塔式起重机基础知识讲稿

1、塔式起重机基础知识讲稿塔式起重机基础知识塔式起重机基础知识一、国内外塔式起重机的发展概况一、国内外塔式起重机的发展概况（一）国外概况（一）国外概况19001900年年第一项有关塔式起重机的专利诞生。（西欧）第一项有关塔式起重机的专利诞生。（西欧）19051905年年出现了第一台塔身固定的，有臂架的原始塔机。出现了第一台塔身固定的，有臂架的原始塔机。19231923年年出现了第一台较完整的近代塔机。出现了第一台较完整的近代塔机。19301930年年德国开始批量生产塔机，用于建筑施工。德国开始批量生产塔机，用于建筑施工。19411941年年第一部塔机标准第一部塔机标准德国工业标准德国工业标准867

2、08670公布了，首次正式规定公布了，首次正式规定tmtm起重力矩表示塔机起重力矩表示塔机的起重能力。的起重能力。19461946年年19791979年年二战以后，随着战后重建和经济发展，塔机在西方工业化国家高速发展二战以后，随着战后重建和经济发展，塔机在西方工业化国家高速发展19801980年至今年至今受建筑市场的影响，发展低迷。受建筑市场的影响，发展低迷。（二）中国情况（二）中国情况19531953年年从原民主德国引进从原民主德国引进“建筑师建筑师I”I”型塔机型塔机19541954年年在抚顺试制成功第一台在抚顺试制成功第一台2-62-6型塔机型塔机19541954年年19791979年年

3、低水平慢速发展低水平慢速发展19801980年年19891989年年较快发展（改革开放的结果：生产厂家几十家）较快发展（改革开放的结果：生产厂家几十家）19911991年年19991999年年快速发展（厂家增加，产量增加，标准化建设加快，研发能力提高，对制造快速发展（厂家增加，产量增加，标准化建设加快，研发能力提高，对制造业实行生产许可，对安装实行资格许可，对使用实行监督检验许可，开始规范管理，生产厂家百余业实行生产许可，对安装实行资格许可，对使用实行监督检验许可，开始规范管理，生产厂家百余家）家）20002000年至今年至今火（经济火火（经济火房地产业火房地产业火建筑业火建筑业火厂家大量增加

4、（厂家大量增加（500500余家）余家）产量产量巨增（出现了一个建筑工地几十台塔机作业的火热景象）巨增（出现了一个建筑工地几十台塔机作业的火热景象）事故频发！事故频发！（三）我国塔机标准化建设情况（三）我国塔机标准化建设情况有关塔机的技术标准，迄今已颁布施行的有：有关塔机的技术标准，迄今已颁布施行的有：5037 5037 塔式起重机分类塔式起重机分类9462 9462 塔式起重机技术条件塔式起重机技术条件54 54 塔式起重机司机室技术条件塔式起重机司机室技术条件53 53 塔式起重机车轮技术条件塔式起重机车轮技术条件89 89 起重设备、吊钩防脱棘爪的设计要求起重设备、吊钩防脱棘爪的设计要求

5、72 72 塔式起重机用限矩型液力偶合器塔式起重机用限矩型液力偶合器5111 长期堵转力矩电动机式电缆卷筒13752 塔式起重机设计规范5112 塔式起重机钢结构制造与检验5031 塔式起重机性能试验17806 塔式起重机可靠性试验方法17807 塔式起重机结构试验方法100 塔式起重机操作使用规程5144 塔式起重机安全规程我国标准分类：我国标准分类：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准国家标准、行业标准、地方标准、企业标准标准的性质分为：强制性标准、推荐性标准标准的性质分为：强制性标准、推荐性标准二、塔机的分类、组成、和参数二、塔机的分类、组成、和参数（一）名称由来（一）名称由来英文名称

6、英文名称(塔塔) ) （起重机），名称因该类起重机的外型象（起重机），名称因该类起重机的外型象“塔塔”而来！而来！（二）主要用途（二）主要用途主要用于起升高度大，作业半径大的工业、民用建筑施工，以及电站、水利、港口、造船等施工作主要用于起升高度大，作业半径大的工业、民用建筑施工，以及电站、水利、港口、造船等施工作业。业。（三）分类（三）分类上回转塔机上回转塔机下回转塔机下回转塔机（1 1）小车变幅式）小车变幅式（2 2）动臂变幅式）动臂变幅式（1 1）快速安装式（下回转式）快速安装式（下回转式）（2 2）非快速安装式（上回转式）非快速安装式（上回转式）（1 1）固定式）固定式（2 2）轨行式）

7、轨行式（1 1）自升式）自升式（2 2）固定高度（基本已淘汰）固定高度（基本已淘汰）自升式自升式 （1 1）附着式）附着式 （2 2）内爬式）内爬式（四）塔机参数（四）塔机参数基本参数及定义基本参数及定义塔机参数包括基本参数及主参数。基本参数共塔机参数包括基本参数及主参数。基本参数共1 1项，其名称及定义示于表项，其名称及定义示于表1.1.表表1 1 塔机基本参数及定义（据塔机基本参数及定义（据5031-19945031-1994）名词术语定义1.幅度2.起升高度3.额定起升载荷4.轴距5.轮距6.起重机重量塔机空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离.空载时，对轨道式塔机，是吊钩内最低

