塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)安全綜述

1、塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)安全綜述1. 產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：主要有JG/T 5037塔式起重機(jī)分類(lèi)；GB 5144-2006 塔式起重機(jī)安全規(guī)程；GB/T 9462塔式起重機(jī)技術(shù)條件；GB/T 5031塔式起重機(jī)性能試驗(yàn)；GB/T 13752塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范；JGJ 59建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)（塔吊檢查評(píng)分表）。其中，GB 5144、JGJ 59 是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其他標(biāo)準(zhǔn)是推薦標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)為必須執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。2. 塔機(jī)結(jié)構(gòu)：（見(jiàn)塔機(jī)總圖.exb）塔式起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)組成部分：起重臂、前臂拉桿、塔帽、后臂拉桿、平衡臂旋轉(zhuǎn)塔身、上下轉(zhuǎn)臺(tái)、頂升套架、塔身、底架、基礎(chǔ)。工作機(jī)構(gòu)組成部分：(見(jiàn)塔機(jī)安全限制器布置圖1、圖2、

2、圖3.JPG)變幅機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及電氣系統(tǒng)。安全裝置含有：(見(jiàn)塔機(jī)安全限制器布置圖.JPG)起升高低位限位器、變幅限位器、回轉(zhuǎn)限位器、行走限位器、運(yùn)行速度限制器、起重量限制器、力矩限制器。塔機(jī)各部件定義在GB 6974起重機(jī)械名詞術(shù)語(yǔ)中有明確的規(guī)定。3. 型號(hào)及性能參數(shù)按照J(rèn)G/T 5037的規(guī)定以QTZ315塔式起重機(jī)為例：QT-為類(lèi)組代號(hào)，起重機(jī) 塔式的各第一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母（起塔）Z-為型式、特征代號(hào),自升式的第一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母（自） 主參數(shù)代號(hào) 型式、特性代號(hào) 類(lèi)組代號(hào)315-主參數(shù)代號(hào),塔式起重機(jī)的公稱(chēng)起重力矩,單位為kN*m由于在標(biāo)準(zhǔn)JG/T 5037編

3、制過(guò)程中，特別是標(biāo)記示例中主參數(shù)代號(hào)與主參數(shù)未加以區(qū)別，公稱(chēng)起重力矩315kN*m的上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)的型號(hào)示例為QTZ315，在2002年塔式起重機(jī)的換取生產(chǎn)許可證工作中對(duì)其型號(hào)更改為QTZ31.5。塔式起重機(jī)的主參數(shù)系列：16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160等，俗稱(chēng)：16、20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160噸.米，其所對(duì)應(yīng)的公稱(chēng)起重力矩:160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600KN.m公稱(chēng)起重力矩的定義：指起重機(jī)為基本臂長(zhǎng)時(shí)最大幅度與相應(yīng)額定起重量重力的乘積值。塔式起重

4、機(jī)的基本參數(shù)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(shù)表)只有起重機(jī)達(dá)到主參數(shù)及基本參數(shù)系列的要求時(shí)，才能稱(chēng)為相應(yīng)系列的塔式起重機(jī)。例如：QTZ31.5塔式起重機(jī)的主參數(shù)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(chēng)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(jī)的技術(shù)參數(shù)主要由兩部分組成：1、性能參數(shù)，2、起重特性參數(shù)1) 性能參數(shù)：包括起升高度，工作幅度，起升速度、變幅速度、回轉(zhuǎn)速度等。2) 起重特性：包括公

5、稱(chēng)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(xiàn)。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(dá)方式。（見(jiàn)起重特性表及曲線(xiàn)圖1、圖2）4. 安全裝置的結(jié)構(gòu)及檢驗(yàn)：1) 起重力矩限制器:(曲線(xiàn)板力矩限制器,弓板力矩限制器.JPG)起重機(jī)必須安裝起重力矩限制器。當(dāng)起重力矩大于相應(yīng)工況額定值并小于額定值的110%時(shí)，應(yīng)切斷上升和幅度增大方向電源，但機(jī)構(gòu)可做下降和減小幅度方向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)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(duì)小車(chē)變幅最大速度超過(guò)40m/min的起重機(jī)， 在小車(chē)向外運(yùn)行時(shí)，當(dāng)起重力矩達(dá)到額定值的80時(shí)，應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為低速運(yùn)行。起重力矩限制器應(yīng)

