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1、塔式起重机（Tower Crane）,【目录】,塔式起重机简介,塔机型号的编制方法,为了快速有效地区别各种塔机的品种规格，我们应当了解我国塔机的型号编制方法。根据专业标准ZBJ04008建筑机械与设备产品型号编制方法的规定，我国塔式起重机的型号编制图示如下：,产品类组代号（汉语拼音第一个字母）,形式、特征代号（汉语拼音第一个字母）,主参数代号（起重力矩Knm）,设计序号,塔式起重机是起（Q）重机大类的塔（T）式起重机组，故前两个字母为QT；特征代号看你强调什么特征，如块装式用K，自升式用Z，固定式用G，下回转用X等等。例如：QTK400代表起重力矩400kNm的块装式塔机。QTZ800B代表起
2、重力矩800kNm的自升式塔机，第二次改型设计。有些厂家采用另一种型号编制方式，以厂名代号或注册品牌号代替类组代号，以最大幅度和最大幅度起重量两个基本参数代替主参数代号：比如JL5515江麓塔机55m处额定起重量1500kg,塔式起重机分类,塔机基本结构组成,塔机组成,塔机的金属结构,底座塔身回转平台塔顶臂架平衡臂通道和平台司机室,底座是塔式起重机中承受全部载荷的最底部结构件，它可以安装在行走台车上或固定支腿上，也可以安装在地面基础上。一般有：X型、字型、带有可折叠的支腿型、轨距可变型、双W型、门座型。,（一）底座,大多数塔式起重机的塔身都是空间桁架结构，由一个个标准节叠加而成。对上回转塔式起
3、重机来说，塔身是不回转的；对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，标准节有两种形式，一种是焊接成整体的形式，另一种是将标准节焊接成四片，在安装时用高强螺栓将其连接成整体其区别是前者主肢在回转一周内承受交变载荷。而无论上、下回转，塔身均承受较大的压、弯、扭转、剪切载荷作用，强度、刚度、稳定及抗疲劳能力的都十分重要。,（二）塔身,回转平台由下支座、回转支承、上支座组成，下支座与回转支承的外圈连接，上支座与回转支承的内圈、连接螺栓均为高强螺栓，螺栓本身承受轴向载荷较大，且为交变载荷，为了保证连接可靠、消除间隙，都要在安装时施加一定的预紧力。回转上支座上装有回转机构，驱动回转上支座及以上结构随着回转支承
4、的内圈转动,（三）回转平台,IACM，回转支承三维造型图,（四）回转过渡节,回转过渡节安装在回转上支座的上面，与回转上支座用高强螺栓连接。塔顶、起重臂、平衡臂均安装在回转过渡节上回转支渡节有两种型式，一种是在安装平衡臂的一侧有两个铰座，平衡臂与其刚性连接，适用于塔顶下桅杆式的塔机；另一种是在安全平衡臂一侧只有一个铰座，平衡臂与其铰接，适用于塔帽式的塔机,塔顶的型式一般可分为刚性的和可摆动的两种，主要作用是支承吊臂。对上回转的塔式起重机，刚性塔顶还起支承平衡臂的作用。塔顶结构集中了由吊臂及平衡臂传来的载荷，再传递给回转支座、塔身。因此，不仅要考虑安装的方便，还要保证强度、刚度、稳定性要求。刚性塔
5、顶受弯矩、压力、剪切作用！可摆动塔顶受压力载荷作用！（轴心受压）,（五）塔顶,（六）平衡臂,平衡臂： 平衡臂安装于回转过渡节的后面，平衡臂有两种型式：塔顶是塔帽式的，用2根轴销将平衡臂与回转过渡节铰接；塔顶是桅杆式的，用4根轴销将平衡臂与回转过渡节刚性连接平衡臂的作用（1）放置配重，产生后倾力矩以便在工作状态减少由吊重引起的前倾力矩，在非工作状态减少强风引起的前倾力矩，并保证其抗倾翻稳定性；（2）在采用可摆动塔顶撑杆（桅杆式）时，平衡臂还要对塔顶撑杆起支持作用；在采用固定塔顶（塔帽式）时，平衡臂则是靠塔顶来支持的；（3）平衡臂上可放置起升或变幅机构。,（七）起重臂起重臂安装于回转过渡节的前面，
6、用两根轴销与回转过渡节铰接。吊臂主要有四类：动臂变幅式小车水平变幅式伸缩式小车变幅臂架折曲式臂架,动臂变幅式按塔式起重机发展史来讲，动臂变幅式是最早采用的，它具有臂架截截面小，自重轻、幅度小时可得到较大的起升高度。截面形状为正方形，受力形式为轴心受压！,小车水平变幅臂架，为了减轻自重，截面大部分为三角形，极少数者用矩形截面，而且又多采用正三角形断面，用方钢管或槽钢制成的下弦杆做运动小车的轨道，上弦杆用钢管或圆钢等制成。受弯矩、压力、剪切作用！,（八）司机室 司机室通常安装在回转过渡节右侧上支座的操作平台上为了便于司机操作，塔机的司机室必须与回转部分一同回转。（九）通道与平台（1）塔身中的通道（