8、点到轨顶面的距离；对其他型式起重机，则为吊钩内最低点到支承面的距离。在规定幅度时的最大起升载荷，包括物品、取物装置（吊梁、抓斗、起重电磁铁等）的重量同一侧行走轮的轴心线或一组行走轮中心线之间的距离同一轴心线左右两个行走轮或左右两侧行走轮组、轮胎或轮胎组中心径向平面间的距离包括平衡重、压重和整机重7.7.尾部回转半径尾部回转半径8.8.额定起升速度额定起升速度9.9.额定回转速度额定回转速度10.10.最低稳定速度最低稳定速度1111工作级别工作级别回转中心线至平衡重或平衡臂端部最大距离在额定起升载荷时，对于一定的卷筒卷绕外层钢丝绳中心直径、变速挡位、滑轮组倍率和电动机额定工况所能达到的最大稳定

9、起升速度。如不指明钢丝绳在卷筒上的卷绕层数，既按最外层钢丝绳中心计算和测量带着额定起升载荷回转时的最大稳定转速为了起升载荷安装就位的需要，起重机起升机构所具备的最小速度分为最大独立起升高度、最大工作幅度（标准臂长）、最大额定起重量最大独立起升高度、最大工作幅度（标准臂长）、最大额定起重量主参数主参数公称起重力矩公称起重力矩所谓公称起重力矩是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应额定起重量重力的乘积。所谓公称起重力矩是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应额定起重量重力的乘积。主参数系列见表主参数系列见表2 2。表表2 2 塔机主参数系列（塔机主参数系列（mm）公称起重力矩100160200250315

10、400500600800100012501600200025003150400050006300（五）塔机的组成（五）塔机的组成按作用和工作性质区分，塔式起重机一般由下列部分组成：由底架、塔身、回转支座、塔顶、平衡臂、吊臂、司机室、梯子与平台、顶升套架和横梁部分组成。由起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、液压机构等部分组成。由电源、电线与电缆、控制与保护、电动机等部分组成。由超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓冲器、应急装置、非工作状态安全装置、环境危害预防装置等部分组成。由配重与压重、基础与轨道、拖运装置、附着框架及连杆、内爬框架、排绳与拖绳装置、电缆卷筒、由配重与压重、基础与

11、轨道、拖运装置、附着框架及连杆、内爬框架、排绳与拖绳装置、电缆卷筒、检修装置等部分组成。检修装置等部分组成。这些组成部分中，这些组成部分中，1 1、2 2、3 3、4 4中的大部分是任何类型的塔式起重机都必须具备的中的大部分是任何类型的塔式起重机都必须具备的5 5的部分，则因塔式起的部分，则因塔式起重机的类型和用途不同而配置。而且其中的有些部分应由用户自行准备，如配重、压重、轨道、重机的类型和用途不同而配置。而且其中的有些部分应由用户自行准备，如配重、压重、轨道、基础、附着连杆等。基础、附着连杆等。各组成部分由于其作用、性质、形式不同，在设计、制造、检验、维护等方面均有不同特点和要求。各组成部

12、分由于其作用、性质、形式不同，在设计、制造、检验、维护等方面均有不同特点和要求。（六）塔机起重量特性曲线的确定原则（六）塔机起重量特性曲线的确定原则1.1.起重量特性曲性的确定原则起重量特性曲性的确定原则* * 塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，可由下列因素控制：塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，可由下列因素控制：1)1)起升系统强度，如起升电机、制动器、卷筒与钢丝绳、吊钩等；起升系统强度，如起升电机、制动器、卷筒与钢丝绳、吊钩等；2)2)结构强度、刚度、稳定性；结构强度、刚度、稳定性；3)3)整机抗翻稳定性；整机抗翻稳定性；4)4)最大安全工作载荷；最大安全工作载荷；5)5)起重力矩限制

13、器控制的设定值（实际曲线）。起重力矩限制器控制的设定值（实际曲线）。QQ QRmaRmaxR RmaxmaxRL（最大额定起重量对应的有效工作幅度）Q QmaxmaxO2.2.影响起重量特性曲线相关的具体因素和影响情况影响起重量特性曲线相关的具体因素和影响情况* *（1 1）变幅小车、吊钩滑轮组、钢丝绳的自重）变幅小车、吊钩滑轮组、钢丝绳的自重q q（曲线下移）（曲线下移）（2 2）臂架的长度（增长）臂架的长度（增长下移）下移）（3 3）起升绳倍率和变幅小车型式（）起升绳倍率和变幅小车型式（4 4倍率较倍率较2 2倍率倍率下移）下移）（4 4）起升高度（高度增加）起升高度（高度增加下移）下移）

14、（5 5）起重力矩限制器（远点一致，近点上移）起重力矩限制器（远点一致，近点上移）（R Rd d）q qd d 对（对（R Rd d）的影响情况）的影响情况, ,使使R R减小而减小而Q Q增大！增大！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m）（七）塔机型号的编制方法（七）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。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。根据专业标准根据专业标准0400804008建筑机械与设备产品型号编制方法建筑机械与设备产品型号编制方法的规

15、定，我过塔式起重机的型号编制图示如下：的规定，我过塔式起重机的型号编制图示如下： 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；特征代号看你强调什么特征，如快装式用K，自升式用Z，固定式用G，下回转用X等等。例如：400代表起重力矩400m的快装式塔机。800B代表起重力矩800m的自升式塔机，第二次改型设计。三、塔机的金属结构三、塔机的金属结构塔式起重机的结构部分包括底架、塔身、回转支座、塔顶、臂架、平衡臂、通道和平台、司机室等塔式起重机的结构部分包括底架、塔身、回转支座、塔顶、臂架、平衡臂、通道和平台、司机室等主要材料采用机械性能高、工艺性好的轧制钢材，如主要材

