如何选购塔式起重机

1、导 购P roducts塔式起重机(以下简称塔机塔身高,能满足建筑物垂直运输的全高度,且起重臂较长,水平覆盖面(即有效作业面广,能满足建筑施工中垂直与水平运输的要求,生产效率高。塔机已成为现代建筑施工中不可缺少的重要起重吊装机械,它也是衡量一个建筑工程公司装备实力的重要标志。我国塔机行业从无到有,从小到大,逐步形成了较为完整的体系,是我国增幅最快的工程机械行业之一,特别是改革开放以来,塔机制造业得到了迅速发展,与发达国家的差距已大为缩小,并已成为生产和使用大国,但在总体结构、性能和质量等方面与国外相比还存在一定差距。为了满足建筑工程充满竞争意识的招标制度及实际施工中的要求,承担工程施工的建筑公

2、司及设备租赁单位均需要购置塔机。面对国内外生产的各种型号塔机,如何做到正确选购,是一个重要、也是较难决策的问题。笔者根据多年的工作经验,谈谈如何正确选购塔机。塔机的分类及型号塔式起重机的分类方式很多,但常用的分类方式是按回转和变幅方式的不同进行分类,按回转方式的不同可将塔式起重机分为上回转式和下回转式。上回转塔式起重机的优点是可实现大起升高度作业,而且变幅形式可以分为水平变幅和动臂变幅。动臂变幅的特点是作业半径比较灵活,受作业范围内建构筑物的影响小,一般如何选购塔式起重机 龚春明 深圳市特种设备安全检验研究院 朱森林 湖南省第六工程有限公司物资公司塔式起重机的分类方式很多,但常用的分类方式是按

3、回转和变幅方式的不同进行分类,按回转方式的不同可将塔式起重机分为上回转式和下回 转式情况下可实现全圆面作业;缺点是变幅速度较慢,而且有的塔式起重机不允许带载变幅。水平变幅的上回转塔式起重机变幅速度快,可实现带载变幅;缺点是由于其回转半径固定不变,在实际的使用中往往受到周边建筑物的影响,使其作业面受到限制而达不到全圆面作业。随着内爬式和平头式塔式起重机的发展,水平变幅塔机这一缺陷的影响减小了很多。平头塔机的特点是安装和拆除作业相对灵活,结构简洁,受力分析清晰。在塔机群作业时,能够避免塔机之间的相互干扰,使塔机的作业效率大大提高。平头塔机在我国的发展较晚,对钢结构制造和材质要求高,目前我国一些大的

4、塔机制造厂争相开发平头塔机,就是看到了平头塔机的巨大市场前景。下回转塔式起重机的突出优点是塔机的重心低,抗倾覆稳定性好,但是起升高度受到一定的限制,一般只用于低层和多层建筑施工。我国塔机的型号规格较为杂乱,选购前首先应弄清塔机型号代表的意义,应做到一看型号就大体知道其主要性能参数应该达到什么指标,并能在各种型号或相近型号的机型中进行比较,从而判别出该产品性能及是否满足自己将来的使用要求。对于塔机的分类,还没有惟一性的统一标准。1941年,德国公布了有关塔机的工业标准DIN8670,在该标准中规定以吊载质量和幅度的乘积(tm,即起重力矩来表示塔机的起重能力,该标准也被国际上所接受且一直沿用至今。

5、我国在J G/T503793塔式起重机分类标准中,是以塔机公称起重力矩来标称塔机型号的,即以起重臂为基本臂长时最大工作幅度与相应额定起吊质量的乘积进行标注(见图1。塔式起重机代号是Q T;特征代号强调有什么特征,快装用K,自升用Z,固定用G,下回转用X。如中联QTZ80H型塔机的起重力矩为80tm,型式为自装式。这种型号编制方法只表明起重力矩,并不能清楚表示一台塔机工作幅度到底是多大,在最大幅度处起吊质量是多少,所以出现了另外一种新的型号标注方法,即用最大臂长和最大幅度处能吊起的质量2个主参数来标注塔机的起重性能(见图2。如中联QTZ80H型塔机起重力矩为80tm,又可标记为TC5613。一般

6、的塔机在臂长超过基本臂长后,由于小车和吊钩质量所占用的无用力矩,其臂端部吊荷的额定质量稍少一点,如上述塔机,有心人马上可算出:56×1.3=72.8tm<80tm,这是不是说明该塔机达不到80tm的起重力矩呢?答案是否定的,因实际上该塔机装56m臂长时,在基本臂长度35m处允许起吊质量为2.55t,其真正的公称起重力矩是35×2.55=89.25tm>80tm。平头塔机的特点是安装和拆除作业相对灵活,结构简洁,受力分析清晰。在塔机群作业时,能够避免塔机之间的相互干扰,使塔机的作业效率大大提高 该处可吊13 k·N质量最大幅度 56mT C5613英文起

