塔式起重机.doc

1、塔式起重机建筑施工机械结课作业塔式起重机塔式起重机是一种具有竖立塔身、吊臂装在塔身顶部的转臂起重机，广泛应用于高层建筑中，用于物料的垂直和水平运输以及建筑构件的安装。一、 发展简介塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，最早有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。

2、战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。自塔式起重机在建筑施工中显露身手并逐渐成为工程机械一个重要分支以来，已经有50余年历史。我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步。如今世界塔机市场最为红火的地区为东欧和亚太（特别是东南亚）。活跃在塔机市场上的著名产商是；德国的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法国的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil、Nauva、EDILMAC ，西班牙的Comensa ，芬兰的 Betrox ，丹麦的KRLL 澳大利亚的Favco。二、塔机的组成部分l 塔机的金属结构

3、塔机的金属结构由起重臂、塔身、转台、承座、平衡臂、底架、塔尖等组成。 起重臂构造型式为小车变幅水平臂架，再往下分又有单吊点、双吊点和起重臂与平衡臂连成一体的锤头式小车变幅水平臂架。单吊点是静定结构，双吊点是超静定结构。锤头式小车变幅水平臂架，装设于塔身顶部，状若锤头，塔身如锤柄，不设塔尖，故又叫平头式。平头式的使结构形式更简单，更有利于受力，减轻自重，简化构造等优点。小车变幅臂架大都采用正三角形的截面。 塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体。现今塔机均采用方形断面，断面尺寸应用较广的有：1.2m1.2m、1.4m1.4m、1.6m1.6m、2.0m2.0m;塔身标准节常用尺寸是2.5m和3m。塔

4、身标准节采用的联接方式，应用最广的是盖板螺栓联接和套柱螺栓联接，其次是承插销轴联接和插板销轴联接。标准节有整体式塔身标准节和拼装式塔身标准节，后者加工精度高，制作难，但是堆放占地小，运费少。塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工上下。爬梯宽度不宜小于500mm，梯步间距不大于300mm，每500mm设一护圈。当爬梯高度超过10m时，梯子应分段转接，在转接处加设一道休息平台。 塔尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡

5、重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重的用量相当可观，轻型塔机一般至少要34t，重型的要近30t。平衡重可用铸铁或钢筋混凝土制成：前者加工费用高但迎风面积小;后者体积大迎风面大对稳定性不利，但简单经济，故一般均采用这种。通常的做法是将平衡重预制区分成2 3种规格，宽度、厚度一致，但高度加以调整，以便与不同

6、长度臂架匹配使用。 l 塔机的工作机构塔机的工作机构有五种：起升机构、变幅机构、小车牵引机构、回转机构和大车走行机构(行走式的塔机)。 l 塔机的电气设备塔机的主要电气设备包括： 电缆卷筒-中央集电环; 电动机; 操作电动机用的电器，如：控制器、主令控制器、接触器和继电器。 保护电器，如：自动熔断器，过电流继电器和限位开关等。 主副回路中的控制、切换电器，如：按钮、开关和仪表等。 属于辅助电气设备的有：照明灯、信号灯、电铃等。 l 塔机的液压系统塔机液压系统中的主要元器件是液压泵、液压油缸、控制元件、油管和管接头、油箱和液压油滤清器等。 液压泵和液压马达是液压系统中最为复杂的部分，液压泵把油吸

7、入并通过管道输送给液压缸或液压马达，从而使液压缸或马达得以进行正常运作。液压泵可以看成是液压和心脏，是液压的能量来源。我国的塔机液压顶升系统采用的液压泵大都是CB-G型齿轮泵，CB不齿轮的代号， 赫格隆G为固定的轴向间隙，工作压力为12。516MPa。 液压缸是液压系统的执行元件。从功能上来看，液压缸与液压马达同是所工作油流的压力能转变为机械能的转换装置。不同的是液压马达是用于旋转运动，而液压是用于直线运动。 一个液压顶升接高的全过程是： 移动平衡重，使塔身不受不平衡力矩，起重臂就位，朝向与引进轨道方位相同并加以锁定，吊运一个塔身标准节安放在摆渡小车上; 顶升; 定位销就位并锁定，提起活塞杆，

