塔式起重機結構安全綜述

1、塔式起重機結構安全綜述1. 產品相關標準：主要有JG/T 5037塔式起重機分類；GB 5144-2006 塔式起重機安全規(guī)程；GB/T 9462塔式起重機技術條件；GB/T 5031塔式起重機性能試驗；GB/T 13752塔式起重機設計規(guī)范；JGJ 59建筑施工安全檢查標準（塔吊檢查評分表）。其中，GB 5144、JGJ 59 是強制性標準，其他標準是推薦標準，強制性標準為必須執(zhí)行的標準。2. 塔機結構：（見塔機總圖.exb）塔式起重機的鋼結構組成部分：起重臂、前臂拉桿、塔帽、后臂拉桿、平衡臂旋轉塔身、上下轉臺、頂升套架、塔身、底架、基礎。工作機構組成部分：(見塔機安全限制器布置圖1、圖2、

2、圖3.JPG)變幅機構、起升機構、回轉機構、頂升機構、行走機構及電氣系統。安全裝置含有：(見塔機安全限制器布置圖.JPG)起升高低位限位器、變幅限位器、回轉限位器、行走限位器、運行速度限制器、起重量限制器、力矩限制器。塔機各部件定義在GB 6974起重機械名詞術語中有明確的規(guī)定。3. 型號及性能參數按照JG/T 5037的規(guī)定以QTZ315塔式起重機為例：QT-為類組代號，起重機 塔式的各第一個漢語拼音字母（起塔）Z-為型式、特征代號,自升式的第一個漢語拼音字母（自） 主參數代號 型式、特性代號 類組代號315-主參數代號,塔式起重機的公稱起重力矩,單位為kN*m由于在標準JG/T 5037編

3、制過程中，特別是標記示例中主參數代號與主參數未加以區(qū)別，公稱起重力矩315kN*m的上回轉塔式起重機的型號示例為QTZ315，在2002年塔式起重機的換取生產許可證工作中對其型號更改為QTZ31.5。塔式起重機的主參數系列：16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160等，俗稱：16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160噸.米，其所對應的公稱起重力矩:160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600KN.m公稱起重力矩的定義：指起重機為基本臂長時最大幅度與相應額定起重量重力的乘積值。塔式起重

4、機的基本參數為：基本臂最大幅度、基本臂最大幅度處的額定起重量、最大起重量、起升高度等。(附基本參數表)只有起重機達到主參數及基本參數系列的要求時，才能稱為相應系列的塔式起重機。例如：QTZ31.5塔式起重機的主參數要求為基本臂最大幅度25.0 m基本臂最大幅度處的額定起重量1.26 t公稱起重力矩315 kN.m (1.26 t×10×25 m=315 kN.m)最大起重量（如10 m處）3.0 t起升高度27 m塔式起重機的技術參數主要由兩部分組成：1、性能參數，2、起重特性參數1) 性能參數：包括起升高度，工作幅度，起升速度、變幅速度、回轉速度等。2) 起重特性：包括公

5、稱起重力矩，最大工作幅度處額定起重量，最大額定起重量及起重特性曲線。起重特性有起重特性表、起重特性公式、起重特性圖三種表達方式。（見起重特性表及曲線圖1、圖2）4. 安全裝置的結構及檢驗：1) 起重力矩限制器:(曲線板力矩限制器,弓板力矩限制器.JPG)起重機必須安裝起重力矩限制器。當起重力矩大于相應工況額定值并小于額定值的110%時，應切斷上升和幅度增大方向電源，但機構可做下降和減小幅度方向的運動。當斷電力矩為額定值的100及110，力矩限制器的精度是合格的。對小車變幅最大速度超過40m/min的起重機， 在小車向外運行時，當起重力矩達到額定值的80時，應自動轉換為低速運行。起重力矩限制器應

6、分別由起重量和幅度進行控制。塔機力矩限制器在施工現場一般情況下有弓板式和曲線板式兩種。弓板式力矩限制器安裝在塔帽上。使用兩塊彈性鋼板，施加預彎曲后焊在主肢上，安裝在前肢或后肢上對使用沒有太大的影響。主要工作過程是依靠塔帽主肢受壓拉變形造成弓板中點間產生放大的相互位移，帶動推桿，推動行程開關，切斷電源。在設計上應避免推桿直接頂行程開關而應用側面推動行程開關，以防止將行程開關頂壞。（見弓板限制器圖）曲線板式綜合力矩限制器是由取力彈簧及仿形板兩大部分組成的。取力彈簧放在起重臂的上弦，仿形板放在變幅機構旁邊，其工作過程是這樣的：起升鋼絲繩通過轉向滑輪拉動取力彈簧，通過拉繩，帶動開關觸頭運動，反映起重荷