6、分別由起重量和幅度進(jìn)行控制。塔機(jī)力矩限制器在施工現(xiàn)場(chǎng)一般情況下有弓板式和曲線(xiàn)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(yù)彎曲后焊在主肢上，安裝在前肢或后肢上對(duì)使用沒(méi)有太大的影響。主要工作過(guò)程是依靠塔帽主肢受壓拉變形造成弓板中點(diǎn)間產(chǎn)生放大的相互位移，帶動(dòng)推桿，推動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，切斷電源。在設(shè)計(jì)上應(yīng)避免推桿直接頂行程開(kāi)關(guān)而應(yīng)用側(cè)面推動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，以防止將行程開(kāi)關(guān)頂壞。（見(jiàn)弓板限制器圖）曲線(xiàn)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(jī)構(gòu)旁邊，其工作過(guò)程是這樣的：起升鋼絲繩通過(guò)轉(zhuǎn)向滑輪拉動(dòng)取力彈簧，通過(guò)拉繩，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭運(yùn)動(dòng)，反映起重荷

7、載的大小。仿形板隨變幅機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)反映工作幅度的變化，在斷電力矩點(diǎn)位置，仿形板推動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，切斷電源。（見(jiàn)曲線(xiàn)板限制器圖）曲線(xiàn)板.JPG曲線(xiàn)板式綜合力矩限制器的特點(diǎn)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(yīng)確認(rèn)曲線(xiàn)板反應(yīng)的特性圖與塔機(jī)力矩特性圖相符。力矩限制器試驗(yàn)按定幅變碼和定碼變幅方式分別進(jìn)行，定幅變碼試驗(yàn)測(cè)試最大工作幅度及0.7倍最大額定起重量所對(duì)應(yīng)的工作幅度，定碼變幅試驗(yàn)測(cè)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(jī)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(shí)，采用定幅變碼法， 起

8、吊835910kg（100%110%）*830kg起重量，力矩限制器動(dòng)作斷電。 12m 工作幅度12m處時(shí)，采用定碼變幅法，在工作幅度6m處吊3000kg，變幅小車(chē)平穩(wěn)的向前變幅，至12.113.1m（100110%）*12m處時(shí)，力矩限制器動(dòng)作斷電。力矩限制器在100110之間（不含100，110）動(dòng)作時(shí)應(yīng)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(jī)應(yīng)安裝起重量限制器。當(dāng)起重量大于相應(yīng)工況下額定值并小于額定值的110%時(shí)，應(yīng)切斷上升方向的電源，但機(jī)構(gòu)可做下降方向運(yùn)動(dòng)。具有多檔變速的起升機(jī)構(gòu)，本限制器應(yīng)對(duì)各種檔位具有防止超載的作用。對(duì)于使用弓板式力

9、矩限制器的塔機(jī)，還需要安裝起重量限制器，一般情況下，為彈簧式，通過(guò)彈簧伸縮變形，帶動(dòng)推桿，推動(dòng)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)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(duì)于曲線(xiàn)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(diào)整好后，起重量限制也已經(jīng)調(diào)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(chē)變幅的起重機(jī)應(yīng)安裝幅度限位裝置且工作可靠對(duì)小車(chē)變幅的塔機(jī)，應(yīng)設(shè)置小車(chē)行程限位開(kāi)關(guān)和終端緩沖裝置。限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作后應(yīng)保證小車(chē)停車(chē)時(shí)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(gè)行程開(kāi)關(guān)

10、。一種是在變幅機(jī)構(gòu)旁邊連接一套限位機(jī)構(gòu)，限位機(jī)構(gòu)帶動(dòng)碰鐵，推動(dòng)限位開(kāi)關(guān)。曲線(xiàn)板式綜合限位器自身帶有幅度限位功能，在調(diào)整力矩限位后，可繼續(xù)調(diào)整幅度限位開(kāi)關(guān)位置以達(dá)到限位要求。幅度限位失效會(huì)造成小車(chē)碰終端緩沖裝置，小車(chē)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(chē)，影響變幅鋼絲繩壽命等諸多問(wèn)題。4) 起升高度限位裝置應(yīng)安裝且工作可靠。小車(chē)變幅的起重機(jī)吊鉤裝置頂部至小車(chē)架下端2倍率時(shí)1000mm、4倍率時(shí)700mm，動(dòng)臂變幅起重機(jī)800mm時(shí)，立即切斷上升方向電源。在一些特殊施工場(chǎng)合，需要對(duì)吊鉤下極限位置進(jìn)行限制的，可根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)置下極限限位器。起升高度限位裝置一般安裝在起升機(jī)構(gòu)旁邊，

