塔式起重機基礎(chǔ)知識講稿

1、起重機械基礎(chǔ)知識及檢驗 一、塔式起重機的分類及性能（一）、塔式起重機的的分類1.安裝方式分：快速安裝式和非快速安裝式2.變幅方式分：動臂式和水平變幅小車式3.回轉(zhuǎn)方式分：上回轉(zhuǎn)式和下回轉(zhuǎn)式4.使用方式分：有軌行走、固定基礎(chǔ)、附著式、內(nèi)爬式5.特種設(shè)備目錄分類（國質(zhì)檢鍋<2004>31號）普通塔式起重機電站塔式起重機塔式皮帶布料機（二）、塔式起重機的組成1.結(jié)構(gòu)（底架、塔身、回轉(zhuǎn)支座、平衡臂、起重臂、司機室、梯子和平臺、頂升套架、拉桿等）2.機構(gòu)（起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)、運行機構(gòu)、架設(shè)機構(gòu)、油液系統(tǒng)等）3.電氣（電源、電線和電纜、控制和保護、電動機等）4.安全裝置（起重量限制器

2、、力矩限制器、行程限制器、安全止擋、緩沖器、非工安全裝置、環(huán)境危害預(yù)防裝置等5.附屬裝置（配重和壓重、基礎(chǔ)與軌道、拖運裝置、附著框和拉桿、內(nèi)爬框架、電纜卷筒、檢修裝置等）（三）、塔式起重機的主要標(biāo)準(zhǔn) 1.GB9462塔式起重機技術(shù)條件 2.GB/T13752塔式起重機設(shè)計規(guī)范 3.GB5144塔式起重機安全規(guī)程 4.GB5031塔式起重機性能試驗 5.GB10057塔式起重機檢驗規(guī)則 6.GB7950起重機力矩限制器通用技術(shù)條件 7.JG/T5037塔式起重機分類（四）、塔式起重機主要性能指標(biāo)1.起重量特性曲線的確定原則: 塔式起重機的額定起重量隨著幅度的增大而減小，是幅度的函數(shù)。這是起重機的

3、結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定和整機抗傾翻穩(wěn)定性要求所至的。最大起重量受起升機構(gòu)能力的限制。不能超過額定起重量110，由起重量限制器來控制的。全力矩法機械式力矩限制器不是直接控制起重力矩的，而是測取和限制起重臂上所有載荷對起重臂根部鉸點的力矩大小，此時被控制的是這個力矩，而不是起重產(chǎn)生的力矩。這是現(xiàn)在小車變幅的塔機常用的力矩控制方法。 2.起重量特性曲線的確定有下列因素影響：（1）起升機構(gòu)的強度（2）結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性（3）整機的抗傾翻穩(wěn)定性（4）最大安全工作載荷（5）起重力矩限制器控制的設(shè)定值。 3.影響起重量特性曲線的具體因素（1）變幅小車、吊鉤滑輪組、鋼絲繩的自重：三者自重產(chǎn)生的力矩隨著幅度

4、的增大而增大，故全力矩法時，實際的起重力矩是隨著幅度的增大而減小的（2）臂架的組合長度：臂架越短，起重臂的自重力矩越小，對應(yīng)的起重力矩越大（3）起升繩的倍率和小車的形式：倍率不同，額定最大起重量不同，同樣起升高度因倍率不同而鋼絲繩自重的不同也產(chǎn)生影響（4）起升高度：起升高度越大，起重量隨之減（5）起重力矩限制器的控制（全力矩法的控制值） 恒力矩公式： (QR+q)(R-d)=(QRmax+q)(Rmax-d) QR 幅度R處的起重量 QRmax最大幅度Rmax處的起重量 q 吊鉤、小車、鋼絲繩的自重 R 任意幅度R Rmax 最大幅度 d 起重臂鉸點與回轉(zhuǎn)中心的距二、塔式起重機的結(jié)構(gòu)（一）塔式