16、料采用机械性能高、工艺性好的轧制钢材，如700700中的中的Q235BQ235B、Q235CQ235C，30773077中的中的Q345Q345（1616）；）；是主要连接方法，销轴和螺栓连接则用于为方便运办理与安装的可拆部位。是主要连接方法，销轴和螺栓连接则用于为方便运办理与安装的可拆部位。由于塔式起重机一般在户外露天使用，一般规定环境温度为由于塔式起重机一般在户外露天使用，一般规定环境温度为-20-20+40+40，并且承受雨、雪、大气等，并且承受雨、雪、大气等的侵蚀。因此，在选择材料、焊接设计时要保证良好的抗低温脆断性，具有可靠的冲击韧性保证；的侵蚀。因此，在选择材料、焊接设计时要保证良

17、好的抗低温脆断性，具有可靠的冲击韧性保证；在抗腐蚀、避免结冰膨胀破坏方面，都要采取相应措施。在抗腐蚀、避免结冰膨胀破坏方面，都要采取相应措施。（一）底架（一）底架底架是塔式起得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，也可底架是塔式起得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。一般有下述几种形式：以安装在地面基础上。一般有下述几种形式：（1 1）X X型大型塔式起重机往往采用，特点是重量较轻，受力明确；型大型塔式起重机往往采用，特点是重量较轻，受力明确；（2 2）字型中小型塔式起重机多用此型，制造简单；）字型中小型塔式

18、起重机多用此型，制造简单；（3 3）带有可折叠的支腿型用于下回转的快速安装型塔式起重机，方便于整体拖运；）带有可折叠的支腿型用于下回转的快速安装型塔式起重机，方便于整体拖运；（4 4）轨距可变拖型适用于弯轨运行的行走式塔式起重机；）轨距可变拖型适用于弯轨运行的行走式塔式起重机；（5 5）双）双W W型这是国外大型塔式起重机较新的结构，例如型这是国外大型塔式起重机较新的结构，例如H30/23CH30/23C、900900等，杆件长度小，便于等，杆件长度小，便于运输与贮存；运输与贮存；（6 6）门座型这是造船与港口塔式起重机所必须的形式，跨度大、净空高，轮压小，可满足船）门座型这是造船与港口塔式起

19、重机所必须的形式，跨度大、净空高，轮压小，可满足船只、码头上运办理车辆从中通过。只、码头上运办理车辆从中通过。对下回转的塔式起重机，底架上安装有回转支承；对上回转的，底架上部与塔身连接。底架经常要留有安装和固定压重、电缆卷筒的位置和装置。（二）塔身（二）塔身大多数塔式起重机的塔身都是空间桁架结构，对上回转塔式起重机来说，塔身是不回转的；大多数塔式起重机的塔身都是空间桁架结构，对上回转塔式起重机来说，塔身是不回转的；对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，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、其区别是前者主肢在回转一周

20、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校核都十分重要。弯、扭转、剪切载荷作用，强度、刚度、稳定及抗疲劳能力的校核都十分重要。对可接高的塔身，可分为带有套架、侧面顶升，及内外伸缩塔身，中心顶升的两种型式。对可接高的塔身，可分为带有套架、侧面顶升，及内外伸缩塔身，中心顶升的两种型式。塔身节的制造精度必须稳定，保证在同一型号塔式起重机中绝对互换。塔身节的连接，主要有高强度螺栓、抗剪螺栓、横向销轴、瓦套连接等。塔身节的连接，主要有高强度螺栓、抗剪螺栓、横向销轴、瓦套连接等。高强螺栓高强螺栓横向销轴横向销轴瓦套连接瓦套连接高强度螺栓介

21、绍：高强度螺栓介绍：1.1.标准：标准：9098.19098.1紧固件机械性质紧固件机械性质 螺栓、螺钉和螺母螺栓、螺钉和螺母12311231钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件5057.405057.40建筑机械与设备建筑机械与设备 高强度紧固件技术要求高强度紧固件技术要求b.b.各类高强度螺母的性能等级为各类高强度螺母的性能等级为8 8、9 9、1010、1212c.c.各类高强度垫圈的性能等级为各类高强度垫圈的性能等级为300300（维氏硬度）。（维氏硬度）。1010表示螺栓材质公称拉力强度（表示螺栓材质公称拉力强度（bb）为）为100

22、01000级。级。 99表示螺栓材质屈比值为表示螺栓材质屈比值为0.90.9。螺栓材质的公称屈服强度达螺栓材质的公称屈服强度达10001000* *0.9=9000.9=900级级机械性能性能等级8.89.810.912.9抗拉强度b2公称8009001000120083090010401220屈服强度0.22公称64072090010806607209401100b.螺母：10表示公称抗拉强度b的1/100。有中碳钢和中碳合金钢：12.935 40 4210.920 35 40 458.845 35 40 40B对材料没有严格限制，要求保证机械性能。在螺栓头部的顶面或侧面，螺母的侧面打上性能

