塔机(第八章)

1、第八章 塔式起重机安全技术塔式起重机，俗称“塔机”或“塔吊”，是一种臂架安置在垂直塔身顶部可回转的臂架型起重机（图8-1）。塔式起重机在建筑施工、工程建设、港口装卸等部门有着广泛的应用，特别是在工业与民用建筑施工中，更是一种不可缺少的建筑施工机械。它可以安装在靠近建筑物的地方，能充分地发挥其起重能力，这是一般履带式或轮胎式起重机所不及的。有的塔式起重机还能附着在建筑物上，随建筑物的升高而升高，这就大大提高了它的起升高度，可满足高层或超高层建筑施工的需要。图8-1 塔式起重机第一节 塔式起重机的分类、主要技术参数及结构一、塔式起重机的分类塔式起重机的类型较多，若按塔身结构划分，有上回转式、下回转

2、式、自身附着式三类。若按变幅方式划分，有动臂式和运行小车式两类；若按起重量划分，有轻型、中型与重型三类。1按塔身结构分类（1）上回转塔式起重机上回转塔式起重机的塔身不回转，回转部分装在上部。按回转支承装置的型式，上回转部分的结构可分为塔帽式、转柱式和转盘式三种。塔帽式回转起重机的构造如图8-2所示。它有上下两个支承。上支承为径向及轴向止推轴承，分别承受水平载荷和垂直载荷。下支承多采用水平滚轮滚道装置，只承受水平力。这种型式的起重机回转部分比较轻巧，但由于上、下支承的间距有限，不能承受较大的不平衡力矩，因而常用于中小型塔式起重机上。 图8-2 塔帽回转的塔式起重机 图8-3转柱式塔式起重机 1行

3、走台车；2龙门架；3、4第一节架；5驾驶室架；6延接架；7塔顶； 8平衡臂；9起重臂；10爬梯转柱式回转起重机的构造如图8-3所示，吊臂装在转柱上，也有上下两个支承。但其受力情况与塔帽相反，上支承只承受水平力，下支承既承受水平力又承受轴向力。这种结构型式由于塔身和转柱重叠，金属结构的重量较大，但因上下支承间距可以做得很大，能承受较大的力矩，故可用于重型工业建筑塔式起重机上。转盘式回转起重机的结构如图8-4所示，吊臂装在回转平台上。回转平台用轴承式回转支承与塔身连接。这种型式构造比较紧凑，金属结构无重叠部分，重量较轻，回转时振动冲击小。 图8-4转盘式塔式起重机 图8-5杠杆式吊臂下回转塔机上回

4、转塔式起重机有以下特点：底部轮廓尺寸小，对建筑场地空间要求较小，不影响建筑材料堆场的使用；由于塔身不转，故回转时转动惯量较小，而且便于改装成附着式起重机，能适用多种形式建筑物的施工需要，但塔身主弦杆的受力特征不好。（2）下回转塔式起重机下回转塔式起重机都采用整体拖运、自行架设的方式。这种塔机拆装容易、转场快、多属于中小型塔式起重机。下回转塔式起重机根据头部构造分有下列三种形式：具有杠杆式吊臂的下回转塔式起重机如图8-5所示。该形式起重机吊臂铰接于塔身顶部，在载荷的作用下，吊臂受弯，塔身上受到的附加弯矩小，受力情况好，变幅机构及其钢丝绳缠绕方式简单。由于吊臂的高度受到塔机整体拖运的限制，故多在小

5、型塔式起重机（起重量小于30t）上采用。这类塔式起重机按变幅方式的不同，可分为动臂式和小车式两种。 图8-6具有固定支撑的下回转塔机 图8-7活动支撑的下回转塔机具有固定支撑的下回转塔式起重机如图8-6所示，该形式起重机的塔身带有尖顶，起人字架作用。吊臂端部铰接于塔顶下方，铰点离塔顶的距离，必须使变幅钢丝绳与吊臂有一定的夹角。由于吊臂的端部与塔顶铰接，所以吊臂不受弯矩的作用，受力情况较好，但塔身要承受很大的附加弯矩。具有固定支撑的下回转塔式起重机，其头部金属结构不能拆叠，拖运长度较长，且变幅绳长，容易磨损，仅适用于中小型塔式起重机。具有活动支撑的下回转塔式起重机如图8-7所示。该形式的起重机没

6、有尖顶，吊臂端部铰接在塔身顶部，设在塔身顶部的活动三角形支撑起到人字架作用。由于该形塔机身顶部构造简单、重量轻，拖运时撑架部分可以折放，减少了整机拖运长度，下回转塔机多采用这种型式。下回转塔式起重机按行走方式的不同又可分为轨道式、轮胎式和履带式3种。轨道式塔式起重机是目前使用最广泛的。它可以带载行走，在较长的一个区域范围内作水平运输，效率较高，工作平稳，安全可靠。轮胎塔式起重机与轨道式相比，特点是不需要铺设轨道，不需要拖运辅助装置，吊臂、塔身折叠后可全挂拖运。但轮胎塔式起重机只能在使用支腿的情况下工作，不能进行工作幅度以外的水平运输，也不适于在雨水较多的潮湿地面使用。履带塔式起重机对地面的要求