5、起重機的金屬結(jié)構(gòu)包括：底架、塔身（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）、回轉(zhuǎn)支座、 塔帽、起重臂、平衡臂、通道和平臺、司機室、頂升套架、拉桿1.底架 承受塔機的全部載荷，有幾種形式：（1）X型、（2）子型、（3）快裝式可折疊支腿、（4）拖運型、（5）門座式2.塔身（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)大多是空間的格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)，少數(shù)是圓筒形結(jié)構(gòu)；對于上回轉(zhuǎn)塔機，塔身不回轉(zhuǎn)，下回轉(zhuǎn)塔機，塔身與臂架同時回轉(zhuǎn)（2）外套架頂升塔機，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作成整體的；內(nèi)頂升塔機，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作成片式的，頂升時圍上去（3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接方式：高強螺栓、抗剪螺栓、橫向銷軸、瓦套連接（4）同一型號起重機的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)必須有互換性3.回轉(zhuǎn)支座（1）組成：回轉(zhuǎn)上座、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)下座、回轉(zhuǎn)

6、驅(qū)動自重、上下座連接螺栓（2）回轉(zhuǎn)支座能承受傾翻力矩、軸向力、徑向力?；剞D(zhuǎn)支承是帶內(nèi)（或外）齒的內(nèi)外圈的大型滾動軸承。（3）回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)、外圈通過高強螺栓與上、下支座連接，可相對轉(zhuǎn)動（4）回轉(zhuǎn)上下支座的與回轉(zhuǎn)支承的結(jié)合面必須加工，保證回轉(zhuǎn)支承與上下支座結(jié)合緊密、無變形，達到安裝精度要求4.塔帽（塔頂）（1）塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式有剛性的和擺動的兩種（2）在塔頂安裝導(dǎo)向滑輪、起重力矩限制器、起重臂拉桿的安裝滑輪組等5.平衡臂 （1）作用：1放置配重，產(chǎn)生后傾力矩減小工作狀態(tài)吊重引起的前傾力矩，非工狀態(tài)減少強風(fēng)引起的前傾力矩，保證抗傾翻穩(wěn)定性2采用可擺動塔頂時，平衡臂對塔帽起支承作用；采用固定塔帽時，平衡

7、臂靠塔帽來支承的3平衡臂上放置起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)等4平衡臂上安裝風(fēng)帆，使非工狀態(tài)使風(fēng)尾吹（2）安裝方式：活動鉸接（固定塔帽）、剛性固定（擺動塔帽）（3）結(jié)構(gòu)形式：活動鉸接受力較小，用槽鋼或工字鋼制造；剛性固定受力較大，用桁架結(jié)構(gòu)制造6.動臂變幅和小車水平變幅（1）起重臂（動臂式） 動臂式：起重臂是壓桿，為兩端伸縮，中部較大的桁架結(jié)構(gòu)，截面為矩形；起重臂靠近根部較寬，對抗水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)慣性力和風(fēng)載（2）起重臂（小車水平式） a.分單拉桿（靜定結(jié)構(gòu)，受力明確，計算簡單）、雙拉桿（超靜定結(jié)構(gòu)、受力較小，計算復(fù)雜，制造精度要求高）、懸臂式（受力明確，結(jié)構(gòu)重，安裝較方便）。b.起重臂截面為三角形；考慮運

8、輸和拆裝，分段制造，用銷軸連接；上炫為圓棒，下炫作為小車運行的軌道；兩節(jié)起重臂連接式，下炫的上平面必須一致，使小車全程通過；起重臂制造時，作成20/1000的上翹度c.起重臂上安裝變幅牽引結(jié)構(gòu)、起升繩 固定、變幅繩導(dǎo)向滑輪、小車止擋、幅度指示牌、風(fēng)帆等7.司機室 司機室必須與回轉(zhuǎn)部分一起回轉(zhuǎn)；司機室的玻璃必須是鋼化或夾膠玻璃；前窗向外開；動臂式塔機司機室的頂部設(shè)觀察窗；水平變幅式在下部設(shè)觀察窗；司機室要視野良好；要有一定的強度8.通道與平臺（1）梯子：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)中設(shè)有直梯或斜梯；直梯與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離大于1.2米時，設(shè)護圈；梯子高度超過10米，設(shè)置休息平臺，以后每隔6至8米設(shè)置一個；（2）臂架通道：對于

