塔式起重機課件

塔式起重機塔式起重機基礎知識一、國內外塔式起重機的發(fā)展概況（一）國外概況1900年――第一項有關塔式起重機的專利誕生。（西歐）1905年――出現(xiàn)了第一臺塔身固定的，有臂架的原始塔機。1923年――出現(xiàn)了第一臺較完整的近代塔機。1930年――德國開始批量生產塔機，用于建筑施工。1941年――第一部塔機標準――德國工業(yè)標準DIN8670公布了，首次正式規(guī)定t·m――起重力矩表示塔機的起重能力。1946年~1979年――二戰(zhàn)以后，隨著戰(zhàn)后重建和經濟發(fā)展，塔機在西方工業(yè)化國家高速發(fā)展1980年至今――受建筑市場的影響，發(fā)展低迷。（二）中國情況1953年――從原民主德國引進“建筑師－I”型塔機1954年――在撫順試制成功第一臺TQ2-6型塔機1954年~1979年――低水平慢速發(fā)展1980年~1989年――較快發(fā)展（改革開放的結果：生產廠家?guī)资遥?991年~1999年――快速發(fā)展（廠家增加，產量增加，標準化建設加快，研發(fā)能力提高，對制造業(yè)實行生產許可，對安裝實行資格許可，對使用實行監(jiān)督檢驗許可，開始規(guī)范管理，生產廠家百余家）2000年至今――火（經濟火――房地產業(yè)火――建筑業(yè)火――廠家大量增加（500余家）――產量巨增（出現(xiàn)了一個建筑工地幾十臺塔機作業(yè)的火熱景象）→事故頻發(fā)?。ㄈ┪覈C標準化建設情況有關塔機的技術標準，迄今已頒布施行的有：JG/T5037-93塔式起重機分類GBT5031-1999塔式起重機GB5144-2006塔式起重機安全規(guī)程JG/T89-1999起重設備、吊鉤防脫棘爪的設計要求JG/T72-1999塔式起重機用限矩型液力偶合器JG/T5111-1999長期堵轉力矩電動機式電纜卷筒GB/T13752-1992塔式起重機設計規(guī)范JG/T100-1999塔式起重機操作使用規(guī)程我國標準分類：國家標準、行業(yè)標準、地方標準、企業(yè)標準標準的性質分為：強制性標準、推薦性標準二、塔機的分類、組成、和參數(shù)（一）名稱由來英文名稱――tower(塔)crane（起重機），名稱因該類起重機的外型象“塔”而來！（二）主要用途主要用于起升高度大，作業(yè)半徑大的工業(yè)、民用建筑施工，以及電站、水利、港口、造船等施工作業(yè)。（三）分類1.按回轉支承位置分上回轉塔機下回轉塔機2.按變幅方式分主要有（1）小車變幅式（2）動臂變幅式3.按安裝方式分（1）快速安裝式（下回轉式）（2）非快速安裝式（上回轉式）4.按底架固定情況分（1）固定式（2）軌行式5.升高方式分（1）自升式（2）固定高度自升式（1）附著式（2）內爬式（四）塔機參數(shù)基本參數(shù)及定義塔機參數(shù)包括基本參數(shù)及主參數(shù)?；緟?shù)共11項，其名稱及定義示于表1.表1塔機基本參數(shù)及定義（據(jù)GB5031-1994）名詞術語定義1.幅度2.起升高度3.額定起升載荷4.軸距5.輪距6.起重機重量塔機空載時，塔機回轉中心線至吊鉤中心垂線的水平距離.空載時，對軌道式塔機，是吊鉤內最低點到軌頂面的距離；對其他型式起重機，則為吊鉤內最低點到支承面的距離。在規(guī)定幅度時的最大起升載荷，包括物品、取物裝置（吊梁、抓斗、起重電磁鐵等）的重量同一側行走輪的軸心線或一組行走輪中心線之間的距離同一軸心線左右兩個行走輪或左右兩側行走輪組、輪胎或輪胎組中心徑向平面間的距離包括平衡重、壓重和整機重7.