7、较低，运输中能够通过条件较差的路面。但机构比较复杂，转移不如轮胎式起重机方便。现在国外有塔式起重机用的履带拖行底盘，这为塔机的使用和运输带来方便。新一代的下回转塔式起重机多采用伸缩式塔身、折叠式吊臂。拖运时，使塔身后倾倒在回转平台上，大大缩短了整机拖运的长度。（3）自身附着式塔式起重机随着高层和超高层建筑大量增加，上、下回转型式的塔式起重机已不能完全满足大高度吊装工作的需要。因为这两种塔式起重机的塔身过高时，自重太大，安装架设困难，而且一次要安装到最高塔身，给设备的利用率和司机的视野带来不利影响，所以当建筑高度超过50m时，就要采用自升附着式塔式起重机。这种起重机的塔身依附在建筑物上，随建筑物

8、的升高而沿着层高逐渐爬升。自升附着式塔式起重机可分为内部爬升式（简称内爬式）和外部附着式两种。内部爬升式塔式起重机。内部爬升式塔式起重机安装在建筑物内部（如电梯井、楼梯间等）。靠一套爬升机构的作用，使塔身沿建筑物逐步上升。它的结构和普通上回转塔式起重机基本相同，只是增加了一个套架和一套爬升机构。爬升时，通过两个爬升框架固定于建筑物内部楼板上。其爬升过程大体分为准备爬升（如图8-8a所示）、提升套架（图8-8b）和提升起重机（图8-8c）三个步骤。由于起重机安装在建筑物内部，其幅度可以设计制造得小一些。它不占用建筑物外围空间。由于它是利用建筑物向上爬升，其爬升高度不受限制，塔身可以做得较短，结构

9、较轻。由于其全部重量都压在建筑物上，建筑结构就需要增强。爬升只能在施工停歇期间进行，司机不能直接看到起吊过程。施工结束后，需用屋面起重机或其它辅助起重设备，将起重机部件逐一解体，拆在竣工的屋顶上，房顶为了支承这些辅助设备可能又得适当加强，会使建筑物造价增高。图8-8 内爬式塔机爬升过程示意简图a-准备爬升 b-提升套架 c-提升起重机外部附着式塔式起重机。外部附着式起重机安装在建筑物的一侧，它的底座固定在专门的基础上，沿塔身全高水平设置若干附着装置（由附着杆、抱箍、附着杆支承座等部件组成），使塔身依附在建筑物上，以改善塔身受力。如图8-9a所示，它是由普通上回转塔式起重机发展而来的。塔身上部套

10、有爬升套架，套架顶部通过回转支承装置与回转的塔顶相连。塔顶端部用钢丝绳拉索连接吊臂和平衡臂。起升机构、平衡重移动机构安装在平衡臂上，小车牵引机构放在水平吊臂根部，回转机构装在回转支承上面的回转塔顶上。整个塔身是由若干个标准节和调整节拼成的。如果在外部附着式塔式起重机底架上安装行走台车，也可以作为在轨道上行走的自行塔式起重机如图8-9b所示。图8-9 外部附着式塔式起重机a-附着式；b-自行式1平衡重；2起升机构；3平衡重移动机构；4平衡臂；5电气室；6塔顶；7小车牵引机构； 8吊臂；9起重小车；10吊钩；11回转机构；12回转支承；13顶升机构；14司机室；15顶升套架；17塔身；18底架；1

11、9活络支腿；20基础；21电梯；22电梯卷扬机；23压铁；24电缆卷筒；25电梯节；26斜撑；27行走台车；28钢轨2按变幅方式分类（1）动臂变幅式这类塔式起重机的吊钩滑轮组的定滑轮固定在吊臂头部，起重机变幅是用改变起重臂的仰角来实现，如图8-10所示。这种变幅比较高，一般是空载变幅，由仰角限制，有效幅度为最大幅度的70%左右。（2）小车变幅式这类塔式起重机的起重臂是固定在水平位置上，变幅是通过起重臂上的运行小车来实现的，它能充分利用幅度，起重小车可以开到靠近塔身的地方，如图8-11所示。但由于起重臂受较大的弯矩和压缩，所以把起重臂制作得比较笨重。在相同条件下，动臂变幅起重臂要比小车变幅式起重