8、在套架中形成引进空间; 引进标准节; 提起标准节，推出摆渡小车; 使标准节就位，安装联接螺栓; 微微向上顶升，拔出定位锁使过渡节与已接高的塔身联固成一体。 l 塔机的零部件每台塔机都要用许多种起重零部件，其中数量最大，技术要求严而规格繁杂的是钢丝绳。塔机用的钢丝绳按功能不同有：起升钢丝绳，变幅钢丝绳，臂架拉绳，平衡臂拉绳，小车牵引绳等。钢丝绳的特点是：整根的强度高，而且整根断面一样大小，强度一致，自重轻，能承受震动荷载，弹性大，能卷绕成盘，能在高速下平衡运动，并且无噪声，磨损后其外皮会产生许多毛刺，易于发现并便于及时处置。钢丝绳通常由一股股直径为0.30.4mm细钢丝搓成绳股，再由股捻成绳。塔

9、机用的是交互捻，特点是不易松散和扭转。就绳股截面形状而言，高层建筑施工用塔机以采用多股不扭转钢丝绳最为适宜，此种钢丝绳由两层绳股组成同，两层绳股捻制方向相反，采用旋转力矩平衡的原理捻制而成，受力时自由端不发生扭转。塔机起升钢丝绳及变幅钢丝绳的安全系数一般取为56,小车牵引绳和臂架拉绳的安全系数取为3,塔机电梯升降绳安全系数不得小于10。钢丝绳的安全系数是不可缺少的安全储备系数，绝不可凭借这种安全储备面擅自提高钢丝绳的最大允许安全荷载。由于钢丝绳的重要性，必须加强对钢丝绳的定期全面检查，贮存于干燥面封闭的、有木地板或沥青混凝土地面的仓库内，以免腐蚀，装卸时不要损坏表面，堆放时要竖立安置。对钢丝绳

10、进行系统润滑可以提高使用寿命。 变幅小车是水平臂架塔机必备的部件。整套变幅小车由车架结构、钢丝绳、滑轮、行轮、导向轮、钢丝绳承托轮、钢丝绳防脱辊、小车牵引绳张紧器及断绳保险器等组成。对于特长水平臂架(长度在50m以上)，在变幅小车一侧随挂一个检修吊篮，可载维修有员往各检修点进行维修和保养。作业完后，小车驶回臂架根部，使吊篮与变幅小车脱钩，固定在臂架结构上的专设支座处。 其它的零部件还有滑轮，回转支承，吊钩和制动器等。 l 塔机的安全装置安全装置是塔机必不可少的关键设备之一，可以分为：限位开关(限位器);超负荷保险器(超载断电装置);缓冲止挡装置;钢丝绳防脱装置;风速计;紧急安全开关;安全保护音

11、响信号。 限位开关按功能有：吊钩行程限位开关，回转限位开关，小车行程限位开关，大车行程限位开关。 l 塔机的防倾翻规定严禁超载运行;不得斜牵重物;不许猛然急制动;禁止在大风中运行吊运作业;工作班后，必须把夹轨器夹紧，以防大风将塔机吹动溜出轨道。 l 自升式塔机附着锚固当自升式塔机在达到其自由高度继续向上顶升接高时，为了增强其稳定系数保持起重能力，必须通过锚固附着于建筑结构上。附着层次与施工层建筑总高度、塔机和塔身结构、塔身自由高度有关。一般来说，设置2道锚固着墨已可满足需要。在建筑物上的附着点的选择要注意：两附着加固定点之间的距离适当;固定点应设置在丁字墙和外墙转角处;对框架结构，附着点宜布在

12、靠近柱的根部;布置在靠近楼板处以利传力和安装。 要保证塔机的安全使用和取得比较长的使用寿命，必须对它进行润滑、故障排除、定期保养与零部件的检修。 上旋转塔式起重机根据使用要求,又分运行式固定式、附着式和内爬式四种型式。其基本特点是塔身不转动。回转支承以上的动臂、平衡臂部分，通过回转机构和回转支承，能绕塔身中心线作全回转。运行式塔式起重机,整个起重机可沿轨道运行,作业空间大。如将底座固定在轨道上，或不用底座而将塔身直接固定在特制的基础上，就成为固定式塔式起重机,其动臂较长,可以扩大施工作业面积。固定式塔式起重机为了减小塔身的弯矩,在塔身上每隔一定高度用附着杆与建筑物相连,即为附着式塔式起重机为了