尾部回轉半徑8.額定起升速度9.額定回轉速度10.最低穩(wěn)定速度11．工作級別回轉中心線至平衡重或平衡臂端部最大距離在額定起升載荷時，對于一定的卷筒卷繞外層鋼絲繩中心直徑、變速擋位、滑輪組倍率和電動機額定工況所能達到的最大穩(wěn)定起升速度。如不指明鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)，既按最外層鋼絲繩中心計算和測量帶著額定起升載荷回轉時的最大穩(wěn)定轉速為了起升載荷安裝就位的需要，起重機起升機構所具備的最小速度分為Ａ１～Ａ６最大獨立起升高度、最大工作幅度（標準臂長）、最大額定起重量主參數(shù)——公稱起重力矩所謂公稱起重力矩是指起重臂為基本臂長時最大幅度與相應額定起重量重力的乘積。主參數(shù)系列見表2。表2塔機主參數(shù)系列（kN·m）公稱起重力矩100160200250315400500600800100012501600200025003150400050006300（五）塔機的組成按作用和工作性質區(qū)分，塔式起重機一般由下列部分組成：1.結構由底架、塔身、回轉支座、塔頂、平衡臂、吊臂、司機室、梯子與平臺、頂升套架和橫梁部分組成。2.機構由起升機構、回轉機構、變幅機構、運行機構、架設機構、液壓機構等部分組成。3.電氣由電源、電線與電纜、控制與保護、電動機等部分組成。4.安全裝置由超載限制器、行程限位器、安全止擋和緩沖器、應急裝置、非工作狀態(tài)安全裝置、環(huán)境危害預防裝置等部分組成。5.附屬裝置由配重與壓重、基礎與軌道、拖運裝置、附著框架及連桿、內爬框架、排繩與拖繩裝置、電纜卷筒、檢修裝置等部分組成。這些組成部分中，1、2、3、4中的大部分是任何類型的塔式起重機都必須具備的5的部分，則因塔式起重機的類型和用途不同而配置。而且其中的有些部分應由用戶自行準備，如配重、壓重、軌道、基礎、附著連桿等。各組成部分由于其作用、性質、形式不同，在設計、制造、檢驗、維護等方面均有不同特點和要求。（六）塔機起重量特性曲線的確定原則1.起重量特性曲性的確定原則*塔式起重機起重量特性曲線的確定要求，可由下列因素控制：1)起升系統(tǒng)強度，如起升電機、制動器、卷筒與鋼絲繩、吊鉤等；2)結構強度、剛度、穩(wěn)定性；3)整機抗翻穩(wěn)定性；4)最大安全工作載荷；5)起重力矩限制器控制的設定值（實際曲線）。QQRmaxRmaxRL（最大額定起重量對應的有效工作幅度）QmaxO2.影響起重量特性曲線相關的具體因素和影響情況*（1）變幅小車、吊鉤滑輪組、鋼絲繩的自重q（曲線下移）（2）臂架的長度（增長——下移）（3）起升繩倍率和變幅小車型式（4倍率較2倍率——下移）（4）起升高度（高度增加——下移）（5）起重力矩限制器（遠點一致，近點上移）Q=M/（R－d）－qd對（R－d）的影響情況,使R減小而Q增大！產品類組代號（漢語拼音第一個字母）形式、特征代號（漢語拼音第一個字母）主參數(shù)代號（起重力矩Kn·m）（七）塔機型號的編制方法為了快速有效地區(qū)別各種塔機的品種規(guī)格，我們應當了解我國塔機的型號編制方法。根據(jù)專業(yè)標準ZBJ04008《建筑機械與設備產品型號編制方法》的規(guī)定，我過塔式起重機的型號編制圖示如下：