12、臂轻18%20%。 图8-10动臂变幅式塔式起重机 图8-11小车变幅式塔式起重机（3）折臂变幅式这类塔式起重机的基本特点是小车变幅式，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。3按重量分类目前塔式起重机多以重量或力矩（kNm）来分类。（1）轻型起重量0.33t为，一般用于五层以下的民用建筑施工中。（2）中型起重量35t为，一般用于工业建筑和较高层的民用建筑施工中。（3）重型起重量2040t为，一般用于重型工业厂房，以及高炉、化工塔等设备的吊装工程中。二、塔式起重机主要技术参数塔式起

13、重机的主要参数有：起重力矩、幅度，起重量、起升高度和工作速度（如第一章第三节所述）。其中，最能全面反映塔式起重机起重性能的是起重力矩，因为起重力矩本身是幅度和起重量两个参数的乘积。1幅度起重幅度即通常所谓的回转半径或工作半径，是从塔式起重机的回转中心线至吊钩中心线的水平距离。幅度包含两个参数：最大幅度和最小幅度。在采用俯仰变幅臂架的情况下，最大幅度就是当动臂处于接近水平或与水平夹角为13时，从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离。当动臂仰成6365角（个别可仰至73角）时，幅度为最小。在采用小车变幅的情况下，最大幅度就是小车行至臂架头部端点位置时，自塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平

14、距离。当小车处于臂架根部端点位置时，幅度为最小。2起重量起重量就是吊钩所能吊起的重物重量，其中应包括吊索和铁扁担或容器的重量。起重量也包含两个参数，一个是最大幅度时的起重量，一个是最大起重量。最大起重量由起重机的设计结构确定，并且同吊钩滑轮组钢丝绳的绳数有关。一般两绳是单绳起重量的一倍，四绳是两绳起重量的一倍等等。可根据需要而进行变换。动臂式塔式起重机的最大起重量是在最小幅度位置。最大幅度起重量，除了与起重机设计结构有关，还与其倾翻力矩有关。3起重力矩起重力矩为起重量与幅度的乘积。如以L表示幅度，Q表示起重量，M表示起重力矩，其关系式为：M = L Q 10kNm起重力矩是确定和衡量塔式起重机

15、起重能力的主要参数。因为塔式起重机经常在大幅度情况下工作，所以用最大起重量衡量起重能力没有多少实际意义，而应以起重量与幅度的乘积（起重力矩）来表示起重能力。我国从实际使用出发，规定塔式起重机的起重力矩值，以基本臂的最大工作幅度与相应的起重量的乘积值，即公称起重力矩来表示。塔式起重机的起重量随着幅度的增加而相应递减，因此，在各种幅度时都有额定的起重量，不同的幅度和相应的起重量连接起来，就绘制成起重机的性能曲线图（图8-12），使操作人员一看明了不同幅度下的额定起重量，防止超载。 一般塔式起重机可以安装几种不同的臂长，每一种臂长的起重臂都有其特定的起重曲线，不过差别不大。图8-12 塔式起重机起重

16、性能曲线4起升高度对轨道行走式塔式起重机，起升高度为轨道顶面起到吊钩中心的垂直距离。固定式塔式起重机起升高度为从混凝土基础表面算起到吊钩中心的垂直距离。对小车变幅式塔式起重机来说，无论幅度如何变化，其最大起升高度均指在塔身达到最大自由高度情况下的起升高度，不论型式如何，其概念并无变化（并不因幅度变化而有所改变）。对于动臂变幅式塔式起重机来说，其最大起升高度是随不同臂长和不同幅度而变化的。因此，同是一种型号的动臂变幅式塔式起重机，其最大起升高度要受塔身高度、臂架长度和工作幅度三种因素的制约。5工作速度塔式起重机工作速度参数包括：起升速度，回转速度，俯仰变幅速度，小车运行速度和大车运行速度。在塔式

17、起重机设计阶段确定其工作速度参数时，一般要考虑以下一些因素：a.一个吊装作业循环所需的时间；b.对塔式起重机台班生产率的要求；c.提高操作速度和制动能力带来的影响；d.加工制造条件以及机电设备配套供应能力。塔式起重机的一个吊装作业循环可分解为下列一些运动过程：起钩 + 起升 + 加速起升 + 回转 + 下降 + 减速制动 + 就位 + 空钩起升 + 回转 + 空钩下降到另一起吊点并进行挂钩。由上述分析可见：加大起升速度，特别是大大提高空钩起落速度是缩短吊装作业循环时间和提高塔式起重机台班生产率的关键，只有充分压缩吊装作业循环时间，才能有效地提高吊装速度。塔式起重机的起升速度不仅与起升机构卷扬速