11、通過(guò)連桿與起升機(jī)構(gòu)連接，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，推動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，切斷電源。起升高度限位裝置失效會(huì)造成重物冒頂、起升鋼絲繩斷裂、重物突然卸載，甚至?xí)斐蓹C(jī)毀人亡的重大事故。5) 回轉(zhuǎn)限位器：無(wú)集電器的起重機(jī)，應(yīng)安裝回轉(zhuǎn)限位器且工作可靠。對(duì)回轉(zhuǎn)部分不設(shè)集電器的起重機(jī)，應(yīng)安裝回轉(zhuǎn)限制器，起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分在非工作狀態(tài)下必須保證可自由旋轉(zhuǎn)；對(duì)有自鎖作用的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，應(yīng)安裝安全極限力矩聯(lián)軸器。集電器也稱(chēng)為集電環(huán)，分外環(huán)、內(nèi)環(huán)。外環(huán)固定，電纜與外環(huán)內(nèi)的導(dǎo)體軌道連接。內(nèi)環(huán)隨旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，另一電纜與內(nèi)環(huán)的碳刷連接，碳刷沿外環(huán)的導(dǎo)體軌道轉(zhuǎn)動(dòng)。使導(dǎo)線(xiàn)既可隨轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)，又不會(huì)將導(dǎo)線(xiàn)擰壞。6) 小車(chē)斷繩保護(hù)、斷軸保護(hù)裝置小車(chē)變幅的塔機(jī)，變

12、幅的雙向均應(yīng)設(shè)置斷繩保護(hù)裝置。變幅小車(chē)斷軸保護(hù)裝置，即使輪軸斷裂，小車(chē)也不會(huì)掉落。7) 鋼絲繩防脫裝置滑輪、起升卷筒及動(dòng)臂變幅卷筒均應(yīng)設(shè)有鋼絲繩防脫裝置，該裝置與滑輪或卷筒側(cè)板最外緣的間隙不應(yīng)超過(guò)鋼絲繩直徑的20%。8) 吊鉤應(yīng)設(shè)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(jī)應(yīng)具有防止塔身在正常加節(jié)、降節(jié)作業(yè)時(shí)，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(shí)，繩夾數(shù)量不得少于3個(gè)，繩夾數(shù)量與鋼絲繩直徑有關(guān)，見(jiàn)下表。繩夾間距應(yīng)為鋼絲繩直徑的67倍，繩頭距最后一個(gè)繩夾的長(zhǎng)度不小于140mm， 并采用細(xì)鋼絲捆扎，繩夾滑鞍放在鋼絲繩

13、工作時(shí)受力一側(cè)，型螺栓扣在鋼絲繩的尾端，不得正反交錯(cuò)設(shè)置繩夾.表 與繩徑匹配的繩夾數(shù)量鋼絲繩直徑，mm181826>2636最少繩夾數(shù)量34511) 電氣安全：起重機(jī)應(yīng)設(shè)置短路及過(guò)流保護(hù)、欠壓、過(guò)壓及失壓保護(hù)、零位保護(hù)、電源錯(cuò)相及斷相保護(hù)。塔機(jī)應(yīng)設(shè)置非自動(dòng)復(fù)位的、能切斷塔機(jī)總控制電源的緊急斷電開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)應(yīng)設(shè)在司機(jī)操作方便的地方。起重機(jī)進(jìn)線(xiàn)處宜設(shè)主隔離開(kāi)關(guān)， 或采取其它隔離措施。隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)做明顯標(biāo)記。起重機(jī)應(yīng)設(shè)置短路及過(guò)流保護(hù)。例如，可使用斷路器（自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)）等起短路及過(guò)流保護(hù)作用。電源電路中應(yīng)設(shè)置失壓保護(hù)。當(dāng)供電中斷時(shí)，能自動(dòng)斷開(kāi)總電路。例如，在電路中加總接觸器及總啟動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)該保