23、等级及制造厂标志。在螺栓头部的顶面或侧面，螺母的侧面打上性能等级及制造厂标志。毛胚锻打，螺纹采用滚压法或切削法毛胚锻打，螺纹采用滚压法或切削法+ +热处理热处理+ +表面处理。表面处理。7 7试验（楔负载强度数值为试验（楔负载强度数值为）栓头或根部不允许有裂纹。栓头或根部不允许有裂纹。只允许在螺纹或螺纹与杆部交接处断裂。只允许在螺纹或螺纹与杆部交接处断裂。8.8.预紧力及预紧力距。预紧力及预紧力距。高强度螺栓的连接，必须采用大预紧力，一般预紧应力应为该螺栓材料的屈服强度的高强度螺栓的连接，必须采用大预紧力，一般预紧应力应为该螺栓材料的屈服强度的0.6-0.70.6-0.7倍。倍。预紧力和预紧力

24、距值性能等级8.810.912.90.26409001080螺栓直径d预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩c预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩c预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩cmNNmNmNNmNmNNmNm2011400041037016000058052019200069062030262000145013003680002000180044200024002100注：连接板面要预处理，不刷防锈漆，表面不要锈蚀。b b采用两个相同的双螺母防松。采用两个相同的双螺母防松。C C定期检查预紧力矩防松。定期检查预紧力矩防松。 第一次安装后使用第一次安装后使用100h100h之后普遍检查拧紧，以后每使用之后

25、普遍检查拧紧，以后每使用500h500h拧紧一次。拧紧一次。b b制造厂应以批为单位提供质保书。内容包括：制造厂应以批为单位提供质保书。内容包括： a)a)规格、数量规格、数量 b)b)性能等级性能等级 c)材料、炉号、化学成分 d)机械性能测试数据 e)检验日期 不超过两次，重复使用时应经严格的检查。 脆断疲劳断裂（三）回转支座（三）回转支座一般由回转平台、回转支承、固定支座（或为底架）组成。其中，回转支承为具有较大滚道直径、座圈断面相一般由回转平台、回转支承、固定支座（或为底架）组成。其中，回转支承为具有较大滚道直径、座圈断面相对较小、回转速度较低，可以承受较大的倾翻力矩和轴向力、径向力的

26、大型带齿的滚动轴承。通常由高强度螺对较小、回转速度较低，可以承受较大的倾翻力矩和轴向力、径向力的大型带齿的滚动轴承。通常由高强度螺栓与回转固定部份分别连接，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，都栓与回转固定部份分别连接，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。要在安装时施加一定的预紧力。（四）塔顶（四）塔顶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。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。对上回转的塔式起重机，刚性

27、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。强度、刚度、稳定性要求。刚性塔顶刚性塔顶受弯矩、压力、剪切作用！受弯矩、压力、剪切作用！可摆动塔顶可摆动塔顶受压力载荷作用！（轴心受压）受压力载荷作用！（轴心受压）（五）平衡臂（五）平衡臂平衡臂的作用：（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

28、撑杆时，平衡臂还要对塔顶撑杆起支持作用；在采用固定塔顶时，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；（4）平衡臂上可安装风帆标牌，调节逆风面积，保证非工作状态时尾吹风。平衡臂一般可分为：（1）和塔身活动铰接连接，用于固定塔顶，大多采用实腹型钢作主梁；受压力载荷作用！（轴心受压）（2）和塔身刚性固定连接，用于可摆动塔顶，大多采用空间桁架梁，截面和自重都较活动铰接为大。受弯矩、压力、剪切作用！（六）吊臂（六）吊臂吊臂可分为两类：吊臂可分为两类：动臂变幅式动臂变幅式小车水平变幅式小车水平变幅式伸缩式小车变幅臂架伸缩式小车变幅臂架折曲式臂架折曲式臂架动臂变幅式按塔式起重机发展史来讲

29、，动臂变幅式是最早采用的，它具有臂架截截面小，自重轻、幅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。度小时可得到较大的起升高度。截面形状为正方形，截面形状为正方形，受力形式为轴心受压！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。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

30、圆钢等制成。受弯矩、压力、剪切作用！受弯矩、压力、剪切作用！（七）司机室（七）司机室为了便于司机操作，塔式起重机的司机室必须与回转部分一同回转。为了便于司机操作，塔式起重机的司机室必须与回转部分一同回转。（八）通道与平台（八）通道与平台（1 1）塔身中的通道，一般都要设直立梯或斜梯，塔身截面较大时设在塔身内部，梯子与塔身结构）塔身中的通道，一般都要设直立梯或斜梯，塔身截面较大时设在塔身内部，梯子与塔身结构间距离于间距离于1.2m1.2m时要设后背护圈。梯子高度超过时要设后背护圈。梯子高度超过10m10m时，要设中间休息平台。时，要设中间休息平台。（2 2）臂架通道，现代小车水平变幅的塔式起重机

31、变幅小车上均设有可随小车移动的检修平台，臂）臂架通道，现代小车水平变幅的塔式起重机变幅小车上均设有可随小车移动的检修平台，臂架内可不设通道。架内可不设通道。（3 3）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。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。（4 4）凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。）凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。（5 5）平台和走台可用花纹钢板和钢板网制造

32、，钢板网自重轻，便于观察，优点较多。）平台和走台可用花纹钢板和钢板网制造，钢板网自重轻，便于观察，优点较多。（九）拉杆（九）拉杆四、塔机的工作机构四、塔机的工作机构塔式起重机的工作机构，有起升、回转、变幅、运行机构。非快速安装的则有顶升机构。塔式起重机的工作机构，有起升、回转、变幅、运行机构。非快速安装的则有顶升机构。（一）起升机构（一）起升机构特点及组成特点及组成起升高度大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；时逐渐拉紧钢丝绳的要求；