13、使起重机可随建筑物施工层增高而相应增高，可采用塔身自升装置。塔身自升装置常采用顶升液压缸，液压缸活塞杆通过横梁支承在塔身上。上端推顶起重机的回转部分、外套架以及预先吊置于平台上的待加塔节等向上，上升到一个待加塔节高度之后停止，将外套架支承在塔身上，这时高压油回油箱，活塞杆缩回，将待加塔节推至塔身中心线并与塔身连接，再将活塞杆支承在新加的塔节上，缩短液压缸，使回转部分、外套架等下落至新加塔节上,并与之连牢,塔身即增高一节高度。也可利用建筑物代替下部塔身，将外套架与塔身轮流支承在电梯井内壁的专设的支蹬上，利用液压缸使起重机沿电梯井爬升，称为内爬塔式起重机。内爬式虽省了部分塔身，但对建筑物有特定要求

14、，施工完毕后，拆除工作比较困难。 下旋转塔式起重机回转支承装在底座与转台之间，除行走机构之外,其他工作机构都布置在转台上,整机重心低。回转支承以上各部分如转台、塔身和动臂等一起回转。因为塔身回转,不能与建筑物附着，故塔身高度比上旋转式低。这种塔式起重机，能整体拆装和转移，既轻便又灵活，使用广泛。起重机整体拆除和转移时，开动变幅机构，将塔身连动臂下放在汽车上，卸下平衡重，再拉紧变幅绳，底座尾部翘起，推入一轮胎轴，然后将底座支承在轮胎轴上，并用连杆将塔身和底座连牢，即可拖行转移。较大的下旋转塔式起重机，也常采用塔身自升方式，但由于不能附着，自升高度有限。此外，下旋转塔式起重机，除轨道式之外，还有以

15、履带底盘和轮胎底盘为行走装置的履带式和轮胎式。 设备特点和安全装置塔式起重机的动臂形式分水平式和压杆式两种。起重机的动臂为水平式，载重小车沿水平动臂运行变幅,变幅运动平衡，但动臂自重较大。图2下旋转塔式起重机）所示起重机的动臂为压杆式，变幅机构曳引动臂仰俯变幅，变幅运动不如水平式平稳，但其自重较小。 塔式起重机的起重量随幅度而变化。起重量与幅度的乘积称为载荷力矩，是这种起重机的主要技术参数。塔式起重机的起升高度大,回转和行走的惯性质量大,故需要有良好的调速性能，特别起升机构要求能轻载快速、重载慢速、安装就位微动。一般除采用电阻调速外，还常采用涡流制动器、调频、变极、可控硅和机电联合等方式调速。

16、 为了确保安全,塔式起重机具有良好的安全装置,如起重量、幅度、高度和载荷力矩等限制装置，以及行程限位开关、塔顶信号灯、测风仪、防风夹轨器、爬梯护身圈、走道护栏等。司机室要求舒适、操作方便、视野好和有完善的通讯设备。三、设备特点和安全装置 设备特点塔式起重机的动臂形式分水平式和压杆式两种。动臂为水平式时，载重小车沿水平动臂运行变幅，变幅运动平衡，其动臂较长，但动臂自重较大。动臂为压杆式时，变幅机构曳引动臂仰俯变幅，变幅运动不如水平式平稳，但其自重较小。 塔式起重机的起重量随幅度而变化。起重量与幅度的乘积称为载荷力矩，是这种起重机的主要技术参数。通过回转机构和回转支承，塔式起重机的起升高度大，回转

17、和行走的惯性质量大，故需要有良好的调速性能，特别起升机构要求能轻载快速、重载慢速、安装就位微动。一般除采用电阻调速外，还常采用涡流制动器、调频、变极、可控硅和机电联合等方式调速。安全装置为了确保安全，塔式起重机具有良好的安全装置，如起重量限位器、幅度限位器、高度限位器和载荷力矩限位器等限位装置，以及行程限位开关、塔顶信号灯、测风仪、防风夹轨器、爬梯护身圈、走道护栏等。司机室要求舒适、操作方便、视野好和有完善的通讯设备。四、塔机安全操作规范 安全操作规程（一）、操作前检查 1. 1上班必须进行交接班手续，检查机械履历书及交接班记录等的填写情况及记载事项。 1. 2操作前应松开夹轨器，按规定的方法

