塔式起重机设计.docx

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塔式起重机设计

塔式起重机的总体设计

概况

工程建筑类别为一类高层建筑，抗震设防烈度为7度，工程总建筑面积约9.2万m2，包括两层（局部三层）地下室和四层裙楼，其中地下室面积约4.1万m2，裙楼面积约5.1万m2。

本工程合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级，人防防护等级为六级。

一；塔吊基础设计计算

取塔吊最大倾覆力矩，在非工作状态（HS）时：

Mmax=1766KN·m，计算简图如下：

1、x方向，受力简图如下：

以塔吊中心O点为基点计算：

M=Mmax=1766KN·m,M2=2Rb*4.5

设M=M2，则Rb=198KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。

（满足要求）

2、Y方向，受力简图如下：

以塔吊中心O点为基点计算：

M=Mmax=1766KN·m,M2=2Rb*5.25

设M=M2，则Rb=168KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。

（满足要求）

3、Z方向，受力简图如下：

以塔吊中心O点为基点计算：

M=Mmax=1766KN·m,M2=Rb*7.258

设M=M2，则Rb=244KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。

（满足要求）

二；塔机安装

塔机组装必须在固定基础的混凝土强度达到设计值的70%以上才能进行。

塔机组装顺序按图1进行：

1安装塔身节

图1支腿固定式塔机安装顺序示意图

塔机在起升高度为40.5米的独立状态下共有14节塔身节：

包括一节固定基节EQ，13节标准节EQ，塔身节内有供人上下的爬梯，并有供人休息的平台。

预埋支腿固定基节EQ主弦杆上下端各有3各连接套，如图2所示

图2预埋螺栓固定基节EQ

2吊装两个塔身

⑴如图4.2.1所示，吊起一节标准节EQ。

注意严禁吊在水平斜腹杆上。

⑵将1节标准节EQ吊装到埋好固定基础的固定基节EQ上，用12件10.9级高强度螺栓连接牢。

⑶再吊装一节标准节EQ，用12件10.9级高强度螺栓连接牢；此时基础上已有一节固定基节EQ、两节标准节EQ。

图4.2.1吊装标准节

⑷所有高强度螺栓的预紧扭矩应达到1400N·m，每根高强度螺栓均应装配两个垫圈和两个螺母，并拧紧防松。

双螺母中防松螺母预紧扭矩应稍大于或等于1400N·m。

⑸用经纬仪或吊线法检查垂直度，主弦杆四侧面垂直度误差应不大于1.5/1000。

3吊装爬升架

结构简述

爬升架主要由套架结构、平台、爬梯及液压顶升系统、塔身节引进装置等组成，塔机的顶升安装主要靠此部件完成。

顶升油缸安装在爬升架后侧的横梁上（即预装平衡臂的一侧），液压泵站放在液压缸一侧的平台上，爬升架内侧有16个滚轮，顶升时滚轮支于塔身主弦杆外侧，其导向作用。

爬升架中部及上部位置均设有平台。

顶升时，工作人员站在平台上，操纵液压系统，引入标准节，固定塔身螺栓，实现顶升。

吊装

⑴将爬升架组装完毕后（如图4.3.1所示），将吊具挂在爬升架上，拉紧钢丝绳吊起。

安装顶升油缸的位置必须与塔身踏步同侧。

⑵将爬升架缓慢套装在两个塔身节外侧。

⑶将爬升架上的活动爬升爪放在塔身节的第二节（从下往上）上部的踏步上。

。

4安装回转总成

5安装塔帽

6安装平衡臂总成

7安装司机室

8安装起重臂

9配装平衡重

10穿绕钢丝绳

11接电源及试运转

12换倍率器的使用

13顶升加节

三；塔吊拆卸

拆卸注意事项

⑴塔机拆塔之前，顶升机构由于长期停止使用，应对各机构特别是顶升机构进行保养和试运转。

⑵在试运转过程中，应有目的地对限位器，回转机构的制动器等进行可靠性检查；⑶在塔机标准节EQ已拆出，但下支座与塔身还没有用M30高强度螺栓连接好之前，严禁使用回转机构、牵引机构和起升机构；

⑷塔机拆卸对顶升机构来说是重载连续作业，所以应对顶升机构的主要受力件经常检查；

⑸顶升机构工作时，所有操作人员应集中精力观察各相对运动件的相对位置是否正常（如滚轮与主弦杆之间，爬升杆与塔身之间），是否有阻碍爬升架运动（特别是下降运动时）的物件；

