【塔式起重機黑匣子】塔式起重機的概述

一、塔式起重機

塔式起重機分類：

1、上回轉(zhuǎn)式塔式起重機的特點是：底部輪廓尺寸小，對建筑場地空間要求較小，不影響建筑材料堆場的使用；由于塔身不轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動慣量較小，起重能力比較大，起升高度比較高，便于改裝成附著式塔式起重機，能適用多種形式建筑物的施工需要。

下回轉(zhuǎn)式塔式起重機塔身結(jié)構(gòu)比較輕便，回轉(zhuǎn)機構(gòu)裝設(shè)于下部，塔身可以轉(zhuǎn)動，一般采用整體拖運、自行架設(shè)方式，拆裝容易、轉(zhuǎn)場快。但底部轉(zhuǎn)臺和平衡臂的尺度較大，并要保證塔式起重機與建筑物至少600mm以上的安全距離。

2、小車變幅式塔式起重機是通過起重小車沿起重臂運行來實現(xiàn)變幅，稱之為小車變幅式或小車運行式，其起重臂始終處于水平位置，變幅小車懸掛于臂架下弦桿上，兩端分別與變幅卷揚機的鋼絲繩連接，依靠電機的轉(zhuǎn)動帶動卷揚機轉(zhuǎn)動并進(jìn)而使變幅小車運動。

動臂變幅式塔式起重機是通過改變起重臂的仰角運動進(jìn)行變幅的，幅度的改變是利用變幅卷揚機和變幅滑輪組系統(tǒng)來實現(xiàn)的。

3、塔頭式小車變幅式塔式起重機上部結(jié)構(gòu)主要由塔頭、回轉(zhuǎn)塔身（或上回轉(zhuǎn)平臺）、平衡臂、平衡臂拉桿、平衡重、起重臂及起重臂拉桿等組成，并通過鉸接連接。

平頭式小車變幅式塔式起重機其上部結(jié)構(gòu)主要包括平衡臂、平衡臂拉桿、平衡重、回轉(zhuǎn)塔身與T字架（或上回轉(zhuǎn)平臺與A字架）等，沒有傳統(tǒng)意義上的塔頭，取消了臂架拉桿，上部結(jié)構(gòu)形狀呈水平且均為剛性結(jié)構(gòu)。因無拉桿附加力和交變應(yīng)力的作用，側(cè)向腹桿的重量可減輕，提高了臂架鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。

4.一般當(dāng)建筑高度超過50m時，就需要依靠自身的專門裝置，增、減塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)或自行整體爬升的上回轉(zhuǎn)式塔式起重機。

這種塔式起重機的塔身依附在建筑物上，隨建筑物的升高而沿著層高逐漸爬升。自身附著式塔式起重機可分為外部附著式和內(nèi)部爬升式（簡稱內(nèi)爬式）兩種。

內(nèi)部爬升式塔式起重機的結(jié)構(gòu)和普通上回轉(zhuǎn)塔式起重機基本相同，只增加了一套爬升框（或一個爬升套架）和一套爬升機構(gòu)。內(nèi)爬式塔式起重機不占用建筑物外圍空間，其幅度可設(shè)計制造得小一些，起重能力相對設(shè)計得大一些，塔身可以做得較短，結(jié)構(gòu)較輕，造價較低，特別適用于城區(qū)改造工程。

其缺點是：司機在進(jìn)行吊裝時不能直接看到起吊過程，操作不便；施工結(jié)束后，解體比較費工費時；由于需要在屋頂上解體，因此建筑物的局部需要加強，使建筑物的造價增高，建筑施工復(fù)雜化。

5.固定式塔式起重機塔身固定不轉(zhuǎn)，安裝在整塊混凝土基礎(chǔ)上或裝設(shè)在條形或X形混凝土基礎(chǔ)上，既可用作內(nèi)爬式塔式起重機，也可用作附著式塔式起重機，只適用于高層建筑施工。

有的行走機構(gòu)的塔式起重機也叫移動式塔式起重機，可負(fù)載行駛，適用范圍較廣。但需要一個構(gòu)造復(fù)雜的行走機構(gòu)，造價較高，且因受到塔身剛度和穩(wěn)定性的影響，移動式塔式起重機的高度也有所限制。

（二）塔式起重機的特點、參數(shù)、基本構(gòu)造及原理

1.塔式起重機的特點

塔式起重機可以將構(gòu)件、設(shè)備或其他重物、材料準(zhǔn)確地吊運到建筑物的任一作業(yè)面，吊運的方式、速度優(yōu)于其他起重設(shè)備，各類物體均能便捷地吊裝就位，優(yōu)勢明顯。

2.塔式起重機的參數(shù)

塔式起重機的主參數(shù)是額定起重力矩，是額定起重量重力與其在設(shè)計確定的各種組合臂長中所能達(dá)到的工作幅度的乘積。此外，在使用中起重量、起升高度、起升速度、小車變幅速度、回轉(zhuǎn)速度、慢降速度等也是常用的必要參數(shù)。

3.塔式起重機的基本構(gòu)造及原理

分為金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)、驅(qū)動控制系統(tǒng)和安全防護(hù)裝置四個部分。