7、載的大小。仿形板隨變幅機構轉動或運動反映工作幅度的變化，在斷電力矩點位置，仿形板推動開關觸點，切斷電源。（見曲線板限制器圖）曲線板.JPG曲線板式綜合力矩限制器的特點是綜合了起重力矩、起重量及變幅幅度限位三部分的功能，使用前應確認曲線板反應的特性圖與塔機力矩特性圖相符。力矩限制器試驗按定幅變碼和定碼變幅方式分別進行，定幅變碼試驗測試最大工作幅度及0.7倍最大額定起重量所對應的工作幅度，定碼變幅試驗測試最大額定起重量及0.3倍最大額定起重量。以QTZ315塔式起重機最大工作幅度38m處起重量830kg，12m處最大額定起重量3000kg為例。 38m 最大工作幅度38m處時，采用定幅變碼法， 起

8、吊835910kg（100%110%）*830kg起重量，力矩限制器動作斷電。 12m 工作幅度12m處時，采用定碼變幅法，在工作幅度6m處吊3000kg，變幅小車平穩(wěn)的向前變幅，至12.113.1m（100110%）*12m處時，力矩限制器動作斷電。力矩限制器在100110之間（不含100，110）動作時應切斷上升和幅度增大方向的電源。2) 起重量限制器：拉力環(huán).JPG、重量限制器.JPG起重機應安裝起重量限制器。當起重量大于相應工況下額定值并小于額定值的110%時，應切斷上升方向的電源，但機構可做下降方向運動。具有多檔變速的起升機構，本限制器應對各種檔位具有防止超載的作用。對于使用弓板式力

9、矩限制器的塔機，還需要安裝起重量限制器，一般情況下，為彈簧式，通過彈簧伸縮變形，帶動推桿，推動行程開關動作，切斷電源。起重量限制器一般安裝在起重臂的根部，也有安裝在平衡臂根部。對于曲線板式綜合限制器，則不再需要安裝起重量限制器，綜合限制器調整好后，起重量限制也已經調整好。同樣，斷電起重量為額定值的100及110，起重量限制器的精度是不合格的。3) 變幅限位器：小車變幅的起重機應安裝幅度限位裝置且工作可靠對小車變幅的塔機，應設置小車行程限位開關和終端緩沖裝置。限位開關動作后應保證小車停車時其端部距緩沖器最小距離200mm。幅度限位裝置一般有兩種安裝方法：一種是在其吊臂前端和根部各安裝一個行程開關

10、。一種是在變幅機構旁邊連接一套限位機構，限位機構帶動碰鐵，推動限位開關。曲線板式綜合限位器自身帶有幅度限位功能，在調整力矩限位后，可繼續(xù)調整幅度限位開關位置以達到限位要求。幅度限位失效會造成小車碰終端緩沖裝置，小車前輪翹離起重臂軌道，變幅鋼絲繩超載受力，鋼絲繩夾損壞，溜車，影響變幅鋼絲繩壽命等諸多問題。4) 起升高度限位裝置應安裝且工作可靠。小車變幅的起重機吊鉤裝置頂部至小車架下端2倍率時1000mm、4倍率時700mm，動臂變幅起重機800mm時，立即切斷上升方向電源。在一些特殊施工場合，需要對吊鉤下極限位置進行限制的，可根據用戶要求設置下極限限位器。起升高度限位裝置一般安裝在起升機構旁邊，

11、通過連桿與起升機構連接，通過傳動機構，推動行程開關，切斷電源。起升高度限位裝置失效會造成重物冒頂、起升鋼絲繩斷裂、重物突然卸載，甚至會造成機毀人亡的重大事故。5) 回轉限位器：無集電器的起重機，應安裝回轉限位器且工作可靠。對回轉部分不設集電器的起重機，應安裝回轉限制器，起重機回轉部分在非工作狀態(tài)下必須保證可自由旋轉；對有自鎖作用的回轉機構，應安裝安全極限力矩聯軸器。集電器也稱為集電環(huán)，分外環(huán)、內環(huán)。外環(huán)固定，電纜與外環(huán)內的導體軌道連接。內環(huán)隨旋轉體旋轉，另一電纜與內環(huán)的碳刷連接，碳刷沿外環(huán)的導體軌道轉動。使導線既可隨轉體轉動，又不會將導線擰壞。6) 小車斷繩保護、斷軸保護裝置小車變幅的塔機，變