18、度有关，而且与吊钩滑轮组的倍率有关。2绳的比4绳的快一倍，单绳的比双绳快一倍。塔式起重机不仅要有较高的起升速度，而且还要能平稳地加速、减速及平稳地就位。变幅速度和大车运行速度一般不要求过快，但也要求能平稳地启动和制动。因为这两项速度参数并不像起升速度那样重要，对吊装作业循环时间有着非常关键性的影响。三、塔式起重机的结构塔式起重机的构造包括以下三个部分：机构部分、结构部分和电气传动与控制部分。机构部分详见本章第三节所述。结构部分主要由以下几部分组成。1吊臂由型钢焊接成空间桁架结构，制造时分为数段，这是为了便于运输，使用时相互用销轴纵向联接在一起。吊臂截面呈三角形，两根下弦兼作起重小车的轨道。2塔

19、身为提高起重机在工地间转移的性能，塔身设计成可套在一起的内外两部分（上塔身和下塔身），另外还有几个截面尺寸与上塔身相同的标准节（拖运时可卸下），既保证了具有较高的起升高度，又使拖运长度较短，适应狭窄道路转弯半径小的环境。立塔身、加标准节、顶升内塔身靠架设卷筒驱动钢丝绳实现。3转台转台上布置有塔身、配重、起升结构、回转机构等，绕过塔顶的大拉索也固定在转台上，转台的下部与回转支承装置相连，故转台是一个刚度要求较高的结构件。4底架选用水母式底架，使塔式起重机可以弯道上行驶。电气传动与控制部分主要包括电动机、控制屏及控制器、电气安全装置等。司机室是司机工作的主要场所。动力取自外部供给的三相电源，经由电

20、缆卷筒、中心滑环送到电气柜，由司机操纵各控制器，可以分别使各机构处于工作或制动状态。当到达运动极限状态或危险状态时，各安全保护机构会作出反应，报警以至自动切断电源，达到保证安全的目的。第二节 塔式起重机的工作机构塔式起重机有四个工作机构：起升机构（图8-13）、变幅（小车牵引）机构（图8-14）、回转机构（图8-15）和行走机构。另外，自升式塔机还有顶升机构（图8-16）。 图8-13 起升机构 图8-14 小车牵引机构 图8-15 回转机构 图8-16 液压顶升系统一、起升机构塔式起重机多采用单卷筒单轴式的起升机构，由电动机、制动器、减速器、卷筒、钢丝绳、滑轮组、吊钩等组成，如图8-17所示

21、。电动机、减速器、卷筒多布置在塔身下部的卷扬机房里，通过钢丝绳与起重臂顶端的滑轮组相联系。带有平衡臂的运行小车式（如自升附着式）的起升机构布置在平衡臂上。塔式起重机的起升机构基本和桥门式起重机相同，区别在于塔式起重机卷筒采用多层卷绕，这是因为其在装卸（高塔）过程中要使用自升的起升机构作动力，所以起升钢丝绳较长。塔式起重机由于起升高度较大，为了提高生产率，要求有较高的工作速度，同时为了适应结构和设备安装的需要，还要求起升机构具有很低的就位速度。因此，塔式起重机上一般都装有调速装置，如在电动机轴上安装电磁离合器（或其它调速装置），通过控制进入电磁离合器转子激磁线圈中电流的大小，改变电磁转矩进行调整

22、。自升式塔式起重机的起升机构一般安装在平衡臂的后端部。图8-17 起升机构简图1电动机；2离合器；3联轴器；4制动器；5减速器；6卷筒；7吊钩； 8滑轮组；9导向滑轮；10钢丝绳二、变幅机构起重机的变幅是指改变吊钩中心与起重机回转中心轴线之间的距离R，这个距离称幅度，如图818所示。塔式起重机变幅机构可按工作性质与变幅方式不同分类。图8-18 塔式起重机的变幅方式1按工作性质分类塔式起重机变幅机构按工作性质分为工作性变幅机构与非工作性变幅机构两种。（1）工作性变幅机构工作性变幅机构能在带载条件下变幅，可使起吊的物品沿起重机的径向作水平移动，如运行小车式塔式起重机。在吊装作业中，常常需要在吊装重

23、物时改变起重机的幅度，以扩大起重机的服务面积和提高起重机的机动性。工作性变幅机构用于附着式、固定式的塔式起重机。为了防止吊臂俯仰时制动失效，工作性变幅机构要求装有可靠的安全装置，如限速器、停止器和起重力矩限制器等。（2）非工作性变幅机构非工作性的变幅机构只是在装卸作业开始前的空载条件下作高速性的变幅，即在空载时调整好起吊的位置，重物在装卸过程中幅度不再改变。非工作性变幅机构一般用于起重量大、工作不频繁的行走式塔式起重机上，其起吊位置的改变靠行走和回转机构联合动作来完成。2按变幅方式分类塔式起重机变幅机构按其变幅方式可分为运行小车式和动臂式两种。（1）运行小车式变幅机构小车式变幅方案是通过移动小