7、2）上回转的塔式起重机，回转支座间的通道一般均设在内部，最顶部的塔身节或回转固定支座上设平台，回转支痤内设扶梯或回转平台上设活动可伸缩的梯子。（3）凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。（十）拉杆 拉杆的作用是将平衡臂、起重臂的一端斜拉在塔顶上，分为起重臂拉杆和平衡臂拉杆。拉杆通常用圆钢或条状钢板制成,（十一）附着装置,当塔机的安装高度超过最大独立高度时，必须安装附着装置附着装置的作用是将作用于塔身的弯矩、水平力和扭矩传递至建筑物上，减少塔身的计算长度，增强塔身的抗弯、抗扭能力。附着装置由附着框、附着杆和附墙铰座组成。附着框作用是将对塔身的作用力均匀地传递到塔身的四根主肢上。附着杆
8、系有三杆式和四杆式两种型式。当塔身距离附着墙面较远，需要加长附着杆时，必须对附着杆的强度及稳定性进行计算。,塔机的机构,起升机构,回转机构,变幅机构,运行机构,顶升机构,（一）起升机构起升机构是塔机最主要的工作机构，用于实现吊物的垂直运动，主要有起升卷扬机、滑轮组、吊钩等组成,特点：起升高度大调速性能要求较高，重载低速、轻载高速，并且具有可靠的微动性能，以满足安装就位、起动时逐渐拉紧钢丝绳的要求；安装形式和体积、重量都要适应整机布置要求。,起升卷扬机变速原理与方法,起升机构有多种调速方案，包括有级变速和无级变速两类。目前应用广泛的有以下几种1、三速笼形转子变极电机调速2、带涡流制动器的绕线转子
9、电机配电磁离合器换档减速器调速3、双电机驱动调速4、变频调速,起升卷扬机的制动原理,起升卷扬机通常选用YWZ型液压推杆制动器YWZ型液压推杆制动器是常闭制动器，制动轮安装在减速机的高速轴上，以减少制动转矩,（二）回转机构,回转机构一般由电动机、液力耦合器、回转制动器、减速器、小齿轮、回转支承组成。安装在回转上支座平台上。电动机通过液力耦合器、减速器驱动小齿轮转动，小齿轮与回转支承外圈齿轮啮合，因此小齿轮在自转的同时也绕着回转支承的中心线公转，从而带动回转平台以上的结构部分一起转动。回转机构采用常开式制动器，在非工作状态下，塔机的起重臂随风自由转动。,（三）变幅机构,IACM ，QTZ型小车变幅
10、机构,变幅卷扬机由电机、减速器、卷筒、制动器、变幅限位器组成。,（四）运行机构,运行机构仅用于轨道行走式，由电机、减速器、台车、车轮、夹轨器、终点限位开关、缓冲器等组成。,（五）液压顶升机构,液压顶升机构由塔身过渡节、套架、顶升液压缸和工作平台等组成。其中套架内装有导向滚轮，滚轮和塔身的间隙可调，套架中部装有工作平台，平台的一侧装有滑道或小车，供塔身待加节水平移动用，套架顶部和塔身过渡节固定连接。,安全保护装置,1、载荷限制装置2、运动限位装置3、小车断绳保护装置4、小车防坠装置5、钢丝绳防脱装置6、报警装置7、风速仪8、安全警示装置,塔机的安全监测,起重力矩限制器,起重力矩限制器的保护对象是
11、塔机钢结构。因此，使起重力矩限制器限位开关动作的信息。来源于钢结构的弹性变形。常见的力矩限制器焊接在塔帽前后弦杆上。现行国家规范规定，每套力矩限制器至少应设置3只限位开关，分别用于定码变幅、定幅变码、90力矩报警对于变幅小车运行速度超过40m/min的塔机，必须在力矩限制器上再增加一只限位开关。小车向外运行，且起重力矩达到额定值的80 时，该限位开关动作，将变幅小车运行速度自动转换为不大于40m/min的速度运行,起重量限制器,起重量限制器的保护对象是塔机的起升机构。因此，使起重量限制器限位开关动作的信息来源于钢丝绳的张力，起重量越大钢丝绳的张力越大。起重量限制器至少应设置3只限位开关，分别作
12、用于限制最大起重量、90起重量报警、重载换速。由于塔机起升机构有”轻载高速，重载低速“的特性，当吊物重量超过相应档位允许的吊重值时，超重换速限位开关切断高速档的电源，自动转换成低一档的速度运行。,起升高度限位器,起升高度限位器用于防止在吊钩提升或下降时可能出现的操作失误。当吊钩滑轮组上升接近载重小车时，应停止上升运动；将限位器安装在起升机构卷筒的轴端，限位器的输入轴与卷筒同步转动。当起升机构工作时，卷筒转动的圈数（也就是钢丝绳卷绕或放出的长度）被记录下来，当吊钩接近载重小车时，限位开关动作，切断起升机构上升方向的电源。吊钩装置的顶部升至小车架最下端的最小距离为800mm时，应能停止起升运动，但