33、安装形式和体积、重量都要适应整机布置要求。安装形式和体积、重量都要适应整机布置要求。起升机构一般由电动机、制动器、减速箱、卷筒、卷筒轴及支承、底座、起升高度限制器、电起升机构一般由电动机、制动器、减速箱、卷筒、卷筒轴及支承、底座、起升高度限制器、电控箱等组成。控箱等组成。（二）回转机构（二）回转机构特点及组成特点及组成回转速度一般为0.51.0；无论吊重大小、在什么幅度、风速如何变化，都应有可靠的高速性能，保证起制动平衡，钢结构不产生明显的扭转变形，吊重就位停放准确；还应具有防止碰撞和过载的性能，因此一般都采用具有软传动的形式，例如力矩电机、液力耦合器、皮带、缓冲装置、测速发电机或陀螺仪负反馈

34、控制、电磁联轴节；还应具有按载荷大小控制的制动器，及在非工作状态允许其逆传动、随风自由回转的性能。液力耦合器亦名液力联轴器，装设在电动机与减速器之间，取代原先采用的机械式联轴器。在电液力耦合器亦名液力联轴器，装设在电动机与减速器之间，取代原先采用的机械式联轴器。在电动机与减速器之间，用液力耦合器替代机械联轴器可取得三种效果：动机与减速器之间，用液力耦合器替代机械联轴器可取得三种效果：（1 1）使传动平稳地加速和减速；）使传动平稳地加速和减速；（2 2）防止电动机超载；）防止电动机超载；（3 3）通过耦合器内油液数量来改变传递的扭矩。）通过耦合器内油液数量来改变传递的扭矩。液力耦合器的工作原理可

35、用下图来说明。输入轴1与电动机相连接，带动泵轮2转动，泵轮壳3与泵轮2固定连接在一起。泵轮壳内装涡轮4，涡轮轴5与被拖动的机构相连接。泵轮和涡轮内腔分别装有尾部去掉一块的叶片6和7。在泵轮和涡轮之间的空腔内充满油液。当电动机通过轴1驱动泵轮旋转时，泵轮内的油液在离心力作用下向外流动，从而使油液具有动能。油液流至泵轮外缘时，不能再往外流，只能流至涡轮的空腔内，将动能传给涡轮，涡轮传动，动力通过轴5输出。腔内的油液按箭头所示方向循环流动，连续不断地由泵轮获得能量，再将能量传给涡轮。在泵轮和涡轮之间没有任何机械联系，实现传动的条件是工作油液在泵轮与涡轮之间循环流动。泵轮和涡轮的直径相等，所以当涡轮随

36、泵轮转动起来之后，在离心力的作用下，工作油液均力图由内缘甩向外缘。由于泵轮转速高于涡轮转速，在液力耦合器泵轮2上的各质点（如图7-3-3b中的A、B、C等质点）的离心力都大于涡轮上各对应质点A、B、C的离心力，迫使工作油液从泵轮2流向涡轮4并形成循环流动，实现动力的传递。（三）变幅机构运行小车式变幅机构动臂式变幅（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（五）液压顶升机构上述各种型式顶升机构中的液压系统，都要求具有安全溢液阀、平衡阀、下降时还应有节流阀调节下降速度。比较完善的液压系统见图5-38所示，这种系统具备以

37、下特点：a.顶升与下降分高低压，顶升时用高压使油缸直径不致很大，下降时用低压防止意外事故强制下降导致危险；b.在下降横梁时也采用低压平衡阀，保证下降平衡和安全；c.无杆腔回油时设可调节流阀，使下降时免除振动；d.采用H型中部连通的换向阀，减小停止时的液压冲击；e.平衡阀设在油缸内部，大小不同的单向阀开锁的柱塞使上升与下降时流量不同，满足两种状态对速度的不同要求。四、电气系统（一）电气系统的特点与要求1.重复短期工作制，起制动频繁，要有正反向运动（负载持续率值和每小时启动次数Z）4.在建筑工地户外使用 条件恶劣5.经常转移、拆卸、安装（二）各机构电气系统1.起升机构 功率最大2.回转机构电气控制

38、的主要要求，是保证起动制动平衡刚性直接传动的，要设有防止突然打反车的电气保护措施，如时间继电器、测速发电机等。3.变幅机构 控制电路必须是常闭式的，及断电后制动、通电后启动三、电源与电缆 电源电压10%，设电路总开关在塔身上悬挂电缆，每隔20m应设一个电缆网套，高度较大适应设支撑钢丝绳索，由于顶升加高，应设中间接线盒四、电气保护和操纵控制 总电源电路必须设置空开作为短路保护五、安全防护装置五、安全防护装置 塔式起重机的安全防护装置可分为以下六类：超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓塔式起重机的安全防护装置可分为以下六类：超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓冲器、应急装置、非工作状态安全装置、环

39、境危害预防装置等六类冲器、应急装置、非工作状态安全装置、环境危害预防装置等六类（一）行程限位器（一）行程限位器1.1.起升高度限位器起升高度限位器2.2.回转限位器回转限位器3.3.变幅行程限位器变幅行程限位器4.4.运行限位器运行限位器Ol1Nl2RN1N2dRo（二）全力矩法力矩限制器（二）全力矩法力矩限制器(p92)原理：原理：=0N1l1l2N1= (Gl2)1+ 1N10/ l1N1 (0R0)1l1O到拉杆的垂直距离（为定值）；l2吊臂自重到O的水平距离；G吊臂自重； 0 包含小车、吊钩滑轮、重物在内的移动载荷； 0R0N1和成正比!N1，塔顶所受压力，则塔顶弦杆受压时的纵向变形量