18、将夹轨器固定。清除行走轨道的障碍物，检查跨轨两端行走限位止挡离端头不小于23m，并检查道轨的平直度、坡度和两轨道的高差，应符合塔机的有关安全技术规定，路基不得有沉陷、溜坡、裂缝等现象。 1. 3轨道安装后，必须符合下列规定： (1) 两轨道的高度差不大于1/1000。 (2) 纵向和横向的坡度均不大于1/1000。 (3) 轨距与名义值的误差不大于1/1000，其绝对值不大于6mm。 (4) 钢轨接头间隙在24mm之间，接头处两轨顶高度差不大于2mm，两根钢轨接头必须错开1.5m。 1. 4检查各主要螺栓的紧固情况，焊缝及主角钢无裂纹、开焊等现象。 1. 5检查机械传动的齿轮箱、液压油箱等的油

19、位符合标准。 1. 6检查各部制动轮、制动带（蹄）无损坏，制动灵敏；吊钩、滑轮、卡环、钢丝绳应符合标准；安全装置（力矩限制器、重量限制器、行走、高度变幅限位及大钩保险等）灵敏、可靠。 1. 7操作系统、电气系统接触良好，无松动、无导线裸露等现象。 1. 8对于带有电梯的塔机，必须验证各部安全装置安全可靠。 1. 9配电箱在送电前，联动控制器应在零位。合闸后，检查金属结构部分无漏电方可上机。 1. 10所有电气系统必须有良好的接地或接零保护。每20m作一组接地不得与建筑物相连，接地电阻不得大于4（欧）。 1. 11起重机各部位在运转中1m以内不得有障碍物。 1. 12塔式起重机操作前应进行空载运

20、转或试车，确认无误方可投入生产。 （二）、 安 全 操 作 2. 1司机必须按所驾驶塔式起重机的起重性能进行作业。起重吊物必须遵守本规程30.1.7条规定执行。 2. 2机上各种安全保护装置运转中发生故障、失效或不准确时，必须立即停机修复，严禁带病作业和在运转中进行维修保养。 2. 3司机必须在佩有指挥信号袖标的人员指挥下严格按照指挥信号、旗语、手势进行操作。操作前应发出音响信号，对指挥信号辨不清时不得盲目操作。对指挥错误有权拒绝执行或主动采取防范或相应紧急措施。 2. 4起重量、起升高度、变幅等安全装置显示或接近临界警报值时，司机必须严密注视，严禁强行操作。 2. 5操作时司机不得闲谈、吸烟

21、、看书、报和做其他与操作无关事情。不得擅离操作岗位。 2. 6当吊钩滑轮组起升到接近起重臂时应用低速起升。 2. 7严禁重物自由下落，当起重物下降接近就位点时，必须采取慢速就位。重物就位时，可用制动器使之缓慢下降。 2. 8使用非直撞式高度限位器时，高度限位器调整为：吊钩滑轮组与对应的最低零件的距离不得小于1m，直撞式不得小于1.5m。 2. 9严禁用吊钩直接悬挂重物。 2. 10操纵控制器时，必须从零点开始，推到第一挡，然后逐级加挡，每挡停12s，直至最高挡。当需要传动装置在运动中改变方向时，应先将控制器拉到零位，待传动停止后再逆向操作，严禁直接变换运转方向。对慢就位挡有操作时间限制的塔式起

22、重机，必须按规定时间使用，不得无限制使用慢就位挡。 2. 11操作中平移起重物时，重物应高于其所跨越障碍物高度至少100mm。 1. 12起重机行走到接近轨道限位时，应提前减速停车。 1. 13起吊重物时，不得提升悬挂不稳的重物，严禁在提升的物体上附加重物，起吊零散物料或异形构件时必须用钢丝绳捆绑牢固，应先将重物吊离地面约50cm停住，确定制动、物料绑扎和吊索具，确认无误后方可指挥起升。 1. 14起重机在夜间工作时，必须有足够的照明。 1. 15起重机在停机、休息或中途停电时，应将重物卸下，不得把重物悬吊在空中。 1. 16操作室内，无关人员不得进入，禁止放置易燃物和妨碍操作的物品。 1.