24、车实现变幅的。工作时吊臂安装在水平位置，小车由变幅牵引机构驱动，沿着吊臂上的轨道移动。这种变幅方案的优点是，变幅时重物水平移动，给安装工作带来了方便；速度快、效率高；幅度有效利用率大。它的缺点是吊臂承受压、弯载荷共同作用，受力状态不好，结构自重较大。图8-19示出了运行小车式变幅机构原理。小车1被支承在吊臂的下弦杆上。当变幅卷筒5在机构的驱动下旋转时，牵引绳4和7中有一个被卷入，另一个被放出。牵引小车沿吊臂向一侧运动。当卷筒反向旋转时，小车又向另一侧运行。图8-19 运行小车式变幅机构简图1运行小车；2、3、6导向滑轮；4、7牵引绳；5卷筒小车式变幅驱动机构根据其工作情况分多速和单速两种。其传

25、动方式有蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动和普通标准卷扬机传动等。多速驱动机构都是利用多速电机来实现的，它可以提高变幅的工作效率。小车式变幅驱动机构常采用蜗轮蜗杆传动形式。这种传动形式结构紧凑，一般将卷筒放在臂内，而电机可以立起来；也可以顺放在臂架的一侧，安装比较方便，但蜗轮蜗杆的传动效率偏低。另一种经常采用的变幅驱动机构是行星传动形式，这一驱动机构采用液力推杆制动器，使启动、制动平稳可靠，而且在卷筒轴端部装有用蜗杆或链轮带动的幅度指示器及限位器，以确保工作安全。常用的变幅小车如图8-20所示，它主要由车架、行走滚轮、导向轮、起升绳等组成。运行小车上既要系结牵引绳，使小车运行，又要通过小车的导向轮穿绕

26、起升绳，使重物随小车作水平移动。为保证变幅时作水平移动，起升绳终端不能系在运行小车上，而必须系结在水平吊臂的端部或根部。用于大幅度工作的小车及使用摩擦卷筒驱动的小车都要设置变幅张紧装置，一般小车还应该设置变幅绳断绳防滑装置。（2）动臂式变幅机构动臂式变幅驱动机构，多数与普通卷扬机的结构差不多，由电动机、制动器、联轴器、减速器和卷筒组成。由于整个动臂结构及载荷都是由变幅绳支持，故要特别注意变幅机构的安全可靠。为了增加机构的安全可靠性，防止变幅过程中的超速现象，在变幅机构中有时还装设特殊的安全装置。如图8-21所示是载荷自制式制动器，它被装在减速器内的传动轴上。传动轴1与变幅机构原动机联接，齿轮2

27、将动力传给卷筒，轴1和齿轮2用螺纹副联接，吊臂自重使齿轮2逆时针方向转动，并始终压紧棘轮3，因此传动轴在朝上方转动（顺时针转）时，吊臂能正常提升；一旦停止运动，吊臂就得到可靠制动。若传动轴朝吊臂下降方向转动（逆时针转）一角度，由于螺纹副作用迫使齿轮2向右移动，并与棘轮3脱开，于是齿轮2能在吊臂自动作用下朝下降方向转动（逆时针转），即吊臂在该时间内下降。与此同时，齿轮2由于螺纹副作用重新压紧棘轮3，吊臂停止下落。只要在下降方向连续转动轴1，吊臂就能连续降落，而且齿轮2的转速不可能超过传动轴1的转速，落臂速度受到限制，所以变幅是安全的。图8-20 牵引小车构造 8-21 载荷自制式制动器 1滚轮；

28、2导向轮；3起升绳导向滑轮 1传动轴；2传动齿轮；3棘轮；4定位件一些非工作变幅的塔式起重机，机构中的安全装置可以简单一些。很多下回转塔式起重机都用变幅机构作立塔机构，动臂式变幅机构是通过钢丝绳滑轮组使吊臂俯仰摆动来实现的。动臂式变幅具有较大的起升高度，拆装比较方便，臂架结构受力状态好；缺点是幅度的有效利用率低，变幅速度不均，重物一般不能水平移动，因此变幅功率大。三、回转机构塔式起重机能将起重物送到指定工作范围的任意空间位置，重物垂直位移依靠起升机构来实现，回转运动而是实现水平位移的方式之一。塔式起重机的回转运动都是全回转，不受方向限制。但是，对于不同的供电方法，塔式起重机的回转可分为任意回转

29、和任一方向回转720两种。在实现回转运动时，塔机的回转部分与非回转部分之间的转力装置称为回转支承装置，驱动部分则称为回转机构，有时也把这两部分统称为回转机构。塔式起重机的回转机构常采用蜗轮减速器驱动，其传动系统一般都有制动器和极限力矩限制器，使起重机能停在指定位置上和限制回转力矩，避免在事故中损坏起重机的结构和机构。1回转机构特性塔式起重机由于起重臂长，回转转动惯量大，因此要求回转机构具备下列特性：回转速度慢，一般为0.51.2r/min；启动和制动过程平稳，启动和制动时间一般为410s；机构的传动系统有可逆性，可以保证塔机不工作时吊臂能随风传动，塔身不受扭矩作用和减少风载弯矩；机构应有极限力