14、護(hù)。各機(jī)構(gòu)必須設(shè)置零位保護(hù)。開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)及失壓恢復(fù)供電時(shí)，各機(jī)構(gòu)操縱裝置手柄必須先置于零位后電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。電源欠壓、過(guò)壓、錯(cuò)相及斷相保護(hù)，對(duì)電機(jī)可以起到較好的保護(hù)作用。5. 其他內(nèi)容：（GB5144-2006規(guī)定）1) 塔機(jī)主要承載結(jié)構(gòu)件的正常工作年限按使用說(shuō)明書(shū)要求或按使用說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的結(jié)構(gòu)工作級(jí)別、應(yīng)力循環(huán)等級(jí)、結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算。若使用說(shuō)明書(shū)未對(duì)正常工作年限、結(jié)構(gòu)工作級(jí)別等作出規(guī)定，且不能得到塔機(jī)制造商確定的，則塔機(jī)主要承載結(jié)構(gòu)件的正常使用不應(yīng)超過(guò)1.25×105次工作循環(huán)。此條款為推薦性條款，雖然，標(biāo)準(zhǔn)中提出這樣的要求，但并為提具體的措施，如使用計(jì)數(shù)器記錄起升電機(jī)的開(kāi)關(guān)次數(shù)，并封

15、簽，不能修改。2) 在塔身底部易于觀察的位置應(yīng)固定產(chǎn)品標(biāo)牌。3) 吊鉤禁止補(bǔ)焊，有下列情況之一的應(yīng)予以報(bào)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(xiǎn)截面及鉤筋有永久性變形；c) 掛繩處截面磨損量超過(guò)原高度的10%；d) 心軸磨損量超過(guò)其直徑的5%；e) 開(kāi)口度比原尺寸增加15%。4) 鋼絲繩的安裝、維護(hù)、保養(yǎng)、檢驗(yàn)及報(bào)廢應(yīng)符合GB/T5972的有關(guān)規(guī)定。鋼絲繩文件夾5) 結(jié)構(gòu)件的報(bào)廢及工作年限塔機(jī)主要承載結(jié)構(gòu)件由于腐蝕或磨損而使結(jié)構(gòu)的計(jì)算應(yīng)力提高，當(dāng)超過(guò)原計(jì)算應(yīng)力的15%時(shí)應(yīng)予報(bào)廢。對(duì)無(wú)計(jì)算條件的當(dāng)腐蝕深度達(dá)原厚度的10%時(shí)應(yīng)予報(bào)廢。塔機(jī)主要承載結(jié)構(gòu)件如塔身、起重臂等，失

16、去整體穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)報(bào)廢。如局部有損壞并可修復(fù)的，則修復(fù)后不應(yīng)低于原結(jié)構(gòu)的承載能力。塔機(jī)的結(jié)構(gòu)件及焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，應(yīng)根據(jù)受力和裂紋情況采取加強(qiáng)或重新施焊等措施，并在使用中定期觀察其發(fā)展。對(duì)無(wú)法消除裂紋影響的應(yīng)予以報(bào)廢建設(shè)部曾出臺(tái)文件2007建設(shè)部659號(hào)公告6) 安全裝置的指示信號(hào)或聲響報(bào)警信號(hào)應(yīng)設(shè)置在司機(jī)和有關(guān)人員視力、聽(tīng)力可及的地方。應(yīng)使用達(dá)到一定分貝的報(bào)警聲及閃光報(bào)警燈，當(dāng)超載時(shí)達(dá)到提醒或警告作用，且必須保證能始終正常工作。7) 塔機(jī)最重要的安全裝置是力矩限制器。在現(xiàn)場(chǎng)條件不完全具備的情況下，至少應(yīng)在最大工作幅度進(jìn)行力矩限制器試驗(yàn)，可以使用現(xiàn)場(chǎng)重物經(jīng)臺(tái)秤標(biāo)定后，作為試驗(yàn)載荷使用，使力矩限制器的工作符合要求。力矩限制器調(diào)整方法：弓板式力矩限制器直接調(diào)整碰頭與限位開(kāi)關(guān)的距離即可。曲線(xiàn)板式力矩限制器應(yīng)首先讓變幅小車(chē)在最大起重量最大幅度位置，調(diào)整限制器曲線(xiàn)板使力傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)桿在曲線(xiàn)直線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其目的是限制器曲線(xiàn)板與實(shí)際工作幅度相一致。在最大變幅工作幅度