7、重机(crane的第一个字母英文塔(tower的第一个字母图2 塔机型号标注方法2塔式起重机的选型从塔式起重机的发展历程和分类就能看出,其类型繁多,各有特点。因此要选一台真正适合企业需要的塔式起重机并非一件易事,所以在设备采购时,设备的选型就显得尤为重要。塔机作为生产设备的一种,其选型也遵守一般的原则,即生产上适用,技术上先进,经济上合理,塔机的选型分为两个层面和三个阶段。根据分析的对象不同,塔机的选型分为工程项目塔机选型和企业内部塔机购置选型。根据工程项目的塔机选型主要有以下几个因素需要考虑:一是工程导 购P roducts项目施工过程中的最大构件的质量及最大构件起吊点和就位点;二是工程项目

8、的作业面积和塔机的基础位置;三是主要材料、周转材料用量及其起吊、就位点;四是工程项目的最大施工高度。以上4个方面是确定塔机的最大起吊质量、额定起重力矩、最大幅度、起升高度4个主参数的主要因素。在4个主参数确定之后,就可针对不同型式的塔机进行比对优选,比对优选时还要注意以下几个问题:一是在建工程周边建筑物和供电线路对塔机作业的影响,如塔机的回转半径和作业面是否受到限制。二是塔机基础的施工是否受到限制,如工程基础大开挖时对塔机基础的影响。三是附着、内爬塔机的附着固定点是否受到限制,尤其是存在附着塔机往往会出现附着点布置不合理,须加工制作非标附着杆件或在建筑物上构筑附着点的情况。四是多台塔机同时作业

9、时是否互相干扰,对于水平小车变幅的塔机更应该注意这一点,否则会使塔机的利用率大大降低。五是是否有利于塔机的拆除作业。就一般而论,塔机的拆除作业要比安装作业难度大得多,因塔机的安装作业一般在工程项目的基础施工阶段或者更早,此时塔机安装作业面开阔,便于汽车起重机灵活移位,起重臂等超长构件有足够的起吊空间;而塔机拆除作业由于受到在建工程项目的影响,往往是作业面狭小,汽车起重机无法很好就位,超长构件无合适的落放点等困难的作业条件。针对于企业设备采购的塔机选型按设备管理学的理论,设备采购属于设备管理前期阶段的重点,对设备后期管理有很大的影响,因此不能简单地看待设备的采购,而应引入全寿命周期的设备管理理论

10、,系统地看待设备的采购、使用、维护保养及报废。基于企业自身发展方面的塔机选型要考虑以下几个方面。结合企业自身的发展规划 为了使企业的资金使用效益最大化,设备采购可以从以下几个方面来考虑:一是未来510年企业的施工产值增长率及经营策略;二是未来5年企业的盈利能力和还贷能力;三是目前企业塔机的利用率;四是企业塔机的新度系数和塔机的报废情况;五是企业塔机类型分布;六是企业承担的建筑体系、施工工艺和施工机械化的发展目标;七是具有综合机械化组合关系的机械之间合理的配套关系,包括技术性能,工艺等性能之间的匹配关系。一般情况下,对于大型综合类施工企业,在塔机选型时,应注意企业主要机型与特殊机型的合理搭配,大

11、、中型塔机与小型塔机的合理搭配,对于施工类型比较单一的专业化施工企业则没有必要考虑以上两种因素。企业装备结构是否合理,直接影响企业的施工产值和经济效益,影响企业的市场竞争力。施工企业在不考虑外租施工机械的情况从塔式起重机的发展历程和分类就能看出,其类型繁多,各有特点。因此要选一台真正适合企业需要的塔式起重机并非一件易事,所以在设备采购时,设备的选型 就显得尤为重要定的前瞻性。一台塔机的技术寿命少说也要十 几年,而我国这几年也加大了对机电产品技术标准的更新力度,国务院新颁特种设备安全监察条例已把节能技术的创新和应用列入其中,而塔机在这几年的安全事故中所暴露出的设备老化、质量缺陷、使用人员违章操作