30、矩限制系统，防止超载；正常工作状态能准确就位，不被工作风压吹转。2常见回转机构的工作原理及特点。常见的QT60/80型塔式起重机回转机构，如图8-22所示。整套回转机构安装在塔身顶部的固定平台上。电动机通过联轴节与蜗轮减速器相联接，在蜗轮传动中采用的是双头蜗杆，目的是避免蜗轮传动中产生自锁，使之成为可逆传动。起重臂可以被风吹向背风方向，也可避免停车冲击。图8-22 QT60/80回转机构图1电动机；2蜗轮；3小齿轮；4内齿圆；5开式齿轮；6双头蜗杆此外，在电机的另一端装有一锁紧制动机构，主要用在有风的作业条件下，将起重臂锁在一定位置上，保证起重物能准确就位。四、运行（行走）机构塔式起重机的运行

31、机构（也称行走机构）属有轨行走机构，但不同于桥式和门式起重机的运行机构。它是运行在枕木或混凝土轨枕铺设的轨道上。塔式起重机的运行机构主要由驱动装置和支承装置组成，其中包括电动机、减速箱、制动器、车轮或台车等。按驱动方式的不同，运行机构可分为集中驱动和分别驱动两种型式，按驱动轮布置位置的不同，可分为单边驱动、对角驱动和四角驱动三种形式。1集中驱动集中驱动主要用于25TM以下的塔式起重机。整机采用一套驱动装置，降低了成本，并且有利于保证两主动车轮运转的同步性。常见的集中驱动分单边集中驱动（图8-23）和双边集中驱动（图8-24）两种。单边集中驱动是驱动利用车轮与轨道的摩擦力产生的侧向扭矩和向前的拖

32、动力，将另一边拖行前进。而双边集中驱动是直接将从动部分向前拖行。从直观上看，双边集中驱动优于单边集中驱动。但当单边的轮压之和占起重机总量的大部分时，单边驱动的优越性将得到发挥。这两种驱动形式的传动轴都比较长，由于传动系统补偿能力较差，故要求底架有较好的刚性。 图8-23 单边集中驱动 图8-24 双边集中驱动 1电动机；2制动器；3、4减速器 1电动机；2制动器；3减速器； 5传动轴；6行走轮 4行走轮；5传动轴；6开式齿轮2分别驱动分别驱动主要用在大中型塔式起重机上。驱动装置直接布置在台车上。分别驱动的运行机构可以布置为单边驱动、双边驱动、对角驱动和四角驱动。采用两套驱动机构的塔机，多采用对

33、角布置。因为塔机回转时对角线方向的轮压之和变化不大，驱动轮和轨道间的附着力能得到充分发挥。分别驱动的传动系统主要有蜗轮蜗杆减速器和圆柱齿轮减速器。图8-25所示的行走机构，是采用蜗轮蜗杆减速器的，图8-26传动系统采用的是圆柱齿轮减速器。从分别驱动的构造上看，圆柱齿 图8-25 蜗轮蜗杆传动的行走机构 图8-26 圆柱齿轮行走机构 1电动机；2液力偶合器；3小齿轮；4蜗轮蜗杆减速器 1电动机；2台车架；3主动行走轮； 5行走轮齿圈；6行走轮；2台车架 4开式齿轮；5减速器；6制动器轮运行机构具有结构紧凑、重量轻和维修方便等特点，所以，这种传动形式在塔机上得到了广泛的应用。五、液压顶升机构自升式

34、塔式起重机大多采用液压顶升方式接高塔身。内爬式塔机的顶升油缸多设在塔身中央；而外附着式塔机采用内套架的，顶升油缸设在塔身中央；外套架的，顶升油缸多设在塔身的外测。塔身标准节一般为2.43.6m长。分两到三个顶升行程完成一个塔身标准节的顶升接高过程。这样可以降低油缸的长度，造价低。塔式起重机液压顶升系统一般采用单油缸，只有被顶升部分的重量比较大时，才采用双油缸。无论顶升油缸所处的位置如何，塔机的顶升状态下都应使上部重量的重心作用在油缸轴心线上，减少顶升过程中的附加摩擦阻力。实现这种状态的方法，是通过改变小车的吊臂上的位置及用平衡载荷。在顶升时，风力必须不大于各塔机使用说明书的规定值。顶升一般均采