⑹拆卸时最高处风速应低于14m/s。

由于拆卸塔机时，建筑物已建完，工作场地受限制，应注意工作程序和吊装堆放位置，不可马虎大意，否则容易发生人身安全事故。

四；塔机的使用与维护

1司机与起重

⑴必须严格执行ZBJ80012-89《塔式起重机操作使用规程》的有关规定，司机与起重工必须是按劳动人事部门有关规定进行考核并取得合格证者；

⑵司机必须了解所操作塔机的工作原理，熟悉该塔机的构造及安全装置的功能及其调整方法，掌握该起重机各项性能的操作方法及该起重机的维修保养技术；

⑶起升机构、回转机构、牵引机构的操作动作要柔和，由低速到高速逐步转换，不得将操作手柄从静止（或低速）猛地向中速或高速位置推进；

⑷不准斜拉斜吊物品，不准抽吊交错压挤物品，不准起吊埋在土里或者冻粘在地上的物品；

⑸有物品悬挂在空中，司机与起重工不得离开工作岗位；

⑹指挥的信号、手势、旗号应符合GB5082-85规定；

⑺司机必须认真做好起重机的使用、维修、保养和交接班的记录工作；

⑻严禁司机疲劳、酒后上塔操作。

2机械部分及其它

⑴起重机的工作环境温度为-20oC～+40oC，最高处工作风力应小于20m/s，在遇大暴雨，浓雾或塔机最高处风速超过20m/s时一律停止起重作业。

所有安全保护装置必须随时保养，严禁任意搬动和拆卸，严禁超负荷使用。

⑵夜间作业，施工现场必须备有充分的照明设施；

⑶塔机经过大修或者转移重新安装前注意事项：

1.严格认真检查各联接处各铰接头，销轴有无裂纹、锈蚀、损伤；2.检查拉杆、钢丝绳、滑轮、吊钩及换倍率器等重要零件是否符合使用条件；3.检查金属结构件变形，焊缝等情况应符合使用条件；4.对起升、顶升、回转、变幅应进行试运转至正常；

⑷停机修理或维护保养时，必须切断电源，不许带电作业；

⑸地面、楼台、施工面要设专人指挥塔机作业，与司机联络，必须规定严格的信号或手势、旗号等，最好采用步话机联络，应保证塔机的使用电压在380±10%的范围，否则塔机的电气设施容易损坏；

⑹多台塔机同时进入一个施工现场时，塔机的平面布置要合理，相互之间不得空间交错和发生干涉；

⑺司机在接通地面电源，登上塔机进入司机室内应全面检查按钮操作手柄等是否处于非工作状态，确认无误后方可起动总按钮。

司机必须严格按照本塔机技术性能表和起重特性曲线图的规定作业，不得超载或强行作业；

⑻操作时避免起重吊钩着地，一面引起卷筒钢丝绳拍了不齐而遭损坏，如果吊钩必须着地，则吊钩着地后再次起升时，必须注意监视卷筒钢丝绳排列情况，必要时须重新将钢丝绳排列整齐；

⑼紧固在载重小车侧面的吊篮是供维修使用的，当需要维修起重臂上的某一零件时，维修人员可站在吊篮内随载重小车一起执行维修任务，吊篮的额定承载重量为100公斤，当吊起重物时，吊篮内严禁粘人，在每次立塔施工中，地面安装起重臂时，要仔细检查吊篮与载重小车的连接是否完善可靠；

⑽各机构需要反向运动时，必须待电机正转停止后，再启动反转，反之也一样；

⑾发现塔机有异常现象时，应停机切断电源，待查清并排除故障后再使用；

⑿每班工作前，司机必须对塔身、起重臂、回转支承、起重臂刚性拉杆、平衡臂拉杆、卷筒联接螺栓、刹车制动器及换倍率器等主要关键部位的销轴，螺栓等进行日常检查、紧固，确定无松动或脱离现象才允许开车作业。

塔机在每班作业完毕后，必须将起重臂转到与建筑物平行的方向，吊钩升高至超过周围最高障碍物的高度，载重小车应在最小幅度处，回转到制动器处于松开状态，切断总电源方可离去。

⒀司机对减速器、滑轮、轴承座及换倍率器等处要按规定日常保养加油，如发现有漏油现象，要及时处理。

⒁司机在正式作业前，必须逐项检查各安全装置的可靠性，绝不允许在安全装置不可靠失灵的情况下勉强作业；

⒂司机操作起升机构时，对于不同档位速度，有最大起重量的限制，具体参照表1.2-1。

如用4倍率以高速提升6t物时，高速无法动作，其将自动切换到中速档位上。

速度

倍率

低速

中速

高速

4倍率

6t

6t

3t

2倍率

3t

3t

1.5t

⒃每月检查高强度螺栓时，须对安装高强度螺栓的连接套及附近的母材进行检查，未安装附着架塔机特别需对基础以上的三节塔身进行检查，安装了附着架的塔机特别需要对最上一道附着架附近的上两节下一节塔身节进行检查。