9、通往變幅牽引機構(gòu)的地方，從臂架根部開始設(shè)置通道，在臂架全長范圍內(nèi)，設(shè)置安全帶的掛鉤和安全繩（3）平臺和走臺可有花王鋼板或網(wǎng)紋板制造，寬度不小于500（4）不允許在與水平面呈65至75度之間設(shè)置梯子（二）材料：Q235B、Q235C、Q345B、Q345C、20等，以型材為主：角鋼、工字鋼、槽鋼、方管、圓管、棒料等（三）連接方式：以焊接為主，運輸和拆裝需要的可拆卸部位用銷軸和高強螺栓連接（四）戶外作業(yè)，環(huán)境溫度-20至+40度（五）結(jié)構(gòu)件要有互換性、安裝精度高、安裝架設(shè)有程序規(guī)定，要編制安裝方案（六）塔式起重機金屬結(jié)構(gòu)制造要求（焊接要求與檢驗）1.焊縫按設(shè)計確定關(guān)鍵焊縫（A）、重要焊縫（B）、一

10、般焊縫（C）；2.關(guān)鍵焊縫應(yīng)達到GB3323規(guī)定的級和GB11345規(guī)定的級；要控制焊接變形；3.主要結(jié)構(gòu)件不準(zhǔn)采用未焊透的對接焊縫、斷續(xù)的坡口焊縫（七）塔機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（片式）、起重臂的制造過程1.制造的基本原則：金屬結(jié)構(gòu)的制造工藝主要采取先出孔，后以孔定位拼裝，再焊接的方法。這樣可以保證其精度，節(jié)省大型加工設(shè)備，降低制造成本，形成批量制造，保證互換性的要求。2.條件：合理的工藝設(shè)計，完好的工裝保證，正確合適的焊接3.塔機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（片式）的制造過程： （1）主炫桿角鋼：銑端面等長（4件為一組）焊墊板和鉆孔焊接頭耳板（先銑平面鉆鉸孔）焊頂升塊 （2）腹桿：下料沖兩端的斜角和長度 （3）節(jié)點板：下料鉆鉸

11、孔 （4）（1）、（2）、（3）同時裝入定位工裝點焊拼裝反轉(zhuǎn)焊接成形油漆4.塔機起重臂的制造過程： （1）下主炫角鋼：焊接成方管銑端面焊已加工的接頭 （2）腹桿：下料沖兩端的斜角和長度 （3）上弦接頭：接頭下料鉆鉸孔焊在上弦圓棒上 （4）（1）、（2）、（3）同時裝入定位工裝點焊拼裝反轉(zhuǎn)焊接成形油漆 （八）塔機結(jié)構(gòu)件制造的精度要求1.滿足結(jié)構(gòu)件承載、安裝互換性的要求，結(jié)構(gòu)件的尺寸和形位精度要達到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求（尺寸的公差、垂直度、平面度、平行度、同心度等）2.桁架結(jié)構(gòu)要求桿件的型心線盡量交匯于一點，減小此應(yīng)力三、塔式起重機的機構(gòu)（一）塔機的工作機構(gòu)的組成：起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、運行機構(gòu)

12、、架設(shè)機構(gòu)（快裝式）、頂升機構(gòu)（自升式：內(nèi)頂升和外頂升）（二） 起升機構(gòu)：1.特點：起升高度大，卷筒容繩量大，采用多層卷繞，鋼絲繩要有較好的抗扭性能，防止吊鉤空中打轉(zhuǎn)，選用7×35等規(guī)格的鋼絲繩，卷筒較長，用排繩器等；調(diào)速性能好，重載慢速，輕載快速，有可靠的微動性能，滿足安裝就位的需要；安裝型式和體積、重量要適合整機布置的要求2.組成：電動機、制動器、減速機、卷筒、卷筒軸支座、起升高度限制器、電氣控制箱等3.要求：采用冶金起重電動機，制動器是常閉式的，必要時設(shè)置第二制動器（如液壓鉗），卷筒采用多層卷繞的，可用焊接卷筒，有的在卷筒上安裝測速裝置（三） 回轉(zhuǎn)機構(gòu)：1.特點：回轉(zhuǎn)速度較低0

13、.51.0r/min；較好的調(diào)速性能，保證起制動平穩(wěn)，減小鋼結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形；要具有防止碰幢和過載的性能，采用軟起動；可控制啟閉的制動器，在非工狀態(tài)上部結(jié)構(gòu)能隨風(fēng)轉(zhuǎn)動，減小風(fēng)載荷2.回轉(zhuǎn)支承：滾球形、交叉滾柱形、三排柱形，回轉(zhuǎn)支承的淬火回火帶和鋼球放入孔應(yīng)布置在力矩平面以外3.采用一套或多套驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)，驅(qū)動機構(gòu)應(yīng)布置在力矩平面以外，以減少結(jié)構(gòu)變形影響齒輪的嚙合4.調(diào)速：交流變頻調(diào)速；5.起制動緩沖：液力耦合器，（四）變幅機構(gòu)：1.運行小車式變幅和動臂式變幅2.運行小車式是小車由變幅驅(qū)動機構(gòu)通過鋼絲繩牽引，使小車沿著起重臂上的軌道移動。3.優(yōu)點：變幅時重物水平移動，給安裝工作帶來方便；速度快