設計序號塔式起重機是起（Q）重機大類的塔（T）式起重機組，故前兩個字母為QT；特征代號看你強調什么特征，如塊裝式用K，自升式用Z，固定式用G，下回轉用X等等。例如：QTK400—代表起重力矩400kN·m的塊裝式塔機。QTZ800B—代表起重力矩800kN·m的自升式塔機，第二次改型設計。三、塔機的金屬結構塔式起重機的結構部分包括底架、塔身、回轉支座、塔頂、臂架、平衡臂、通道和平臺、司機室等主要材料采用機械性能高、工藝性好的軋制鋼材，如GB700中的Q235B、Q235C，GB3077中的Q345（16Mn）；是主要連接方法，銷軸和螺栓連接則用于為方便運辦理與安裝的可拆部位。由于塔式起重機在戶外露天使用，一般規(guī)定環(huán)境溫度為－20~+40℃，并且承受雨、雪、大氣等的侵蝕。因此，在選擇材料、焊接設計時要保證良好的抗低溫脆斷性，具有可靠的沖擊韌性保證；在抗腐蝕、避免結冰膨脹破壞方面，都要采取相應措施。（一）底架底架是塔式起得機中承受全部載荷的最底部結構件，它可以安裝在行走臺車上或固定支腿上，也可以安裝在地面基礎上。一般有下述幾種形式：（1）X型大型塔式起重機往往采用，特點是重量較輕，受力明確；（2）＃字型中小型塔式起重機多用此型，制造簡單；（3）帶有可折疊的支腿型用于下回轉的快速安裝型塔式起重機，方便于整體拖運；（4）軌距可變拖型適用于彎軌運行的行走式塔式起重機；（5）雙W型這是國外大型塔式起重機較新的結構，例如H30/23C、MD900等，桿件長度小，便于運輸與貯存；（6）門座型這是造船與港口塔式起重機所必須的形式，跨度大、凈空高，輪壓小，可滿足船只、碼頭上運辦理車輛從中通過。對下回轉的塔式起重機，底架上安裝有回轉支承；對上回轉的，底架上部與塔身連接。底架經常要留有安裝和固定壓重、電纜卷筒的位置和裝置。（二）塔身大多數(shù)塔式起重機的塔身都是空間桁架結構，對上回轉塔式起重機來說，塔身是不回轉的；對下回轉的，塔身則是與臂架同時回轉的，其區(qū)別是前者主肢在回轉一周內承受交變載荷。而無論上、下回轉，塔身均承受較大的壓、彎、扭轉、剪切載荷作用，強度、剛度、穩(wěn)定及抗疲勞能力的校核都十分重要。對可接高的塔身，可分為帶有套架、側面頂升，及內外伸縮塔身，中心頂升的兩種型式。塔身節(jié)的制造精度必須穩(wěn)定，保證在同一型號塔式起重機中絕對互換。塔身節(jié)的連接，主要有高強度螺栓、抗剪螺栓、橫向銷軸、瓦套連接等。高強螺栓橫向銷軸瓦套連接※高強度螺栓介紹：1.標準：a.GB9098.1-82《緊固件機械性質螺栓、螺釘和螺母》b.GB1231《鋼結構用高強度大六角螺栓、螺母、墊圈技術條件》c.JG/T5057.40-1995《建筑機械與設備高強度緊固件技術要求》2.性能等級a.各類高強度螺栓的性能等級為8.8、9.8、10.9、12.9級b.各類高強度螺母的性能等級為8、9、10、12c.各類高強度墊圈的性能等級為300HV?！S氏硬度3.性能等級所表示的含義a.螺栓：10.99—表示公稱屈服點（σs）或公稱屈服強度（σ0.2）與σb的比值的10倍。10—表示公稱拉力強度（σb）的1/100。（σ0.2）桿件變形是達0.2%時之強度。機械性能性能等級8.89.810.912.9抗拉強度σbN/mm2公稱80090010001200min83090010401220屈服強度σ0.2N/mm2公稱6407209001080min6607209401100b.螺母：10表示公稱抗拉強度σb的1/100。4.常用材料有中碳鋼和中碳合金鋼：12.9—35CrMo40Cr42CrMo10.9—20MnTiB35UB40Cr458.8—453540Cr40B對材料沒有嚴格限制，要求保證機械性能。5.標志在螺栓頭部的頂面或側面，螺母的側面打上性能等級及制造廠標志。6.