塔式起重机基础知识讲稿.docx

塔式起重机基础知识讲稿.docx

《塔式起重机基础知识讲稿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塔式起重机基础知识讲稿.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

塔式起重机基础知识讲稿

起重机械基础知识及检验

第一部分塔式起重机

一、塔式起重机的分类及性能

二、塔式起重机的结构

三、塔式起重机的机构

四、塔式起重机安全装置及附属装置

五、塔式起重机的检验

一、塔式起重机的分类及性能

（一）、塔式起重机的的分类

1.安装方式分：

快速安装式和非快速安装式

2.变幅方式分：

动臂式和水平变幅小车式

3.回转方式分：

上回转式和下回转式

4.使用方式分：

有轨行走、固定基础、附着式、内爬式

5.特种设备目录分类（国质检锅<2004>31号）

普通塔式起重机

电站塔式起重机

塔式皮带布料机

（二）、塔式起重机的组成

1.结构（底架、塔身、回转支座、平衡臂、起重臂、司机室、梯子和平台、顶升套架、拉杆等）

2.机构（起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、油液系统等）

3.电气（电源、电线和电缆、控制和保护、电动机等）

4.安全装置（起重量限制器、力矩限制器、行程限制器、安全止挡、缓冲器、非工安全装置、环境危害预防装置等

5.附属装置（配重和压重、基础与轨道、拖运装置、附着框和拉杆、内爬框架、电缆卷筒、检修装置等）

（三）、塔式起重机的主要标准

1.GB9462《塔式起重机技术条件》

2.GB/T13752《塔式起重机设计规范》

3.GB5144《塔式起重机安全规程》

4.GB5031《塔式起重机性能试验》

5.GB10057《塔式起重机检验规则》

6.GB7950《起重机力矩限制器通用技术条件》

7.JG/T5037《塔式起重机分类》

（四）、塔式起重机主要性能指标

1.起重量特性曲线的确定原则:

塔式起重机的额定起重量随着幅度的增大而减小，是幅度的函数。

这是起重机的结构强度、刚度、稳定和整机抗倾翻稳定性要求所至的。

最大起重量受起升机构能力的限制。

不能超过额定起重量110％，由起重量限制器来控制的。

全力矩法机械式力矩限制器不是直接控制起重力矩的，而是测取和限制起重臂上所有载荷对起重臂根部铰点的力矩大小，此时被控制的是这个力矩，而不是起重产生的力矩。

这是现在小车变幅的塔机常用的力矩控制方法。

2.起重量特性曲线的确定有下列因素影响：

（1）起升机构的强度

（2）结构的强度、刚度和稳定性（3）整机的抗倾翻稳定性（4）最大安全工作载荷（5）起重力矩限制器控制的设定值。

3.影响的具体因素

（1）变幅小车、吊钩滑轮组、钢丝绳的自重：

三者自重产生的力矩随着幅度的增大而增大，故全力矩法时，实际的起重力矩是随着幅度的增大而减小的

（2）臂架的组合长度：

臂架越短，起重臂的自重力矩越小，对应的起重力矩越大

（3）起升绳的倍率和小车的形式：

倍率不同，额定最大起重量不同，同样起升高度因倍率不同而钢丝绳自重的不同也产生影响

（4）起升高度：

起升高度越大，起重量随之减

（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处的起重量

QRmax最大幅度Rmax处的起重量

q吊钩、小车、钢丝绳的自重

R任意幅度R

Rmax最大幅度

d起重臂铰点与回转中心的距

二、塔式起重机的结构

（一）塔式起重机的金属结构包括：

底架、塔身（标准节）、回转支座、

塔帽、起重臂、平衡臂、通道和平台、司机室、顶升套架、拉杆

1.底架

承受塔机的全部载荷，有几种形式：

（1）X型、

（2）﹟子型、

（3）快装式可折叠支腿、

（4）拖运型、

（5）门座式

2.塔身（标准节）

（1）标准节大多是空间的格构式钢结构，少数是圆筒形结构；对于上回转塔机，塔身不回转，下回转塔机，塔身与臂架同时回转

（2）外套架顶升塔机，标准节作成整体的；内顶升塔机，标准节作成片式的，顶升时围上去

（3）标准节连接方式：

高强螺栓、抗剪螺栓、横向销轴、瓦套连接

（4）同一型号起重机的标准节必须有互换性

3.回转支座

（1）组成：

回转上座、回转支承、回转下座、回转驱动自重、上下座连接螺栓

（2）回转支座能承受倾翻力矩、轴向力、径向力。

回转支承是带内（或外）齿的内外圈的大型滚动轴承。

（3）回转支承的内、外圈通过高强螺栓与上、下支座连接，可相对转动

（4）回转上下支座的与回转支承的结合面必须加工，保证回转支承与上下支座结合紧密、无变形，达到安装精度要求

4.塔帽（塔顶）

（1）塔顶的结构形式有刚性的和摆动的两种

（2）在塔顶安装导向滑轮、起重力矩限制器、起重臂拉杆的安装滑轮组等

5.平衡臂

（1）作用：

1放置配重，产生后倾力矩减小工作状态吊重引起的前倾力矩，非工状态减少强风引起的前倾力矩，保证抗倾翻稳定性2采用可摆动塔顶时，平衡臂对塔帽起支承作用；采用固定塔帽时，平衡臂靠塔帽来支承的3平衡臂上放置起升机构、变幅机构等4平衡臂上安装风帆，使非工状态使风尾吹

（2）安装方式：

活动铰接（固定塔帽）、刚性固定（摆动塔帽）

（3）结构形式：

活动铰接受力较小，用槽钢或工字钢制造；刚性固定受力较大，用桁架结构制造

6.动臂变幅和小车水平变幅

（1）起重臂（动臂式）

动臂式：

起重臂是压杆，为两端伸缩，中部较大的桁架结构，截面为矩形；起重臂靠近根部较宽，对抗水平面内的回转惯性力和风载

（2）起重臂（小车水平式）

a.分单拉杆（静定结构，受力明确，计算简单）、双拉杆（超静定结构、受力较小，计算复杂，制造精度要求高）悬臂式（受力明确，结构重，安装较方便）。

b.起重臂截面为三角形；考虑运输和拆装，分段制造，用销轴连接；上炫为圆棒，下炫作为小车运行的轨道；两节起重臂连接式，下炫的上平面必须一致，使小车全程通过；起重臂制造时，作成20/1000的上翘度

c.起重臂上安装变幅牵引结构、起升绳固定、变幅绳导向滑轮、小车止挡、幅度指示牌、风帆等

7.司机室

司机室必须与回转部分一起回转；司机室的玻璃必须是钢化或夹胶玻璃；前窗向外开；动臂式塔机司机室的顶部设观察窗；水平变幅式在下部设观察窗；司机室要视野良好；要有一定的强度