14、，功率省；幅度有效利用率大。缺點：起重臂受壓彎載荷共同作用，受力不好，結(jié)構(gòu)自重大4.工作零部件：收放卷筒、導(dǎo)向滑輪、牽引繩、小車5.小車的組成：小車架、行走輪、固定端和張緊裝置、斷繩保護、導(dǎo)向輪、起升導(dǎo)向輪6.變幅驅(qū)動裝置：收放卷筒、電動機、減速機、電磁制動器、幅度限制器、變幅鋼絲繩。（布置在起重臂根部的桁架內(nèi)）7.動臂式變幅驅(qū)動機構(gòu)由電動機、制動器、連軸器、減速機、卷筒、（變幅鋼絲繩、變幅滑輪組和拉桿組成）8.為防止起重臂墜落，在卷筒上設(shè)置盤式夾鉗制動器或棘輪剎車9.優(yōu)缺點：有較大的起升高度；臂架受壓力，受力好；幅度的有效利用率低，變幅速度不均；重物較難水平移動，變幅功率大（五）運行機構(gòu)（軌

15、道行走式）：1.組成：電動機、減速器、臺車 、車輪、夾軌器、行程限位器、軌道。分主動臺車和被動臺車2.注意點：塔機的四角輪壓差別很大，要防止主動輪輪壓不足打滑，主動臺車一般四角布置或?qū)遣贾茫凰C重心較高，起制動要平穩(wěn)，最好要有調(diào)速性能；塔機高度較高，防風(fēng)抗滑性能要可靠（六） 2.外附頂升方式有兩種：側(cè)面頂升（外套架頂升）和中心頂升（內(nèi)套架頂升）3.內(nèi)爬頂升方式有兩種：液壓缸布置在塔身中心、液壓缸布置在塔身之外4.自升式的外套架頂升：（1）頂升套架連接在回轉(zhuǎn)支座的下座（2）液壓缸和頂升橫梁設(shè)置在后側(cè)（3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上有頂升液壓缸的支承踏步（4）頂升套架前部有開口引入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（5）被引入的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是整體

16、的（6）頂升套架上部分是頂空引入的鋼結(jié)構(gòu)，下部是頂升的機構(gòu)和液壓系統(tǒng)（7）缺點:1.頂升時液壓缸中心于回轉(zhuǎn)中心不重合，要細心找平；2.頂升套架及回轉(zhuǎn)以上部分與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)脫開的距離較大，危險性較大（8）組成：有開口的上套架；安裝頂升機構(gòu)的下套架（液壓缸及液壓系統(tǒng)、頂升橫梁、伸縮的頂升支承塊、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步、上下布置的頂升爬升滾輪）；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引進梁或引進平臺（9）頂升步驟：圖5-36（247頁）5.自升式的內(nèi)套架頂升：（1）設(shè)置內(nèi)外塔身，外塔身（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）必須是片式的（2）液壓缸設(shè)置在外塔身的兩個頂升橫梁之中，液壓缸中心與回轉(zhuǎn)中心重合（3）在內(nèi)塔身（頂升節(jié)）上設(shè)置液壓缸爬梯（4）內(nèi)塔身頂升后圍入外塔身（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

17、）（5）被圍入的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是片體的（6）缺點:1.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)必須是片式的，圍上后在高空組合；2.內(nèi)外塔身的固定較復(fù)雜；3.外塔身不能設(shè)置水平交叉桿；4.要單獨安裝爬梯（7）頂升步驟：圖5-37（248頁）6.回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的要求：（1）液壓系統(tǒng)中要設(shè)置安全溢流閥、平衡閥、下降節(jié)流調(diào)速閥（2）平衡閥最好直接設(shè)置在液壓缸的端頭的底座上，如需管路連接，必須有鋼管連接（七）電氣系統(tǒng)的特點與要求：1.重復(fù)短期工作制，起制動頻繁，有正反向運動2.要有較好的調(diào)速性能3.各機構(gòu)的負載特點不同4.在建筑工地的戶外使用5.經(jīng)常轉(zhuǎn)移、拆裝6.幾個注意點：（1）在不設(shè)置回轉(zhuǎn)集電環(huán)時，回轉(zhuǎn)機構(gòu)要設(shè)置回轉(zhuǎn)限制器限制回轉(zhuǎn)的圈數(shù)（GB