制造工藝毛胚鍛打，螺紋采用滾壓法或切削法+熱處理+表面處理。7．試驗（楔負載強度數(shù)值為σbmin）栓頭或根部不允許有裂紋。只允許在螺紋或螺紋與桿部交接處斷裂。8.預緊力及預緊力距。高強度螺栓的連接，必須采用大預緊力，一般預緊應力應為該螺栓材料的屈服強度的0.6-0.7倍。預緊力和預緊力距值性能等級8.810.912.9σ0.26409001080螺栓直徑d預緊力a預緊力矩b實際預緊力矩c預緊力a預緊力矩b實際預緊力矩c預緊力a預緊力矩b實際預緊力矩cmNN·mN·mNN·mN·mNN·mN·m2011400041037016000058052019200069062030262000145013003680002000180044200024002100注：連接板面要預處理，不刷防銹漆，表面不要銹蝕。9.防松a.不采用彈簧墊圈b．采用兩個相同的雙螺母防松。C．定期檢查預緊力矩防松。第一次安裝后使用100h之后普遍檢查擰緊，以后每使用500h擰緊一次。10.質保書與合格證a.應有合格證b．制造廠應以批為單位提供質保書。內容包括：a)規(guī)格、數(shù)量b)性能等級

c)材料、爐號、化學成分d)機械性能測試數(shù)據(jù)e)檢驗日期11.重復使用不超過兩次，重復使用時應經嚴格的檢查。12.主要破壞形式·脆斷·疲勞斷裂（三）回轉支座一般由回轉平臺、回轉支承、固定支座（或為底架）組成。其中，回轉支承為具有較大滾道直徑、座圈斷面相對較小、回轉速度較低，可以承受較大的傾翻力矩和軸向力、徑向力的大型帶齒的滾動軸承。通常由高強度螺栓與回轉固定部份分別連接，螺栓本身承受軸向載荷較大，且為交變載荷，為了保證連接可靠、消除間隙，都要在安裝時施加一定的預緊力。（四）塔頂塔頂?shù)男褪揭话憧煞譃閯傂缘暮涂蓴[動的兩種，主要作用是支承吊臂。對上回轉的塔式起重機，剛性塔頂還起支承平衡臂的作用。塔頂結構集中了由吊臂及平衡臂傳來的載荷，再傳遞給回轉支座、塔身。因此，不僅要考慮安裝的方便，還要保證強度、剛度、穩(wěn)定性要求。剛性塔頂——受彎矩、壓力、剪切作用！可擺動塔頂——受壓力載荷作用！（軸心受壓）（五）平衡臂平衡臂的作用：（1）放置配重，產生后傾力矩以便在工作狀態(tài)減少由吊重引起的前傾力矩，在非工作狀態(tài)減少強風引起的前傾力矩，并保證其抗傾翻穩(wěn)定性；（2）在采用可擺動塔頂撐桿時，平衡臂還要對塔頂撐桿起支持作用；在采用固定塔頂時，平衡臂則是靠塔頂來支持的；（3）平衡臂上可放置起升或變幅機構；（4）？平衡臂上可安裝風帆標牌，調節(jié)逆風面積，保證非工作狀態(tài)時尾吹風。平衡臂一般可分為：（1）和塔身活動鉸接連接，用于固定塔頂，大多采用實腹型鋼作主梁；——受壓力載荷作用！（軸心受壓）（2）和塔身剛性固定連接，用于可擺動塔頂，大多采用空間桁架梁，截面和自重都較活動鉸接為大。——受彎矩、壓力、剪切作用?。┑醣鄣醣劭煞譃閮深悾簞颖圩兎叫≤囁阶兎缴炜s式小車變幅臂架折曲式臂架動臂變幅式

按塔式起重機發(fā)展史來講，動臂變幅式是最早采用的，它具有臂架截截面小，自重輕、幅度小時可得到較大的起升高度?！孛嫘螤顬檎叫危芰π问綖檩S心受壓！小車水平變幅臂架，為了減輕自重，截面大部分為三角形，極少數(shù)者用矩形截面，而且又多采用正三角形斷面，用方鋼管或槽鋼制成的下弦桿做運動小車的軌道，上弦桿用鋼管或圓鋼等制成。——受彎矩、壓力、剪切作用?。ㄆ撸┧緳C室為了便于司機操作，塔式起重機的司機室必須與回轉部分一同回轉。（八）通道與平臺（1）塔身中的通道，一般都要設直立梯或斜梯，塔身截面較大時設在塔身內部，梯子與塔身結構間距離于1.2m時要設后背護圈。