其中工作機構(gòu)是為實現(xiàn)塔式起重機不同的機械運動要求而設(shè)置的各種機械部分的總稱。（升降、變幅、回轉(zhuǎn)）

電動機通過聯(lián)軸器和減速器相連，減速器輸出軸上裝有卷筒。它通過鋼絲繩和安裝在塔身或塔頂上的導(dǎo)向滑輪及起重滑輪組與吊鉤相連。電動機工作時，卷筒將纏繞在其上的鋼絲繩卷進(jìn)或放出，通過滑輪組使懸掛于吊鉤上的物品起升或下降。當(dāng)電動機停止工作時，制動器通過彈簧力將制動輪剎住。

2）塔式起重機的變幅機構(gòu)

塔式起重機的變幅機構(gòu)按變幅方式，可分為小車變幅式和動臂變幅式兩種。

小車變幅式變幅機構(gòu)是通過移動小車來實現(xiàn)的，主要由電動機、減速器、卷筒、制動器和機架組成。

其優(yōu)點是：變幅時重物水平移動，給安裝工作帶來了方便，速度快，效率高，幅度有效利用大。它的缺點是吊臂承受壓、彎載荷共同作用，受力狀態(tài)不好，結(jié)構(gòu)自重較大。

3）塔式起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)

塔式起重機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)由回轉(zhuǎn)支承裝置和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置兩部分組成。

在實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動時，為塔式起重機回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)定、牢固的支承，并將回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給固定部分的裝置稱為回轉(zhuǎn)支承裝置。

驅(qū)動塔式起重機的回轉(zhuǎn)部分，使其相對塔式起重機的固定部分實現(xiàn)回轉(zhuǎn)的裝置稱為回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。

4）塔式起重機的液壓頂升機構(gòu)

塔式起重機的液壓頂升機構(gòu)用于上回轉(zhuǎn)自升式和下回轉(zhuǎn)自升式塔式起重機的頂升接高。

液壓缸設(shè)在塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)架內(nèi)的屬于頂升系統(tǒng)，液壓缸設(shè)在頂升套架一側(cè)的屬于側(cè)頂系統(tǒng)。

這兩種液壓頂升系統(tǒng)均由液壓泵、液壓缸、控制元件（平衡閥、換向閥）、液壓鎖、油箱、濾油器、管道和接頭等元件組成，其工作原理和塔身接高的頂升程序也基本相同。

4.塔式起重機的安全防護(hù)裝置

塔式起重機的安全防護(hù)裝置是防止誤操作和違章操作，避免由誤操作和違章操作所導(dǎo)致的嚴(yán)重后果。

塔式起重機的安全防護(hù)裝置可分為：限位開關(guān)（限位器）；超載荷保險器（超載斷電裝置）；緩沖止擋裝置；鋼絲繩防脫裝置；風(fēng)速計；緊急安全開關(guān)；安全保護(hù)音響信號。

（1）行程限位器

1）起升高度限位器。

用以防止吊鉤行程超越極限，以免碰壞起重機臂架和出現(xiàn)鋼絲繩亂繩現(xiàn)象。

2）回轉(zhuǎn)限位器。

用以限制塔式起重機的回轉(zhuǎn)角度，防止扭斷和損壞電纜。凡是不裝設(shè)集電環(huán)的塔式起重機，均應(yīng)配置回轉(zhuǎn)限位器。塔式起重機的幅度限位的限制范圍是1080°（即可旋轉(zhuǎn)三圈），并不具備限制起重臂的回轉(zhuǎn)角度的能力，而且根據(jù)塔式起重機的特性也不允許采用此種方法限制回轉(zhuǎn)范圍。

3）幅度限位器。

用以使小車在到達(dá)臂架頭部或臂架根端之前停車，防止小車越位事故的發(fā)生。

對于動臂變幅式塔式起重機，設(shè)置臂架低位置和臂架高位置的限位開關(guān)，用以防止俯仰變幅臂架在變幅過程中，由于誤操作而使臂架向上仰起過度，導(dǎo)致整個臂架向后翻倒事故。

4）行走限位器。

用以限制大車行走范圍，防止由于大車越位行走而造成的出軌倒塔事故。大車行走限位器分別由限位開關(guān)、搖臂和滾輪等組成。

（2）起重量限制器

起重量限制器又稱測力環(huán)。整個裝置由導(dǎo)向滑輪、測力環(huán)及限位開關(guān)等組成。

測力環(huán)的一端固定于支座上，另一端則固定在滑輪軸的一端軸伸上。滑輪受到鋼絲繩合力作用時，便將合力傳給測力環(huán)。根據(jù)起升載荷的大小，滑輪所傳來的力大小不同。當(dāng)荷載超過額定起重量時，測力環(huán)外殼便產(chǎn)生變形。測力環(huán)內(nèi)的金屬片與測力環(huán)殼體固接，并隨亮體受力變形而延伸。此時，金屬片起到凸輪作用壓迫觸頭切斷起升機構(gòu)的電源。

（3）力矩限制器

力矩限制器大都裝設(shè)在塔頂結(jié)構(gòu)的主弦桿上。它由調(diào)節(jié)螺母、螺釘、限位開關(guān)及變形作用放大桿等組成。

其工作原理如下：塔式起重機負(fù)載時，塔頂結(jié)構(gòu)主弦桿便會因負(fù)載而產(chǎn)生變形。當(dāng)荷載過大超過額定值時，主弦桿就產(chǎn)生顯著變形。此變形通過放大桿的作用而使螺釘壓迫限位開關(guān)觸頭的壓鍵，從而切斷起升機構(gòu)的電源。

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