13、应有下降运动,幅度限位器,幅度限位器的作用是限制载重小车在吊臂的允许范围内运行。幅度限位器也是将限位器安装在变幅卷筒的一侧，其工作原理、调试方法与起升高度限位类同根据现行国家标准规定，限位开关动作后应保证小车停车时其端部距缓冲装置最小距离为200mm,回转限制器,应设置正反两个方向的回转限位开关，回转限位开关的作用是防止塔机连续向一个方向转动，将电缆扭断发生事故常见的回转限位器由限位器和小齿轮组成，将限位器安装在回转上支座上，限位器的输入轴上安装一只小齿轮。小齿轮与回转支承的齿轮啮合。限位器的工作原理及调试方法与起升高度限位相同开关动作时臂架旋转角度应不大于540,小车断绳保护装置、防坠落装置
14、、钢丝绳防脱装置,1、小车断绳保护装置小车变幅塔机应设置双向小车断绳保护装置，其工作原理，当变幅钢丝绳折断时，安装于变幅小车上的断绳保护装置在重力作用下自动翻转垂直状态，受至起重臂下弦杆缀条阻挡，使小车不能向前或向后滑行2、小车防坠落装置其结构原理在小车上焊接4个悬挂装置，这4个悬挂装置位于起重臂轨道的上方，当小车轮轴折断时，悬挂装置搁置在起重臂轨道上，使小车不致坠落3、钢丝绳防脱装置滑轮及起升卷筒应设置钢丝绳防脱装置，该装置表面与滑轮或卷筒侧板边缘间隙不应超过钢丝绳的20,报警装置、风速仪及安全警示装置,1、报警装置塔机应装有报警装置2、风速仪对臂架铰点超过50m的塔机应配备风速仪，当风速大
15、于工作允许风速时，应能发出停止作业的警报。3、安全警示装置电铃警示灯当塔顶高度大于30m时且高于周围建筑物的塔机，应在塔顶及起重臂端部安装红色障碍指示灯,现场检验关键点,1、塔机安装现场基本要求塔式起重机尾部与周围建筑物安装距离（0.6m）群塔作业时相邻两塔机间的最小架设距离（2.0m）塔机自由端高度应符合说明书要求塔机的任何部位距输电线的安全距离2、塔式起重机基础测量基础尺寸压重式基础主要检查压重数量及放置方式是否符合要求特殊基础应用专项设计方案。,现场检验关键点,3、塔机结构件及机械零部件检查钢结构检查钢结构焊缝应无裂纹及明显缺陷；主要结构件应无严重锈蚀（锈蚀深度达到原厚度的10%）；钢结
16、构无整体或局部变形；塔机垂直度应符合要求连接件检查螺栓连接时，应紧固并配有双螺帽防止松动销轴连接，应有可靠的防止轴向窜动的措施,现场检验关键点,4、吊钩吊钩表面光滑无锐角、裂纹、剥裂，禁止补焊应设置防止吊重时意外脱钩的保险装置挂绳处断面磨损量不超过原高的10%5、钢丝绳钢丝绳断丝数量不得超过规范要求直径减少量大于原直径的7%应报废不得有明显变形、绳股挤出、绳径局部增大或减少、压扁、严重扭结等，有应报废,现场检验关键点,6、制动器检查起升、变幅、回转机构检查的重点之一是制动器。检查时，观察制动器的全部构件运转是否正常，有无卡塞现象，制动块是否贴在制动轮上；制动轮的表面是否良好及调整螺栓是否紧固。
17、制动器零部件磨损是否超标7、卷筒及滑轮检查应设置防钢丝绳跳槽装置，该装置距外缘间隙不得超过钢丝绳直径的20%卷筒上钢丝绳在放出最大长度后，卷筒上的钢丝绳至少保留3圈,现场检验关键点,安全保护装置检查载荷限制器检验起重力矩限制器起重量限制器运动限位装置起升高度限位、变幅限位及回转限位检验小车断绳保护装置及小车防坠落装置,监控系统安装示意图,起重量检测节点实物及现场实验,幅度、高度、角度检测节点实物及现场实验,人机接口节点实物及现场实验,监控系统安装示意图,系统无线通讯测试,监控中心的软件主界面,在监控中心的主界面电子地图上可以显示用户位置，移动鼠标到图标可动态显示用户当前运行主要数据（载重、幅度