18、5144中6.3.4）（2）回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用可控制的開式制動器，非工狀態(tài)下（切斷總電源），制動器可打開，臂架能隨風(fēng)轉(zhuǎn)動（GB5144中6.3.4）（3）為防止超力矩，小車變幅機構(gòu)的運動由力矩限制器中的定碼變幅限制開關(guān)控制（4）對變幅速度大于40m/min的起重機，小車向外運行時，力矩達到額定值的80時，自動切換為低速運行（GB5144中6.3.2.1）（5）行走的起重機的電源線，應(yīng)用自動收放的電纜卷筒引入（GB5144中8.6）（6）在塔身上懸掛電纜，應(yīng)設(shè)置電纜固定器或電纜網(wǎng)套，防止電纜自重超過電纜的機械強度（GB9462中4.5.7.3）（7）主電路和控制電路，對地絕緣電阻不小于0.5兆歐（GB

19、9462中4.5.1.7）（8）接地電阻不大于4歐姆，重復(fù)接地電阻不大于10歐姆（GB9462中4.5.1.4）四、塔式起重機安全裝置及附屬裝置（一）安全裝置有六類：超載限制器（起重量限制器和起重力矩限制器）行程限制器安全止擋和緩沖器應(yīng)急裝置非工狀態(tài)的安全裝置環(huán)境危害預(yù)防裝置1.超載限制器（1）起重量限制器：作用：當(dāng)載荷達到規(guī)定值時，限制檔位的起升速度；當(dāng)載荷達到最大值時，切斷起升回路的電源安裝位置：鋼絲繩端部（測力環(huán)）；鋼絲繩轉(zhuǎn)角出（軸承座式滑輪組）（2）力矩限制器：作用：當(dāng)載荷隨幅度變化達到規(guī)定值時，力矩限制器動作或報警，起升和變幅，只能向安全方向運行；當(dāng)載荷達到1.1倍額載時，切斷起升、

20、變幅回路的電源。電子式的力矩限制器還能實時數(shù)顯。安裝位置：A電子式：鋼絲繩轉(zhuǎn)角處（滑輪組軸承座）測量載荷，變幅牽引卷筒（軸端）測量幅度，兩者相乘就是力矩值；B機械式：固定式塔帽的主炫桿或擺動式塔帽的平衡臂主炫桿。（原理：利用桁架結(jié)構(gòu)主炫受力產(chǎn)生的微小變形（拉伸或壓縮），通過焊接在主炫上的弓形彈性件放大為橫向的較大變形，觸動幾個不同作用的限位開關(guān)，實現(xiàn)力矩和變幅的保護功能） C機械式力矩限制器的具體作用：1達到額定起重力矩的1.1倍，起升被切斷，實施定幅變碼保護；2起升某幅度的額定起重量變幅至該幅度的1.1倍時，小車變幅被切斷，實施定碼變幅保護；3起升額定起重力矩的0.9倍時，觸動力矩報警保護限位，實施報警保護；4輕載變幅減速控制。2.行程限制器（1）高度限制器：作用：防止起升卷筒過卷，拉斷鋼絲繩，碰壞小車和吊鉤；控制吊鉤下降位置安裝位置：卷筒的軸端（2）變幅限制器：安裝在變幅卷筒的軸端（小車變幅）或起重臂根部轉(zhuǎn)動軸（動臂變幅），控制小車的前后運行極限位置或起重臂的俯仰上下極限位置，可數(shù)顯（3）回轉(zhuǎn)限制器：作用：不設(shè)置集電環(huán)的塔機，為防止電纜扭斷，必須設(shè)置安裝位置：設(shè)置與回轉(zhuǎn)大齒圈嚙合的小齒輪輸入限制器（4）運行限制器：設(shè)置在軌道的兩個端頭。起重機觸發(fā)限位停止運行，但可向反方向運行3.塔式起重機安全裝置及附屬裝置安全止擋和緩沖器（1）小車變幅設(shè)置在小車的兩端，用橡膠