23、17起重机严禁乘运或提升人员。起落重物时，重物下方严禁站人。 1. 18起重机的臂架和起重物件必须与高低压架空输电线路的安全距离，应遵守本规程表30.1.6的规定。 1. 19两台搭式起重机同在一条轨道上或两条相平行的或相互垂直的轨道上进行作业时，应保持两机之间任何部位的安全距离，最小不得低于5m。 1. 20遇有下列情况时，应暂停吊装作业： (1) 遇有恶劣气候如大雨、大雪、大雾和施工作业面有六级（含六级）以上的强风影响安全施工时。 (2) 起重机发生漏电现象。 (3) 钢丝绳严重磨损，达到报废标准（见钢丝绳报废标准见）。 (4) 安全保护装置失效或显示不准确。 2. 21司机必须经由扶梯上

24、下，上下扶梯时严禁手携工具物品。 2. 22严禁由塔机上向下抛掷任何物品或便溺。 2. 23冬季在塔机操作室取暖时，应采取防触电和火灾的措施。 2. 24凡有电梯的塔式起重机，必须遵守电梯的使用说明书中的规定，严禁超载和违反操作程序。 2. 25多机作业时，应避免两台或两台以上塔式起重机在回转半径内重叠作业。特殊情况，需要重叠作业时，必须保证臂杆的垂直安全距离和起吊物料时相互之间的安全距离，并有可靠安全技术措施经主管技术领导批准后方可施工。 2. 26动臂式起重机在重物吊离地面后起重、回转、行走三种动作可以同时进行，但变幅只能单独进行，严禁带载变幅。允许带载变幅的起重机，在满负荷或接近满负荷时

25、，不得变幅。 2. 27起升卷扬不安装在旋转部分的起重机，在起重作业时，不得顺一个方向连续回转。 2. 28装有机械式力矩限制器的起重机，在多次变幅后，必须根据回转半径和该半径的额定负荷，对超负荷限位装置的吨位指示盘进行调整。 2. 29弯轨路基必须符合规定，起重机拐弯时应在外轨面上撒上沙子，内轨轨面及两翼涂上润滑脂。配重箱应转至拐弯外轮的方向。严禁在弯道上进行吊装作业或吊重物转弯。 （三）、停机后检查 3. 1塔式起重机停止操作后，必须选择塔式起重机回转时无障碍物和轨道中间合适的位置及臂顺风向停机，并锁紧全部的夹轨器。 3. 2凡是回转机构带有常闭或制动装置的塔式起重机，在停止操作后，司机必

26、须搬开手柄，松开制动，以便起重机能在大风吹动下顺风向转动。 3. 3应将吊钩起升到距起重壁最小距离不大于5m位置，吊钩上严禁吊挂重物。在未采取可靠措施时，不得采用任何方法，限制起重臂随风转动。五、新型塔机的特点从塔机的技术发展方面来看，虽然新的产品层出不穷，新产品在生产效能、操作简便、保养容易和运行可靠方面均有提高，但是塔机的技术并无根本性的改变。塔机的研究正向着组合式发展。所谓的组合式，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔身分解成若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理再将各部分划分成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特征的塔机，以满足施工的具体需

27、求。推行组合式的塔机有助于加快塔机产品开发进度，节省产品开发费用，并能更好的为客户服务。 塔机分为上回转塔机和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：行走式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。塔机在新产品开发上大致有下列一些特点： 更多的厂家注重开发经济型城市塔机并扩展成系列。 国外塔机新产品中，有一些新颖的轻、中型折叠式快速安装塔机颇引人注目。 根据一些国家城建当局的有关规定，为防止塔机臂架在狭窄的空间运行发生矛盾，避免吊臂相互碰撞以及碰到邻近的建筑物，在城市高层建筑密集地区施工必须采用动臂式自升塔式起重机。 在经过较长时间研制之后，履带式水平臂架塔机作为一种新产品正式问世。 变频速系统在国外塔机新产品上得到推广应用。 高新技术开始在塔机上应用。 无论上回转或下回转式塔机，都十分重视驾驶室的平面设计和空间处理。- - 12 - -