梯子高度超過10m時，要設中間休息平臺。（2）臂架通道，現(xiàn)代小車水平變幅的塔式起重機變幅小車上均設有可隨小車移動的檢修平臺，臂架內可不設通道。（3）上回轉的塔式起重機，回轉支座間的通道一般均設在內部，最頂部的塔身節(jié)或回轉固定支座上設平臺，回轉支痤內設扶梯或回轉平臺上設活動可伸縮的梯子。（4）凡需安裝、檢修操作的處所，都應設可靠的通道和平臺。（5）平臺和走臺可用花紋鋼板和鋼板網制造，鋼板網自重輕，便于觀察，優(yōu)點較多。（九）拉桿四、塔機的工作機構塔式起重機的工作機構，有起升、回轉、變幅、運行機構。非快速安裝的則有頂升機構。（一）起升機構特點及組成起升高度大調速性能要求較高，重載低速、輕載高速，并且具有可靠的微動性能，以滿足安裝就位、起動時逐漸拉緊鋼絲繩的要求；安裝形式和體積、重量都要適應整機布置要求。起升機構一般由電動機、制動器、減速箱、卷筒、卷筒軸及支承、底座、起升高度限制器、電控箱等組成。（二）回轉機構特點及組成回轉速度一般為0.5~1.0r/min；無論吊重大小、在什么幅度、風速如何變化，都應有可靠的高速性能，保證起制動平衡，鋼結構不產生明顯的扭轉變形，吊重就位停放準確；還應具有防止碰撞和過載的性能，因此一般都采用具有軟傳動的形式，例如力矩電機、液力耦合器、皮帶、緩沖裝置、測速發(fā)電機或陀螺儀負反饋控制、電磁聯(lián)軸節(jié)；還應具有按載荷大小控制的制動器，及在非工作狀態(tài)允許其逆?zhèn)鲃?、隨風自由回轉的性能。2.液力耦合器液力耦合器亦名液力聯(lián)軸器，裝設在電動機與減速器之間，取代原先采用的機械式聯(lián)軸器。在電動機與減速器之間，用液力耦合器替代機械聯(lián)軸器可取得三種效果：（1）使傳動平穩(wěn)地加速和減速；（2）防止電動機超載；（3）通過耦合器內油液數(shù)量來改變傳遞的扭矩。液力耦合器的工作原理可用下圖來說明。輸入軸1與電動機相連接，帶動泵輪2轉動，泵輪殼3與泵輪2固定連接在一起。泵輪殼內裝渦輪4，渦輪軸5與被拖動的機構相連接。泵輪和渦輪內腔分別裝有尾部去掉一塊的葉片6和7。在泵輪和渦輪之間的空腔內充滿油液。當電動機通過軸1驅動泵輪旋轉時，泵輪內的油液在離心力作用下向外流動，從而使油液具有動能。油液流至泵輪外緣時，不能再往外流，只能流至渦輪的空腔內，將動能傳給渦輪，渦輪傳動，動力通過軸5輸出。腔內的油液按箭頭所示方向循環(huán)流動，連續(xù)不斷地由泵輪獲得能量，再將能量傳給渦輪。在泵輪和渦輪之間沒有任何機械聯(lián)系，實現(xiàn)傳動的條件是工作油液在泵輪與渦輪之間循環(huán)流動。泵輪和渦輪的直徑相等，所以當渦輪隨泵輪轉動起來之后，在離心力的作用下，工作油液均力圖由內緣甩向外緣。由于泵輪轉速高于渦輪轉速，在液力耦合器泵輪2上的各質點（如圖7-3-3b中的A、B、C等質點）的離心力都大于渦輪上各對應質點A′、B′、C′的離心力，迫使工作油液從泵輪2流向渦輪4并形成循環(huán)流動，實現(xiàn)動力的傳遞。（三）變幅機構運行小車式變幅機構動臂式變幅（四）運行機構運行機構僅用于軌道行走式，由電機、減速器、臺車、車輪、夾軌器、終點限位開關、緩沖器等組成。（五）液壓頂升機構上述各種型式頂升機構中的液壓系統(tǒng)，都要求具有安全溢液閥、平衡閥、下降時還應有節(jié)流閥調節(jié)下降速度。比較完善的液壓系統(tǒng)見圖5-38所示，這種系統(tǒng)具備以下特點：a.頂升與下降分高低壓，頂升時用高壓使油缸直徑不致很大，下降時用低壓防止意