40、增大。全力矩限制器的双片弓形钢板（簧片）将这一微小的纵向压缩变形，转变成双片弓形板间较大的横向变形，使安装在弓形板上的开关触点动作，执行保护力矩的功能。N1N塔顶弦杆的弓形板间的横向变形触点动作，执行保护功能。Ol1Nl2RN1N2dR0调整方法：（1）预报警控制在起吊0.9，调整开关2。（2）定幅变码保护在处，起吊，使开3是触点接触，放下，再起吊1.1 ，开关3应动作，否则应重新调整。QQ QR RQ QRmaRmaxR RmaxmaxRLQ QmaxmaxO（3）定码变幅限制在最大额定载荷对应的幅度L处，缓缓起吊，调整开关5的触点接触，将小车开回臂架根部，以额定速度向外变幅，在到达1.1

41、L处前，开关5应动作，否则应重新调整。（4）变幅减速控制当v40的小车向外运行，起重力矩达到额定值的80%时，应自动转换为低速运行。确定R，再测量0.8R，起吊，以额定速度向外运行至0.8R时，开关6应动作。QQ QR RQ QRmaRmaxR RmaxmaxRLQ QmaxmaxO（三）安全止档和缓冲器（三）安全止档和缓冲器（四）应急装置（四）应急装置（五）非工作状态的安全装置（五）非工作状态的安全装置这一种安全装置主要是上防风抗滑的夹轨器、锚定装置。这一种安全装置主要是上防风抗滑的夹轨器、锚定装置。（六）环境危害预防装置（六）环境危害预防装置风速仪风速仪航空障碍灯航空障碍灯防雷击措施防雷击

42、措施扫轨板扫轨板防碰撞装置防碰撞装置六、附属装置六、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。求提供。（一）配重与压重（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。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。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（二）基础与轨道（三）拖运装置（三）拖运

43、装置（四）附着框架与连杆（四）附着框架与连杆（五）内爬框架（五）内爬框架（六）排绳与拖绳装置（六）排绳与拖绳装置1.1.排绳；排绳；2.2.拖绳；拖绳；（七）电缆卷筒（七）电缆卷筒（八）检修装置（八）检修装置六、安装架设及使用注意事项（一）安装架设方法的分类 自行架设和非自行架设 在设计制造时已确定（二）安全架设的安全要求 1.一般要求： 严格遵守产品使用说明书中规定的安装方法和架设顺序风速必须符合设计规定，一般不超过13（6级）2.场地的选择 距离 与输电线的距离 两台塔机之距至少为2m 便于拆卸、顶升3.基础与轨道 符合使用说明书的规定，特别是螺栓的位置极其间距自由高度不大于60米锚固形式

44、有两种 锚固装置的设计和制造最好由制造厂负责附着框必须安装在每个塔身节中部有水平附杆处，上下偏移不超过200300（三）危险因素分析及使用注意事项七、常见故障及排除方法（见教材七、常见故障及排除方法（见教材P276P276280280）八、塔式起重机的检验八、塔式起重机的检验（一）检验的一般要求（一）检验的一般要求1.1.检验类别检验类别 新产品鉴定检测验收、制造自检和监检、安装改造重大维修监督检验、定期检验、事新产品鉴定检测验收、制造自检和监检、安装改造重大维修监督检验、定期检验、事故鉴定检验等五类故鉴定检验等五类4.4.应执行的标准、规定应执行的标准、规定（二）新产品鉴定检验要求和项目（二

45、）新产品鉴定检验要求和项目凡新设计、转产和有重大改进设计的试制产品，都必须经过产品鉴定检测验收，合格后方可投入批凡新设计、转产和有重大改进设计的试制产品，都必须经过产品鉴定检测验收，合格后方可投入批量生产。量生产。2.2.型式试验型式试验 包括抗倾覆稳定性校核、性能试验、结构试验、可靠性试验和工业试验等包括抗倾覆稳定性校核、性能试验、结构试验、可靠性试验和工业试验等3.3.正常生产的产品出厂检验要求和项目（制造监检）正常生产的产品出厂检验要求和项目（制造监检）4.4.安装架设后的检测验收（安装监检）安装架设后的检测验收（安装监检）5.5.正常使用的产品的检测验收（定期检验）正常使用的产品的检测

46、验收（定期检验）九、整机稳定性九、整机稳定性根据5144的规定和13752塔式起重机设计规范的要求，对塔式起重机的整机倾翻，要进行5.暴风袭击下的非工况进行计算，最后根据最危险的倾翻状态，来确定基础重量或应加的压重。一、无风静载工况一、无风静载工况验算最大吊重力矩下向前倾翻可能性。验算最大吊重力矩下向前倾翻可能性。1.1.自重力矩（含平衡重和压重的作用）自重力矩（含平衡重和压重的作用）每台塔式起重机，当它立好后，空车状态有一个后倾的力矩每台塔式起重机，当它立好后，空车状态有一个后倾的力矩M M空，这个力矩对防止前倾是有利的。空，这个力矩对防止前倾是有利的。所谓自重力矩，是指整台塔机对前边缘倾翻