12、幅的雙向均應設置斷繩保護裝置。變幅小車斷軸保護裝置，即使輪軸斷裂，小車也不會掉落。7) 鋼絲繩防脫裝置滑輪、起升卷筒及動臂變幅卷筒均應設有鋼絲繩防脫裝置，該裝置與滑輪或卷筒側板最外緣的間隙不應超過鋼絲繩直徑的20%。8) 吊鉤應設有防鋼絲繩脫鉤的裝置。9) 頂升橫梁防脫功能（GB5144-2006規(guī)定）圖自升式塔機應具有防止塔身在正常加節(jié)、降節(jié)作業(yè)時，頂升橫梁從塔身支承中自行脫出的功能。10) 鋼絲繩的固定：采用鋼絲繩夾固接時，繩夾數量不得少于3個，繩夾數量與鋼絲繩直徑有關，見下表。繩夾間距應為鋼絲繩直徑的67倍，繩頭距最后一個繩夾的長度不小于140mm， 并采用細鋼絲捆扎，繩夾滑鞍放在鋼絲繩

13、工作時受力一側，型螺栓扣在鋼絲繩的尾端，不得正反交錯設置繩夾.表 與繩徑匹配的繩夾數量鋼絲繩直徑，mm181826>2636最少繩夾數量34511) 電氣安全：起重機應設置短路及過流保護、欠壓、過壓及失壓保護、零位保護、電源錯相及斷相保護。塔機應設置非自動復位的、能切斷塔機總控制電源的緊急斷電開關。該開關應設在司機操作方便的地方。起重機進線處宜設主隔離開關， 或采取其它隔離措施。隔離開關應做明顯標記。起重機應設置短路及過流保護。例如，可使用斷路器（自動空氣開關）等起短路及過流保護作用。電源電路中應設置失壓保護。當供電中斷時，能自動斷開總電路。例如，在電路中加總接觸器及總啟動開關來實現該保

14、護。各機構必須設置零位保護。開始運轉及失壓恢復供電時，各機構操縱裝置手柄必須先置于零位后電動機才能啟動。電源欠壓、過壓、錯相及斷相保護，對電機可以起到較好的保護作用。5. 其他內容：（GB5144-2006規(guī)定）1) 塔機主要承載結構件的正常工作年限按使用說明書要求或按使用說明書中規(guī)定的結構工作級別、應力循環(huán)等級、結構應力狀態(tài)計算。若使用說明書未對正常工作年限、結構工作級別等作出規(guī)定，且不能得到塔機制造商確定的，則塔機主要承載結構件的正常使用不應超過1.25×105次工作循環(huán)。此條款為推薦性條款，雖然，標準中提出這樣的要求，但并為提具體的措施，如使用計數器記錄起升電機的開關次數，并封

15、簽，不能修改。2) 在塔身底部易于觀察的位置應固定產品標牌。3) 吊鉤禁止補焊，有下列情況之一的應予以報廢：a) 用20倍放大鏡觀察表面有裂紋；b) 鉤尾和螺紋部分等危險截面及鉤筋有永久性變形；c) 掛繩處截面磨損量超過原高度的10%；d) 心軸磨損量超過其直徑的5%；e) 開口度比原尺寸增加15%。4) 鋼絲繩的安裝、維護、保養(yǎng)、檢驗及報廢應符合GB/T5972的有關規(guī)定。鋼絲繩文件夾5) 結構件的報廢及工作年限塔機主要承載結構件由于腐蝕或磨損而使結構的計算應力提高，當超過原計算應力的15%時應予報廢。對無計算條件的當腐蝕深度達原厚度的10%時應予報廢。塔機主要承載結構件如塔身、起重臂等，失

16、去整體穩(wěn)定性時應報廢。如局部有損壞并可修復的，則修復后不應低于原結構的承載能力。塔機的結構件及焊縫出現裂紋時，應根據受力和裂紋情況采取加強或重新施焊等措施，并在使用中定期觀察其發(fā)展。對無法消除裂紋影響的應予以報廢建設部曾出臺文件2007建設部659號公告6) 安全裝置的指示信號或聲響報警信號應設置在司機和有關人員視力、聽力可及的地方。應使用達到一定分貝的報警聲及閃光報警燈，當超載時達到提醒或警告作用，且必須保證能始終正常工作。7) 塔機最重要的安全裝置是力矩限制器。在現場條件不完全具備的情況下，至少應在最大工作幅度進行力矩限制器試驗，可以使用現場重物經臺秤標定后，作為試驗載荷使用，使力矩限制器的工作符合要求。力矩限制器調整方法：弓板式力矩限制器直接調整碰頭與限位開關的距離即可。曲線板式力矩限制器應首先讓變幅小車在最大起重量最大幅度位置，調整限制器曲線板使力傳感器轉動桿在曲線直線轉折點，其目的是限制器曲線板與實際工作幅度相一致。在最大變幅工作幅度