12、等问题必将引起监管层的重视。限制生产技术落后的塔机,淘汰技术落后的塔机只是时间问题,因此企业在选购塔机时,决不能忽略塔机的质量和发展方向。针对塔机的工作性能进行选型三大传动机构 塔机的起升、回转、变幅三大传动机构是其主要的功能执行机构,其性能直接关系到整机的工作质量。在塔机的使用中,对此三大传动机构最迫切的要求是其运转的平稳性和可靠性。平稳性表现在其传动机构的调速范围。我们知道,交流电机本身的调速范围是很小的。而三大机构中特别是起升机构,它既要满足送料时的快速高效率,又要满足安装时的慢就位,其调速的范围相当大,一般从小于5m/s到大于80m/s,加上其电机功率大,故在其运转启动或变极切换速度时

13、,往往会给电网带来很大的电流冲击,出现跳闸断电或烧坏电器件而无法正常工作。为解决这一问题,塔机的各传动机构均设制了专门的调速系统。塔机的起升机构大致有以下几种方式:绕线电机串接可变电阻,配以不同形式的减速器(减速器内电磁离合器换挡调速。双速绕线电机带涡流制动器调速。双电动机差动减速器调速。可控硅调压调速。调频调速。前3种为有级调速,后2种为无级调速。无级调速技术水平高而且电流冲击小,但成本相对高,对电网及环境使用质量要求也高,故购机时要多方考虑。工作幅度 当前国内的建筑市场多使用水平吊臂类的中、小型塔机,其工作幅度是考虑的一个重要因素。比如现在国内使用较多的QTZ80型塔机,有TC4020、T

14、C4516、TC5014和TC5613多个规格,TC4516比TC5613的工作幅度相差了11m,虽然价格较低,但工作覆盖下,其完成的施工产值和其拥有的设备能力之间的关系可用图3表示,如考虑外租机械,则产值增长曲线始终高于设备发展曲线。结合企业自身及租赁市场塔机的类型 塔式起重机不同于其他的工程机械,除了其必须的基本部件外,还有可更换的通用部件,如塔身标准节、套架、附着部件、塔机行走底架及行走台车、配重等,而且这些部件在塔机的购置成本中所占的比重并不小,如果选择同一型号的塔机,就可节省部分可更换部件的购置费用,即使企业自身没有该型号的塔机,也应考虑租赁市场上的塔机型号。现在成熟的塔机租赁市场,

15、不仅限于塔机整机的出租,而且塔机标准节、塔机活动基础等都有出租。结合国家产业政策的调整 在选购塔机时,要选购符合国家产业政策、技术上先进可靠、经济上合理、且有利于环境保护和节能降耗的产品。目前,我国塔机性能基本处于20世纪90年代的机械水平,可靠性较差,机械、电器故障率较高,与现代国外智能化、数字化控制技术还有很大差距。代表当代塔机技术性能的全无极调速、PLC控制在发达国家中已十分普及,而在我国只有2%的份额;发达国家已批量生产运行状态实现了全参数监控与故障诊断的智能型塔机,而我国目前刚刚启动。但是这代表了塔机的发展方向,在购置塔机时要有一塔机的起升、回转、变幅三大传动机构是其主要的功能执行机

16、构,其性能直接关系到整机的工作质量。在塔机的使用中,对此三大传动机构最迫切的要求是其运转的平稳性和可靠性导 购P roducts面大大降低。因此,应在满足同一最大起吊质量的前提下,选择工作幅度最大的塔机。独立式工作高度 这在标准中有最低的规定,一般厂家会提供。对于附着式工作高度,因不是主参数,可通过附着去改变,但其起升机构的最大容绳量会对高度有限制,故对承担超高层建筑施工的用户,选购时需引起注意。电器控制系统 在塔机使用过程中电气系统的故障占总故障的70%,选购时要从电器元件、联动控制台、系统设计、操作方式和安全装置几方面进行考察。塔机的电器元件工作环境差,应选用性能优良的接触器、继电器,如L

17、C1-D系列、BK系列;联动操作台要选择专业厂家生产的,以保证通断性能稳定;完善的系统设计应有可靠的自保护功能,这方面应找熟悉产品的专业人士进行询问;塔机的操作方式有转换开关、联动控制台、PLC控制和工业遥控器几种,PLC控制方式可靠性高,应优先选用,工业遥控器国内塔机还很少见,建议用户谨慎选择;标准规定塔机应装有起重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限制器、幅度限制器、回转限制器等,用户应优先选择安装知名品牌安全装置的塔机。部分塔机还安装了安全监视显示保护装置,这对提高安全性能有很大帮助,因此值得重点关注。通过以上几个方面的分析,可初步选定塔机的基本型式,然后再在同形式或同性能的塔机中选择质