18、、力矩、高度、角度），并实时更新。 根据用户编号或用户名臣可查询特定用户的历史运行数据，对特定用户可进行实时数据采集，并保存数据到数据库。并可根据用户编号，在电子地图上定位用户位置。,附属装置,附属装置中，除配重、压重、基础、轨道、附着连杆等由用户自备外，其余的由制造厂根据订货要求提供。（一）配重与压重配重是：降低塔顶负荷力矩，增加抗倾翻稳定性的主要措施。压重的作用主要是增加非工作状态的抗倾翻稳定性，并降低底架所受到的来自基础的拉力。（二）基础与轨道1.固定式基础2.轨道及其基础,附属装置,（三）拖运装置（四）附着框架与连杆（五）内爬框架（六）排绳与拖绳装置1.排绳；2.拖绳；（七）电缆卷筒（
19、八）检修装置,上回转式塔式起重机,2. 下回转塔式起重机 下回转塔式起重机除承载能力大之外,还具有以下特点:由于平衡重放在塔身下部的平台上。所以整机重心较低,安全性高;由于大部分机构均安装在塔身下部平台上,使维护工作方便,减少了高空作业。但由于平台较低,为使起重机回转方便,必须安装在离开建筑物有一定安全距离的位置处。,下回转式塔式起重机,上回转式塔式起重机,小车变幅平头塔式起重机,动臂塔式起重机依靠起重臂的俯仰变幅，起重量大，能充分发挥起重臂的有效高度，比较适合城市空间狭小区域作业 ，但是变幅效率底，价格昂贵 。,小车变幅式,同时吸收了动臂变幅式的某些优点。它的吊臂由前后两段(前段吊臂永远保持
20、水平状态,后段可以俯仰摆动)组成,也配有起重小车,构造上与小车变幅式的吊臂、小车相同。,折臂式塔式起重机,固定塔式起重机,汽车塔式起重机,轨道式塔式起重机,附着自升塔式起重机能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅受由起重机传来的水平载荷，附着方便，但占用结构用钢多。,内爬式起重机在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷均由建筑物承受。,塔机的起重量传感器,该种三滑轮式称重传感器主要由两个定滑轮、一个动滑轮和一个S型传感器构成。,起重量传感器结构示意图,安装在起重绳处的起重量检测节点,安装在幅度电机处的
21、幅度检测节点,安装在现场的主控箱,3.2 塔式起重机基础的设计,3.2.3板式基础设计,返回上页,3.2.3板式基础设计,整体抗倾覆稳定性应满足如下规定:,返回上页,3.2.3板式基础设计,地基承载力应满足下式规定 :,返回上页,3.2.4 桩基承台式混凝土基础的设计,应对桩基单桩竖向抗压和抗拔承载力、桩身混凝土强度进行验算，承台(图3.2.4的抗弯、抗剪、抗冲切应按现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94的规定进行验算。,桩基单桩竖向承载力计算应符合规定,桩基单桩的抗拔极限承载力与桩身混凝土强度应按现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94的相关规定进行计算。,承台的抗弯、抗剪、抗冲切计算应按
22、现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94的相关规定进行。,当桩端持力层下有软弱下卧层时，还应对下卧层地基强度进行验算。,桩中心距不宜小于桩身直径的3倍。,返回上页,3.2.4桩基承台式混凝土基础的设计,桩基单桩竖向承载力计算应符合如下规定:,返回上页,3.2.5组合式基础设计,返回上页,3.2.33.2.5计算说明,3.2.33.2.5计算说明,返回上页,3.2.33.2.5计算说明,由于塔式起重机是360旋转的，所以在计算时应根据不同的计算对象确定起重臂的最不利位置。如在计算桩基单桩桩顶最大竖向力时，塔式起重机起重臂平面投影在承台的斜对角处是最不利的;在验算承台的抗弯、抗剪、抗冲切时，塔式起重机起重臂平面投影在垂直承台平面的宽度方向或长度方向时是最不利的。同时，荷载均应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009的规定取基本组合。,返回上页,3.2 塔式起重机基础的设计,3.3 塔式起重机附着装置的设计,到目前为止，塔式起重机使用说明书中关于附着装置的规定内容实际适用性较差、不便操作;在施工现场对塔式起重机进行附着装置设计时，一方面要适应现场实际条件，另一方面又要确保安全，所以当实际布置与使用说明书规定不同时，应进行设计计算，并要经过审批手续，以确保安全。,南京工业大学车辆与工程机械研究所研发的 “ 附着装置设计系统 ”,谢谢！,