47、线的后倾保持力矩（见图所谓自重力矩，是指整台塔机对前边缘倾翻线的后倾保持力矩（见图4-14-1）。）。M M自空自空+ +（G G自重压重）自重压重）2 (4-1) 2 (4-1) 这里的这里的G G自重是整机重和平衡重之和，自重是整机重和平衡重之和，b b指地基总宽度，指地基总宽度，G G压重是指基础上应加的压重。压重是指基础上应加的压重。标准规定，塔机静态最大超载标准规定，塔机静态最大超载25%。M吊吊=（1.25小车吊钩）小车吊钩）（2） (4-2) 0.95M自自M吊吊0 （4-3） 二、有风动载工况二、有风动载工况M自空自空+（G自压）自压）2M吊吊=（钩）（钩）1.15小车小车（2

48、） (4-4) 续前例，续前例，50() 3 (4-5) 是独立式最大起吊高度，续前例，是独立式最大起吊高度，续前例，51m则：则：指塔机不可能是绝对铅直方向，因而有附加倾斜载荷。在塔机各部件重心计算时，已计算出指塔机不可能是绝对铅直方向，因而有附加倾斜载荷。在塔机各部件重心计算时，已计算出,这这里只应用其计算结果。里只应用其计算结果。0.010.01（） (4-6) (4-6) 0.95M0.95M自坡自坡-1.15M-1.15M吊吊0 0 （4-74-7） 三、突然卸载工况三、突然卸载工况吊具脱落的颤动引起向后倾翻，要以后倾翻线为准，这时，吊具脱落的颤动引起向后倾翻，要以后倾翻线为准，这时

49、，M M空起不利作用，与保持力矩反向，所空起不利作用，与保持力矩反向，所以必须取负号。以必须取负号。1 1自自= =（G G自压）自压）22空空 （4-84-8） 2.2.风载荷，工作风荷，向后吹，仍记。风载荷，工作风荷，向后吹，仍记。M M吊吊= =（钩）（钩）1.151.15小车小车（2 2） (4-9) (4-9) 4 4坡同前，没有多少变化。坡同前，没有多少变化。5.5.安全判别要求：安全判别要求：0.95M0.95M自自0.2M0.2M吊坡吊坡0 0 （4-104-10） 四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）这种工况，这种工况，M M空起不利影

50、响。空起不利影响。1 1自自= =（G G自压）自压）22空空4.4.安全判别要求：安全判别要求：0.95M0.95M自自-0.8-0.8坡坡0 0 （4-114-11） 这里，前乘系数这里，前乘系数0.80.8，是因为风从前面向后吹，吊臂会自动转向，这是不稳定的非工况，出现几率，是因为风从前面向后吹，吊臂会自动转向，这是不稳定的非工况，出现几率很小，故要降低起影响。很小，故要降低起影响。五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）这种工况，这种工况，M M空起保持不倾翻作用，而且这是一种臂架会自然转过来的稳定的非工况。空起保持不倾翻作用，而且这是一种臂架会自然转过来的

51、稳定的非工况。1 1自空自空+ +（G G自压）自压）2 (4-1) 2 (4-1) 2 2的计算同前。的计算同前。3 3坡同前。坡同前。4.4.安全判别要求：安全判别要求：0.95M0.95M自自-1.1-1.1坡坡0 0 （4-124-12） 这里，前乘系数这里，前乘系数1.11.1，正是强调该种风力的危险作用。这种非工况计算结果有重要意义。，正是强调该种风力的危险作用。这种非工况计算结果有重要意义。六、安装工况六、安装工况M M自安自安+ +（G G安压）安压）2 (4-13) 2 (4-13) M M安、安、G G安分别为该工况下的前倾力矩和整机重量（不含安分别为该工况下的前倾力矩和整

52、机重量（不含G G平）。平）。相当于空车风力减去平衡重的风力，但此时高度很低。相当于空车风力减去平衡重的风力，但此时高度很低。坡也不大，因为是矮塔，坡也不大，因为是矮塔，很小。很小。安全判别要求：安全判别要求：0.95M0.95M自自-1.1-1.1坡坡0 0 （4-144-14） 十、塔机的安装与拆卸十、塔机的安装与拆卸（一）安装（一）安装1 1安装底架安装底架2 2 加压重加压重3 3吊装顶升套架吊装顶升套架4 4吊装回转部分的组合总成吊装回转部分的组合总成5 5吊装塔顶总成吊装塔顶总成6 6吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）7 7安装起重臂安

53、装起重臂8 8吊装平衡重吊装平衡重9 9穿绕钢丝绳穿绕钢丝绳1010连接电源连接电源1111顶升加节作业顶升加节作业（二）拆卸（二）拆卸基本为安装的逆过程基本为安装的逆过程十一、典型事故十一、典型事故案例：一起塔式起重机倾覆事故分析案例：一起塔式起重机倾覆事故分析二、事故现场调查与勘察情况二、事故现场调查与勘察情况（一）调查情况（一）调查情况 1 1该塔机的型号为该塔机的型号为25, 199625, 1996年制造年制造, ,主要技术参数：主要技术参数： 3 3拆装过程情况拆装过程情况 5 5该塔机自被购置使用至今，其高强度连接螺栓一直被多次重复使用。该塔机自被购置使用至今，其高强度连接螺栓一