18、量优良、技术先进、价格合理的塔机。塔机选型采购3个阶段市场调研阶段 即塔机的预选阶段。购置机电设备是一门专业技术性很强的工作,塔机属大型施工设备,购置价值从十几万到几百万不等,而且塔机的质量在很大程度上决定着使用安全,所以不同于一般的材料采购。企业一定要选用合适的技术人员进行市场调研,而市场调研的首选单位应是待选塔机的使用单位,这样会很快地了解到该塔机的优缺点和生产厂家的售后服务情况,在对使用单位调查的基础之上,对用户反映的问题甄别之后,可以初步选定几个生产厂家作为考察对象。通过以上几个方面的分析,可初步选定塔机的基本形式,然后再在同形式或同性能的塔机中选择质量优良、技术先进、价格 合理的塔机

19、生产厂家的考察阶段 即塔机的细选阶 段。塔机考察时应重点关注以下几个方面： 一是塔机生产厂家的质量管理体系是否完善， 塔机的生产过程是否严格按照质量管理体系的 要求进行；二是塔机生产厂家是否有合理完善 的工艺流程，工装设计是否先进，除了主要零 部件外，非主要零部件，如塔机护栏、走台、 爬梯等是否存在加工图纸粗放、手工制作成分 大、部件互换性差的情况；三是塔机生产厂家 是否有足够的专业技术人员和技术工人，塔机 的关键部件和主要质量控制点是否有专业技术 人员把关，关键部件的机加工和焊接工人是否 有相应的资格或技术。四是塔机生产厂家是否 有先进的机械加工和焊接设备、如喷砂等形式 除锈设备、喷漆防腐设

20、备，特殊焊接和切割设 备；五是塔机生产厂家外购件的品质是否优 良，如电气元件、液压元件以及起升、回转、 变幅、行走等动力机构；六是塔机生产厂家是 否有研发能力或与研发机构建立合作关系；七 是塔机生产厂家对用户意见的处理方式。 购置合同的签订 即设备的选定。在与塔机 生产厂家就价格、优惠条件、交货期限、售后 服务进行初步谈判后，应对待购塔机进行进一 步的技术经济分析，如技术、经济分析合理， 就可与塔机生产厂签订购置合同。 方案1与方案2的比较 工程案例 下面以工程案例说明针对于工程项目的塔 机选购。如图所示施工平面图，假设技术人员 依据上面所述工程项目塔机选型因素，初步拟 定了套购置方案，套方案

21、中的塔机均能满足 最大起吊质量、额定起重力矩、最大幅度、起 升高度个要求。方案：购置型轨道 行走式塔机，其幅度，安装于在建工程主 楼南面约的轨道上。方案：购置 型塔机，固定式基础安装，其幅度，安装 于在建工程主楼南面中心轴线上。方案：购置 型塔机，其幅度为，安装于在建工 程主楼北面中心轴线上。方案：购置型 塔机，其幅度为，安装于在建工程主楼北面 长轨道上。 两方案中型和型为最新研 发产品，主要优点为臂长比以前塔机分别增长 和，而臂端起吊质量基本未变，分别为 和（钢丝绳倍率），主要用于大面 积单体建筑的施工，不同之处在于 为 行走式，有十字梁底架及行走机构，可安装于 轨道上行走，而为固定式，只能

22、固定安 装，二者相比，在购置价格上 要高于 ；但在使用方面，要更方便， 它可通过大车的行走使塔机覆盖整个主楼和附 楼作业面、部分钢筋加工区以及混凝土现场搅 拌场地和木工区。由图可计算出型塔机 主要在幅度范围内作业，最小起吊质量可 达。因其通过增加压重等方式也可固定于 轨道上，故在附楼施工结束后可固定于 2010.02 CM&M 工程机械与维修 141 Products 导 购 些，这又会给附着带来不便，要在此高度拆除 塔机，一是采用大幅度、大起吊质量的汽车起 重机，二是非常规拆除，这都会增加塔机的拆 除费用，而且比较危险。方案中为 型 塔机，因其为行走式，通过大车的行走可覆盖 所有的作业面。由于大、小车都可以移动，使 起吊作业十分便利，其最大的特点是重载可通 过大车行走减小起吊幅度，从而实现最大程度 上的满载率（在附楼施工期间）。通过计算可 知，作业面基本在幅度范围内，最 小起吊质量可达（），而且可