每月须对塔顶与回转塔身进行检查，特别需对其连接耳板及附近的母材进行检查。

⒄每三个月须对起重臂上弦杆的连接耳板及附近的母材和下弦杆的接头及附近的母材进行检查。

⒅每次顶升加节或降塔减节时，须对塔身节的踏步及液压顶升系统的顶升横梁进行检查。

五；机构及电气操作

1电气安装与使用

电气安装

⑴电气安装应在塔机安装完毕后（塔机处于安装高度时）进行，参考原理图，外部接线图及控制箱接线图，连接各控制及动力电缆、制动器电缆，安全装置，接地装置，障碍灯等；

⑵送电之前对电气系统进行如下检查，符合下列要求方可通电：

1.所有线路联接必须之前无误，须固定的电线电缆应有可靠的固定，防止塔机在运行时损伤电缆；2.在通电之前应对电气进行绝缘检查，主回路控制回路对地绝缘电阻不应小于0.5兆欧，塔身对地的接地电阻应不大于4欧；3.主电缆（地面连司机室电缆）在进入司机室前应穿入电缆保护圈后再进入司机室，并留适当长度，保证塔机在作业一圈半的旋转时不致损坏电缆，且保证爬升时不损伤电缆；4.将司机室所有操作机构置在安全位置，主开关放在断电位置，组后连接好地面电源电缆。

通电调试

⑴将地面电源开关合上，送电到司机室，检查三相电源应三相平衡，且电压应为380V±10%（地面电网应能提供足够的容量，以保护电机正常起动和运转）；

⑵松开高度限位器，幅度限位器，配合机械安装，穿好起升，载重小车的去牵引钢丝绳；

⑶起升机构的调试：

先操作起升手柄，观察起升运转情况，当起升手柄向内拉时，吊钩向上运动，向外推时，吊钩应向下运动，否则应调整接至起升电机的电源的相序，符合以上要求；

⑷起升调试完毕后，分别操作回转和变幅手柄，回转手柄向左推时，起重臂应向左转；手柄向右推时，起重臂应向右转；变幅手柄向内拉时，载重小车向内走；手柄向外推时，载重小车应向外走；否则应调整接至各电机电源线的相序，以符合上述要求

起重机的工作机构包括：

起升机构、回转机构、小车牵引机构及顶升机构，分别简介如下：

2起升机构

起升机构型号分为QS680C，该机型号为YZTD225L2-4/8/32型三速电机，起升机构有三种速度来实现轻载高速，重载低速，起升机构传动系统示意图见7.2.1在卷筒轴的末端装有起升高度限位器，当吊运物品达最高位置时，起升机构能自动停车。

图8.2.1起升机构传动系统图

3回转机构

回转机构共两套，布置在回转支承一侧，由两台YTW112M-4B5，4.0KW电动机驱动，经行星齿轮减速机带动小齿轮，从而带动塔机上部的起重臂、平衡臂左、右回转，在电机尾部带有盘式制动器，盘式制动器处于常开状态，回转制动器用于有风状态下，将工作或顶升时的塔机固定在规定的方位，引进用制动器停车。

回转减速机为润滑脂（000号润滑脂），在维修或油位因渗漏而下降时，应及时补充润滑脂，保证润滑脂液面达到油位螺塞的位置（减速机上部堵塞）。

4小车牵引机构

小车牵引机构是小车变幅的驱动装置，由一台双速电机（YDEJ132S-4/8-B5带电磁盘式制动器）驱动，经由行星减速机带动卷筒，通过钢丝绳（6×19-7.7-1550-右交），使载重小车在起重臂轨道上往返变幅运动。

牵引绳有两根，它们的一端分别固定在牵引卷筒的两端，经缠绕后分别向起重臂的前后引出，经起重臂根和起重臂端导向滑轮后，图8.2.2小车牵引制动器示意图

两根绳的另一端都固定在载重小车上。

变幅

时靠这两根绳一收一放来保证载重小车正常工作。

载重小车运行到最小和最大幅度时，卷筒上两根钢丝绳的圈数不得小于3圈。

小车牵引机构制动器的调整参考图8.2.2制动器的磨擦材质，经长期使用后，将受到磨损，引起电磁铁与衔铁间的气隙增大，使吸合力减少，严重时不能吸合。

调整方法：

打开制动器罩（件1），旋动支承螺栓，然后再旋动相应的内六角螺钉，即可以调整衔铁与线圈行程。

合理的气隙应在0.5～1mm之间。

图7.2.3顶升系统液压接管示意图

5顶升机构

如图7.2.3所示

该顶升液压系统由泵站、顶升油缸、高压软管及专用液压油组成，它可以顶升和下降塔机爬升架以上部分，并可使其停留在任何位置，以便维修方便，安全可靠。

六；参考文献

（1）《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92

（2）《塔式起重机安全规程》GB5144-94

（3）《起重机名词术语—塔式起重机》GB6974.9-86

（4）《塔式起重机技术条件》GB/T9462-1999

（5）《塔式起重机车轮技术条件》GB10672-89

（6）《塔式起重机分类》JG/T5037-93