35、用中高压液压系统，液压系统的压力高，可以减小油缸的直径，有利于提高侧顶升结构系统的紧凑性。整个液压系统主要是由电动机、油泵、换向阀、安全阀、平衡阀、滤油器和油缸等组成（如图8-27）。图8-271、油缸 2、限压阀 3、油压表 4、压力表开关 5、手控阀6、溢流阀 7、油箱及滤清器、8、电机 9、齿轮泵有一些顶升液压系统，将两平衡阀设置在油缸体里，简化了外部结构。一些液压系统中所用的油泵不相同，但只要能保证顶升速度和压力的要求，即可认为适用。六、架设机构架设机构采用起升机构的动力。与起升钢丝绳相比，架设钢丝绳的速度低，拉力大。架设时，让架设钢丝绳分别驱动设在不同位置的滑轮组，就可以实现拆卸前后

36、桥、立塔身、吊配重、放吊臂、加高塔身、吊臂就位等一系列架设和顶升动作。第三节 塔式起重机的安全保护装置塔式起重机是高空作业设备，本身又高，覆盖面又大，臂架活动区域往往伸到非施工面范围，加上操作人员和安装人员常常在高空作业，所以安全要求很高。除了施工现场要有严格的安全施工规程以外，在塔机本体上，也设置了一些安全保护装置。在塔机使用中，用户应该要保证这些安全保护装置正常发挥作用。任何忽视安全装置的做法都有可能引起重大事故和损失。现在让我们分别介绍这些安全装置的机理和作用。一、起重力矩限制器起重力矩限制器是用来限制塔机的起重力矩的，其主要功用及及动作原理参照第三章第八节内容。塔机的力矩限制器的构造有

37、多种多样，但现在用得最多的是机械式力矩限制器。机械式力矩限制器反应也很直接，不必经过中间量的换算，所以灵敏度可以满足应用要求，这也是它能得以推广应用的主要原因。 图8-28上回转塔机的力矩限制器一般安装在塔帽或回转塔身的主弦杆上（如图8-28所示）。下回转塔机的力矩限制器装在平衡拉杆上。其起重力矩是靠平衡拉杆受拉和塔身受压构成力偶来平衡的，所以平衡拉杆的拉力值就可以测量了。这就类似起重量限制器。 二、起重量限制器起重量限制器是限制起重量的。其作用一是保护电机，不至于让电机过多超载；再一方面是给出信号，及时切换电机的级数，不至于发生高速档吊重载，防止起升机构出现反转溜车事故。起重量限制器同样也是

38、一个很重要的安全保护装置。起重量限制多种多样，但其工作原理，归根结底仍然是控制起升钢丝绳的张力，其实质还是一个张力限制器。对于上回转塔机，其重量限制器构造如图8-29所示。 图8-29 上回转塔机起重量限制器有不少人总以为力矩值反正是幅度乘起重量，所以认为反正塔机有起重量限制，又有幅度限制，力矩自然也限制了，所以不重视力矩限制，这是一个错误的认识。实际上，起重量限制器只限制最大起重量，或者更确切地说是限制钢丝绳张力，所以与起升倍率有关。起重量限制不了力矩。在小幅度下超起重量不一定超力矩，而在大幅度下超力矩时远远不会达到最大起重量，这两者是替代不了的。三、高度限位器起升高度限位器用以限制吊钩的起

39、升高度，以防止吊钩上的滑轮碰吊臂。也就是防止冲顶。冲顶往往会绞断钢丝绳，导致吊钩连同起重物坠落，这是非常危险的事。高度限位器也有多种多样，较老式的高度限位器常见的有顶杆凸轮式与螺杆螺母碰块式（如图3-14）等类型。老式限位装置简便、准确，缺点是体积与自重太大。新一代的高度限位器是一种多功能限位器。所谓多功能限位器，是一个特制的精密的蜗轮蜗杆装置，具体可参见图8-30。图8-30 多功能限位器其蜗杆伸出轴为输入轴，可以通过一对开式齿轮与卷筒轴相连，也可以直接连卷筒轴，这要看传动比的需要。蜗轮轴上可装两个或四个凸轮片，当蜗轮转动时，带动凸轮片，控制微动开关的开闭。这种限位装置可以用在起升、变幅、回

40、转等各种场合。四、变幅限位器老式塔机的变幅限位器，采用碰块直接触动限位开关。小车变幅式塔机的小车上装有碰块，臂架头部与根部都装有限位开关，对小车向外或向内行走都有限位，也可把限位器直接安装在牵引卷筒上图8-31通过卷筒带动凸轮轴旋转，从中动作设定不同位置时断电触头（如图8-31）。动臂式塔机变幅时，臂架本身就会改变仰角，这样也可以用限位开关来限制角度的变化。这种直接触动比较准确，但通往限位开关的线缆须敷设较长，限位调整时要在不同位置进行，很不方便。现在较新型的塔机一般使用多功能限位器。五、回转限位器回转限位的目的是防止单方向回转圈数过多，使电缆扭结变形甚至绞断。老式塔机的电缆有带集电环的回转接