8.通道与平台

（1）梯子：

标准节中设有直梯或斜梯；直梯与标准节距离大于1.2米时，设护圈；梯子高度超过10米，设置休息平台，以后每隔6至8米设置一个；

（2）臂架通道：

对于通往变幅牵引机构的地方，从臂架根部开始设置通道，在臂架全长范围内，设置安全带的挂钩和安全绳

（3）平台和走台可有花王钢板或网纹板制造，宽度不小于500

（4）不允许在与水平面呈65至75度之间设置梯子

（二）材料：

Q235B、Q235C、Q345B、Q345C、20﹟等，以型材为主：

角钢、工字钢、槽钢、方管、圆管、棒料等

（三）连接方式：

以焊接为主，运输和拆装需要的可拆卸部位用销轴和高强螺栓连接

（四）户外作业，环境温度-20至+40度

（五）结构件要有互换性、安装精度高、安装架设有程序规定，要编制安装方案

（六）塔式起重机金属结构制造要求（焊接要求与检验）

1.焊缝按设计确定关键焊缝（A）、重要焊缝（B）、一般焊缝（C）；

2.关键焊缝应达到GB3323规定的Ⅰ级和GB11345规定的Ⅱ级；要控制焊接变形；

3.主要结构件不准采用未焊透的对接焊缝、断续的坡口焊缝

（七）塔机标准节（片式）、起重臂的制造过程

1.制造的基本原则：

金属结构的制造工艺主要采取先出孔，后以孔定位拼装，再焊接的方法。

这样可以保证其精度，节省大型加工设备，降低制造成本，形成批量制造，保证互换性的要求。

2.条件：

合理的工艺设计，完好的工装保证，焊接正确合适

3.塔机标准节（片式）的制造过程：

（1）主炫杆角钢：

铣端面等长（4件为一组）→焊垫板和钻孔→焊接头耳板（先铣平面钻铰孔）→焊顶升块

（2）腹杆：

下料→冲两端的斜角和长度

（3）节点板：

下料→钻铰孔

（4）

（1）、

（2）、（3）同时装入定位工装→点焊拼装→反转焊接成形→油漆

4.塔机起重臂的制造过程：

（1）下主炫角钢：

焊接成方管→铣端面→焊已加工的接头

（2）腹杆：

下料→冲两端的斜角和长度

（3）上炫接头：

接头下料→钻铰孔→焊在上炫圆棒上

（4）

（1）、

（2）、（3）同时装入定位工装→点焊拼装→反转焊接成形→油漆

（八）塔机结构件制造的精度要求

1.满足结构件承载、安装互换性的要求，结构件的尺寸和形位精度要达到相关的标准要求（尺寸的公差、垂直度、平面度、平行度、同心度等）

2.桁架结构要求杆件的型心线尽量交汇于一点，减小此应力

三、塔式起重机的机构

（一）塔机的工作机构的组成：

起升机构、变幅机构、回转机构、运行机构、架设机构（快装式）、顶升机构（自升式：

内顶升和外顶升）

（二）起升机构：

1.特点：

起升高度大，卷筒容绳量大，采用多层卷绕，钢丝绳要有较好的抗扭性能，防止吊钩空中打转，选用7×35等规格的钢丝绳，卷筒较长，用排绳器等；调速性能好，重载慢速，轻载快速，有可靠的微动性能，满足安装就位的需要；安装型式和体积、重量要适合整机布置的要求

2.组成：

电动机、制动器、减速机、卷筒、卷筒轴支座、起升高度限制器、电气控制箱等

3.要求：

采用冶金起重电动机，制动器是常闭式的，必要时设置第二制动器（如液压钳），卷筒采用多层卷绕的，可用焊接卷筒，有的在卷筒上安装测速装置

（三）回转机构：

1.特点：

回转速度较低0.5～1.0r/min；较好的调速性能，保证起制动平稳，减小钢结构的扭转变形；要具有防止碰幢和过载的性能，采用软起动；可控制启闭的制动器，在非工状态上部结构能随风转动，减小风载荷

2.回转支承：

滚球形、交叉滚柱形、三排柱形，回转支承的淬火回火带和钢球放入孔应布置在力矩平面以外

3.采用一套或多套驱动机构驱动回转，驱动机构应布置在力矩平面以外，以减少结构变形影响齿轮的啮合

4.调速：

交流变频调速；

5.起制动缓冲：

液力耦合器，

（四）变幅机构：

1.运行小车式变幅和动臂式变幅

2.运行小车式是小车由变幅驱动机构通过钢丝绳牵引，使小车沿着起重臂上的轨道移动。

3.优点：

变幅时重物水平移动，给安装工作带来方便；速度快，功率省；幅度有效利用率大。

缺点：

起重臂受压弯载荷共同作用，受力不好，结构自重大

4.工作零部件：

收放卷筒、导向滑轮、牵引绳、小车

5.小车的组成：

小车架、行走轮、固定端和张紧装置、断绳保护、导向轮、起升导向轮

6.变幅驱动装置：

收放卷筒、电动机、减速机、电磁制动器、幅度限制器、变幅钢丝绳。

（布置在起重臂根部的桁架内）

7.动臂式变幅驱动机构由电动机、制动器、连轴器、减速机、卷筒、（变幅钢丝绳、变幅滑轮组和拉杆组成）

8.为防止起重臂坠落，在卷筒上设置盘式夹钳制动器或棘轮刹车

9.优缺点：

有较大的起升高度；臂架受压力，受力好；幅度的有效利用率低，变幅速度不均；重物较难水平移动，变幅功率大

（五）运行机构（轨道行走式）：

1.组成：

电动机、减速器、台车、车轮、夹轨器、行程限位器、轨道。

分主动台车和被动台车

2.注意点：

塔机的四角轮压差别很大，要防止主动轮轮压不足打滑，主动台车一般四角布置或对角布置；塔机重心较高，起制动要平稳，最好要有调速性能；塔机高度较高，防风抗滑性能要可靠

（六）

2.外附顶升方式有两种：

侧面顶升（外套架顶升）和中心顶升（内套架顶升）

3.内爬顶升方式有两种：

液压缸布置在塔身中心、液压缸布置在塔身之外

4.自升式的外套架顶升：

（1）顶升套架连接在回转支座的下座

（2）液压缸和顶升横梁设置在后侧

（3）标准节上有顶升液压缸的支承踏步

（4）顶升套架前部有开口引入标准节

（5）被引入的标准节是整体的

（6）顶升套架上部分是顶空引入的钢结构，下部是顶升的机构和液压系统

（7）缺点:

1.顶升时液压缸中心于回转中心不重合，要细心找平；2.顶升套架及回转以上部分与标准节脱开的距离较大，危险性较大

（8）组成：

有开口的上套架；安装顶升机构的下套架（液压缸及液压系统、顶升横梁、伸缩的顶升支承块、标准节踏步、上下布置的顶升爬升滚轮）；标准节引进梁或引进平台

（9）顶升步骤：

图5-36（247页）

5.自升式的内套架顶升：

（1）设置内外塔身，外塔身（标准节）必须是片式的

（2）液压缸设置在外塔身的两个顶升横梁之中，液压缸中心

与回转中心重合

（3）在内塔身（顶升节）上设置液压缸爬梯

（4）内塔身顶升后围入外塔身（标准节）

（5）被围入的标准节是片体的

（6）缺点:

1.标准节必须是片式的，围上后在高空组合；2.内外塔身的固定较复杂；3.外塔身不能设置水平交叉杆；4.要单独安装爬梯

（7）顶升步骤：

图5-37（248页）

6.回转液压系统的要求：

（1）液压系统中要设置安全溢流阀、平衡阀、下降节流调速阀

（2）平衡阀最好直接设置在液压缸的端头的底座上，如需管路连接，必须有钢管连接

（七）电气系统的特点与要求：

1.重复短期工作制，起制动频繁，有正反向运动

2.要有较好的调速性能

3.各机构的负载特点不同

4.在建筑工地的户外使用

5.经常转移、拆装

6.几个注意点：

（1）在不设置回转集电环时，回转机构要设置回转限制器限制回转的圈数（GB5144中6.3.4）

（2）回转机构采用可控制的开式制动器，非工状态下（切断总电源），制动器可打开，臂架能随风转动（GB5144中6.3.4）

（3）为防止超力矩，小车变幅机构的运动由力矩限制器中的定码变幅限制开关控制

（4）对变幅速度大于40m/min的起重机，小车向外运行时，力矩达到额定值的80％时，自动切换为低速运行（GB5144中6.3.2.1）

（5）行走的起重机的电源线，应用自动收放的电缆卷筒引入（GB5144中8.6）

（6）在塔身上悬挂电缆，应设置电缆固定器或电缆网套，防止电缆自重超过电缆的机械强度（GB9462中4.5.7.3）

（7）主电路和控制电路，对地绝缘电阻不小于0.5兆欧（GB9462中4.5.1.7）

（8）接地电阻不大于4欧姆，重复接地电阻不大于10欧姆（GB9462中4.5.1.4）

四、塔式起重机安全装置及附属装置

（一）安全装置有六类：

超载限制器（起重量限制器和起重力矩限制器）

行程限制器

安全止挡和缓冲器

应急装置

非工状态的安全装置

环境危害预防装置

1.超载限制器

（1）起重量限制器：

作用：

当载荷达到规定值时，限制档位的起升速度；当载荷达到最大值时，切断起升回路的电源

安装位置：

钢丝绳端部（测力环）；钢丝绳转角出（轴承座式滑轮组）

（2）力矩限制器：

作用：

当载荷随幅度变化达到规定值时，力矩限制器动作或报警，起升和变幅，只能向安全方向运行；当载荷达到1.1倍额载时，切断起升、变幅回路的电源。

电子式的力矩限制器还能实时数显。

安装位置：

A电子式：

钢丝绳转角处（滑轮组轴承座）测量载荷，变幅牵引卷筒（轴端）测量幅度，两者相乘就是力矩值；

B机械式：

固定式塔帽的主炫杆或摆动式塔帽的平衡臂主炫杆。

（原理：

利用桁架结构主炫受力产生的微小变形（拉伸或压缩），通过焊接在主炫上的弓形弹性件放大为横向的较大变形，触动几个不同作用的限位开关，实现力矩和变幅的保护功能）

C机械式力矩限制器的具体作用：

1达到额定起重力矩的1.1倍，起升被切断，实施定幅变码保护；2起升某幅度的额定起重量变幅至该幅度的1.1倍时，小车变幅被切断，实施定码变幅保护；3起升额定起重力矩的0.9倍时，触动力矩报警保护限位，实施报警保护；4轻载变幅减速控制。