54、直被多次重复使用。正常工况正常操作下的事故，具有突发性，易造正常工况正常操作下的事故，具有突发性，易造成群死群伤，值得研究！成群死群伤，值得研究！一、问题的产生一、问题的产生 某工地的一台某工地的一台2525型自升塔式起重机（以下简称塔机），在吊运一筐砖进行下降作业，当砖筐降落至地面型自升塔式起重机（以下简称塔机），在吊运一筐砖进行下降作业，当砖筐降落至地面时，塔机突然向平衡重一侧倾覆，造成一人死亡一人轻伤。时，塔机突然向平衡重一侧倾覆，造成一人死亡一人轻伤。（二）现场勘察情况（二）现场勘察情况1从倾覆后的现场来看，该塔机塔身的根部发生破坏。该塔机的基础节与过渡节连接的四只高强度螺栓有三从倾覆

55、后的现场来看，该塔机塔身的根部发生破坏。该塔机的基础节与过渡节连接的四只高强度螺栓有三只发生断裂破坏。三只断裂螺栓的相对位置及塔机倾覆前的工作位置见图只发生断裂破坏。三只断裂螺栓的相对位置及塔机倾覆前的工作位置见图1。2. 1#2. 1#螺栓的断裂部位及观察情况螺栓的断裂部位及观察情况( (见图见图2)2)。 观察观察1#1#螺栓断面，发现仅在离断面边缘约螺栓断面，发现仅在离断面边缘约5 5，存在一宽约，存在一宽约3 3的带状部分有新鲜金属断裂痕迹，带状部分的一侧的带状部分有新鲜金属断裂痕迹，带状部分的一侧是宽约是宽约5 5呈明显锈蚀凹凸不平的旧断面，带状部分的另一侧是宽约呈明显锈蚀凹凸不平的

56、旧断面，带状部分的另一侧是宽约2222呈明显锈蚀的旧断面，旧断面的边缘存在凹呈明显锈蚀的旧断面，旧断面的边缘存在凹凸不平的层状现象凸不平的层状现象, ,断面与螺栓轴线垂直，断口处无明显的变形。断面与螺栓轴线垂直，断口处无明显的变形。应力集中部位！应力集中部位！2#2#螺栓的断裂部位急观察情况（见图螺栓的断裂部位急观察情况（见图3 3）。）。观察其断面，发现断面的边缘有观察其断面，发现断面的边缘有6 6宽的部分存在明显的挤压磨损痕迹，其表面发黑、光滑；其余部分呈宽的部分存在明显的挤压磨损痕迹，其表面发黑、光滑；其余部分呈新鲜的放射撕裂状，断面平齐且与螺栓轴线垂直，断口处无明显变形。在新鲜的放射撕

57、裂状，断面平齐且与螺栓轴线垂直，断口处无明显变形。在2#2#螺栓头部未发现制造厂家标螺栓头部未发现制造厂家标记和性能等级标记。记和性能等级标记。螺牙末端，同样是应力集螺牙末端，同样是应力集中部位！中部位！ 4.3# 4.3#螺栓断裂部位及观察情况（见图螺栓断裂部位及观察情况（见图4 4）。）。 观察其的断口，发现断口处有明显的缩颈变形，断面直径明显变细，整个断面呈新鲜的金属撕裂状，断面不平观察其的断口，发现断口处有明显的缩颈变形，断面直径明显变细，整个断面呈新鲜的金属撕裂状，断面不平齐，断口呈典型的拉断断口特征。齐，断口呈典型的拉断断口特征。明显的缩颈变形！明显的缩颈变形！5.5.在现场尚未安

58、装使用的塔身标准节连接用在现场尚未安装使用的塔身标准节连接用M30M302 2250250高强度螺栓中，随机抽出三只，三只螺栓头部的厂高强度螺栓中，随机抽出三只，三只螺栓头部的厂家标记分别为家标记分别为“C D”C D”、“ ” ”和和“”“”，性能等级标记均为，性能等级标记均为10.910.9。三、断裂螺栓的试验与断口宏观分析三、断裂螺栓的试验与断口宏观分析根据现场勘察情况，我们发现事故发生时位于起重臂一侧的根据现场勘察情况，我们发现事故发生时位于起重臂一侧的1#和和2#螺栓的断口处存在旧裂纹，为查明旧裂纹的产螺栓的断口处存在旧裂纹，为查明旧裂纹的产生原因，我们对生原因，我们对1#和和2#螺

59、栓进行材料化学成分化验、机械性能试验和宏观断口照相。螺栓进行材料化学成分化验、机械性能试验和宏观断口照相。 6.6.事故发生时，该塔机吊运的那一筐砖的数量为事故发生时，该塔机吊运的那一筐砖的数量为254254块，重约块，重约700700。砖筐落地位置离塔身中心的水平距离经测。砖筐落地位置离塔身中心的水平距离经测量为量为9m9m。（一）材料化学成分化验结果分析（一）材料化学成分化验结果分析1#、2#断裂螺栓化学成份化验结果与断裂螺栓化学成份化验结果与3098.1-82 紧固件机械性能紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱螺栓、螺钉和螺柱的对照见表的对照见表1。（二）机械性能试验结果分析（二）机械性能试验结果分析高强度螺栓的主要机械性能是抗拉强度和硬度。机械性能的试验结果与高强度螺栓的主要机械性能是抗拉强度和硬度。机械性能的试验结果与3098.1紧固件机械性能紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺栓、螺钉和螺柱螺柱的对照见表的对照见表2。（三）断口宏观观察与分析（三）断口宏观观察与分析经过对经过对1#、2#螺栓断面的酸洗，可以看出螺栓断面的酸洗，可以看出1#螺栓的断面（见图螺栓的断面（见图5）的旧裂纹区存在明显的贝纹线，具有典型的疲）的旧裂纹区存在明显的贝纹线，具有典