智能预警螺母监控系统”，即进入正常待机工作状态，无需其他操作。

3.1.3预警螺母终端安装

1）螺母壳体上印有编码，建议从下往上“螺旋上升 ”依次安装。

2）螺母手动旋转安装即可，一般不需额外工具，安装至“触点贴到铁螺母”为准。可以采用“安装至亮灯，回转30°- 45°”控制精度。

3.1.4解除预警

先把对应编号的螺母终端复位，使触点不被挤压，然后按下主机侧面“清除”键，解除预警。

3.1.5主机开机与待机状态说明

主机接220V交流电后，滚动显示绿色“智能预警螺母监控系统”，即进入正常待机工作状态，无需其他调试操作。

3.1.6螺母“松动预警”说明及处理方法

螺母触点被高强螺母触压时会启动预警，闪光提醒并发送预警信号，主机收到预警信号，发出蜂鸣声警报，并对应螺母的编号红色显示。

处理方法：先把对应编号的螺母终端复位，使触点不被挤压，然后按下主机侧面“清除”键。

3.1.7螺母“离线预警”说明及处理方法

待机状态下，主机与螺母终端会定时通信，以确保通讯正常。当螺母电量不足、丢失、距离超限、意外损坏等情况，导致二者长时间无法正常通信，主机会启动离线预警。对应螺母的编号黄色显示。

处理方法：按下“清除”键解除当次报警。查找对应的螺母终端，查看是否正常。若螺母出现上述几项不可修复的意外情况，应进行“删除螺母”操作，从主机系统中删除对应终端，否则后续仍会出现离线报警。

3.1.8“删除螺母”操作说明

主机在待机状态下长按“功能”键三秒，屏幕显示螺母编号，配合“上、下”键确认要删除的螺母或者“Del all”为全部清除，按下“清除”键即可删除，屏幕显示“Del OK”即为删除成功。删除后螺母与主机不再有通讯联系，通过重新配对可重新建立通讯。

3.1.9“配对螺母”操作说明

主机在待机状态下按一下“功能”键，屏幕显示“配对状态...”，即进入配对模式。将智能螺母正对主机侧面配对窗按压触点至亮灯，主机发出两次蜂鸣声，屏幕显示“OK编号”即配对成功。重复操作，依次完成配对。

注意：

1. 一台主机最多配对螺母200个，每个螺母只需配对一次，重复配对无效。

2. 螺母编号是按顺序递增，若中间某一个或者多个编号被“删除”，会先补位再顺延。

3.2项目实施成果

项目部应用了塔吊标准节无线智能预警防松螺母技术，并对已安装智能预警螺母的两台塔吊塔身标准节螺母松动情况进行调查，统计塔身在维保单位维保后的第1、8、15、22、29天标准节螺母松动情况，数据统计如下（该时期塔吊均已安装一道附墙装置，1#塔吊19个标准节，共228个连接螺栓；2#塔吊18个标准节，共216个连接螺栓）。

1#、2#塔吊标准节螺母松动情况统计表

通过上述图表，我们可以看出塔吊在维保后随着时间的增加，塔身标准节的连接螺栓松动现象得到控制，与安装智能预警螺母前的数据相比，我们可以看到，安装了智能预警防松螺母，可以有效杜绝塔吊在标准节连接螺栓松动情况下仍继续作业的风险，确保生产安全。

4.该施工技术创新点

1）无线控制，自动报警。智能预警防松螺母采用无线控制，能实时监控塔吊塔身标准节螺母的松动情况，当标准节连接螺栓上的螺母松动退丝时，会触动预警螺母背面传感器，预警螺母即启动预警，警示灯亮起并将预警信息立即上传后台。

2）快速定位，风险点可视化。主机与螺母终端之间配对组网，建立通讯协议，主机即可接收螺母终端的预警信息，显示终端编号，同时发出声音提醒，直至人工解除预警并且复位主机。

3）主机监控范围广。主机可以淋雨日晒，无需其他箱体等包裹，建议安装在塔吊、电梯等使用设备底部，主机与螺母之间不能有障碍性遮挡，正常通讯距离200米。

4）安装更方便。螺母手动旋转安装即可，一般不需额外工具，安装至“触点贴到铁螺母”为准，可以采用“安装至亮灯，回转30°- 45°”控制精度。

结束语：无线智能预警防松螺母相比于传统的防松螺母更为智能化，采用无线控制，自动报警，能够快速精确定位，风险点可视化，且主机监控范围广，安装起来更方便。经过广铁法院审判业务大楼项目试行，智能预警螺母技术的使用提高了塔吊的有效作业时间，提高项目生产效率，确保安全，为公司创造良好效益，在市双优、省双优检查及上级主管部门的检查中得到专家的一致好评，提高了公司的社会形象。但目前该技术在使用过程中还有需要进一步提高的地方，如在使用过程中会存在误报的现象，通过调查发现，造成误报的原因主要是智能预警螺母在使用过程，自身会发生松动的现象，造成误报，所以接下来重点研究的课题就是寻找新的材料或者新的工艺来解决预警智能螺母自身出现松动的现象。

参考文献：

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[4]杨银明，晏学元，詹文滨.螺母预警装置.中国，CN204591952U[P]，2015-08-26。