2.行程限制器

（1）高度限制器：

作用：

防止起升卷筒过卷，拉断钢丝绳，碰坏小车和吊钩；控制吊钩下降位置

安装位置：

卷筒的轴端

（2）变幅限制器：

安装在变幅卷筒的轴端（小车变幅）或起重臂根部转动轴（动臂变幅），控制小车的前后运行极限位置或起重臂的俯仰上下极限位置，可数显

（3）回转限制器：

作用：

不设置集电环的塔机，为防止电缆扭断，必须设置

安装位置：

设置与回转大齿圈啮合的小齿轮输入限制器

（4）运行限制器：

设置在轨道的两个端头。

起重机触发限位停止运行，但可向反方向运行

3.塔式起重机安全装置及附属装置

安全止挡和缓冲器

（1）小车变幅设置在小车的两端，用橡胶制成，起重臂两端极限位置设置止挡

（2）动臂式在上极限位置设置，缓冲器用液压或弹簧式

（3）运行按止挡和缓冲器与小车变幅一样

（4）钢丝绳防脱槽止挡，设置在滑轮组上，与滑轮的间隙小于钢丝绳直径的20％

4.应急装置

（1）小车变幅断绳保护装置（设置在小车架上，带重锤的杠杆套在变幅钢丝绳上，钢丝绳断绳，重锤作用，杠杆翘起，卡在起重臂的水平桁架的腹杆中，小车不能运行）

（2）小车断轴防坠落装置（小车滚轮轴断裂，小车架上设置的凸块落在小车运行轨道上，使小车不坠落）

（3）紧急断电开关（能切断总电源，设置在司机室内驾驶员方便操纵的地方）

5.非工状态的安全装置防风抗滑的夹轨器和锚定装置

6.环境危害预防装置

（1）风速仪：

安装在塔机（高度超过50m）的最高处，风速超标时（大于20m/s）报警（GB5144中6.5）

（2）航空障碍灯：

安装高度超过30m时，设置在起重臂的头部和塔顶

（3）避雷措施：

按要求设置

（4）扫轨板：

与轨顶的减小小于5mm

（5）防碰幢装置：

多台塔机在同一处使用发生干涉，用回转限位器控制，防止碰幢

（二）附属装置

1.配重与压重

配重是降低塔顶的负荷力矩，增加抗倾翻稳定性，不同的起重臂长度组合要求重量不同的配重，安装在平衡臂的尾部；压重是增加非工状态下的稳定性，降低底架来自基础的拉力，压重的数量与塔机的高度成正比，安装在底架上

2.基础与轨道

固定式混凝土基础和压重式混凝土基础。

整机抗倾翻稳定性校核，地耐力校核，钢筋混凝土强度校核，预埋件强度校核，还要考虑接地埋件；轨道安装要符合要求，接地正确可靠

3.拖运装置

4.附着框架和连杆

5.内爬框架

6.排绳装置

7.自动收放的电缆卷筒

8.检修装置（小车笼）

五、塔式起重机的检验

（一）检验类别

1.新产品鉴定的检测检验（型式试验）

2.产品的出厂检验

3.安装后的验收检验

4.正常使用的定期检验

5.安全技术监督检验

（二）新产品鉴定的检测检验（型式试验）

1.抗倾翻稳定性校核

2.性能试验

（1）安装、拆卸试验

（2）绝缘试验

（3）空载试验：

目测的总体检查、主要参数测定、操纵试验

（4）额定载荷试验

（5）静载试验

（6）动载试验

3.结构试验

（1）结构应力测试

（2）结构变位测试

（3）动刚度测试

（4）支承反力测试

4.可靠性试验

5.工业性试验

（三）在用塔式起重机检验

1.依据《起重机械监督检验规程》国质检锅（2002）296号

附录2塔式式起重机

2.检规共11个大项：

（1）.技术资料（4）

（2）.作业环境及外观（6）

（3）.金属结构（8）

（4）.司机室（4）

（5）.基础

（2）

（6）.轨道（3）

（7）.主要零部件和机构（9吊钩、钢丝绳及其固定、滑轮、制动器、减速机、开式齿轮、车轮、联轴器、卷筒）

（8）.电气（8电气设备及电气元件、线路绝缘、总电源开关、电气保护、照明、信号、接地、防雷）

（9）.安全装置及防护措施（15高度限位器、起重量指示器、力矩限制器、行程限制器、强迫换速、防后倾装置、回转限制、小车断绳保护、风速仪、防风装置、缓冲器和端部止挡、扫轨板、防护罩、小车防坠落装置、紧急断电开关）

（10）.液压系统

（2）

（11）.试验（4空载试验、额载试验、静载试验、动载试验）