41、头，就像电机转子滑环一样。这样不仅成本过高，而且安装也不方便。有了回转限位，就可以防止单方向扭转，电缆回转接头就不必要了。现在的回转限位几乎都使用多功能限位器。其回转运动的输入是在上回转支座上装一个支架，在支架上安装一个带钢板齿轮的多功能限位器，该钢板齿轮与回转支承的大齿圈开式啮合，钢板齿轮的轴与多功能限位器的伸出轴相连，当塔机回转时，大齿圈带动钢板齿轮转动，从而带动限位凸轮，通过微动开关对回转机构的电路加以控制（如图8-32）。图8-32六、大车行走限位和夹轨器轨道行走式塔机在靠近轨道的终点要设缓冲器与端部止挡，以防止大车超越范围。但是由于塔机大车惯性较大，不能硬性阻车，故在离止挡前面一段距

42、离要设置限位开关，切断行走电路电源，以让大车提早停车。塔机大车除了设置行走限位以外，还必须防止大风将塔机吹走，以免造成倒塔事故。所以行走式塔机还要设夹轨器，夹轨器分手动式和电动式，其具体功用和动作原理参照第三章第六节。七、其他安全装置除了前面介绍过的专用安全装置以外，塔机还有一些别的安全装置。这些另外的安全装置，不是每台塔机都有，但都是实际使用的经验总结，装上它自然有好处。先简单介绍如下：1、防牵引断绳溜车装置臂架小车是靠牵引绳拉动的，牵引绳一般较细，使用久了有可能突然断裂。如果断绳时小车往外走，行走有惯性，就有可能向外溜车。重载情况下向外溜车是很危险的，因为它会增加起重力矩，而且是起重力矩越

43、大，往外溜车趋势也越大，会形成恶性循坏。这种事故也发生过。为此就设置了防牵引断绳溜车装置。该装置很简单，就在小车两端设置两块可以绕销轴转动的活动卡板，如图8-32所示。平时由于牵引绳的支持，活动卡板基本是水平方向，一旦牵引绳断了，卡板失去支持力，重的一头向下，轻的一头向上，插入到臂架水平腹杆区，受腹杆阻卡，使小车溜不动。图8-32 防牵引断绳溜车装置2、防小车断轴下坠装置塔机工作年份太久，有可能因磨损或其他原因使车轮脱轨，或因小车轴原材料缺陷而断裂，这种状况可能会引发小车下坠。尽管靠用户加强日常检查可以避免一些事故，但发生事故的可能性仍然存在，于是有一些厂家就增加了防小车断轴下坠装置。防断轴下

44、坠装置很简单，实际上只要在小车支架边梁上加四块槽形卡板（每个角用一块）。让臂架主弦杆导轨嵌入其中，但每边留5mm的间隙，卡板不接触导轨。平时使用没有任何影响，一旦有一边下落或抬起，槽形卡板就与导轨接触，阻止下落或抬起，确保小车运行脱不开臂架导轨。3、夜间防撞警示灯高塔应该设防撞警示灯，以免发生航空灾难。4、风速仪高塔风力特大，标准规定6级风以上不许作业，四级风以上不许顶升加节，所以风速仪也是塔机重要的安全装置。5、避雷针50m以上高塔，应该设置避雷针，以防止雷击和塔机产生过大的静电感应。6、强迫换速对最大变幅速度超过40m/min的起重机，在小车向外运行时，当起重力矩达到额定值的80时，应自动

45、转换为低速运行。小车行程限位器开关动作后，应保证小车停车时其缓冲距离大于200mm。第四节 塔式起重机的稳定性一、什么是稳定性对于塔式起重机来说，稳定性就是指其抵抗翻车的能力。一般塔式起重机的高度与其支撑轮廓尺寸的比值都很大，就像一个细长的杆，其重心比较高，所以要保证塔式起重机使用当中的稳定性，是一个十分重要的问题。二、稳定系数塔式起重机的稳定性，通常用稳定系数来表示。所谓稳定系数就是指塔式起重机所有抵抗翻车的作用力（包括车身自重、平衡重）对塔式起重机倾翻轮缘的力矩，与所有倾翻外力（包括风力、重物、工作惯性力）对塔式起重机倾翻轮缘力矩的比。三、影响稳定的因素1、风力虽然在设计时考虑了风力的作用

46、，但由于六级以上大风对稳定性不利，因此操作规程规定遇有六级以上大风不准操作。2、轨道坡度操作规程中对轨道坡度的严格要求也是从稳定性出发的，因为坡度大了，车身自重及平衡重的重心便会移向重物一方从而减小稳定力矩，另外因塔身倾斜吊钩远离塔机中心，从而加大了倾翻力矩，这样就使稳定系数变小了，增加了塔式起重机翻车的危险性，所以要求司机应经常检查轨道。3、斜吊重物塔式起重机的正确操作应该是垂直起吊，如果斜吊重物等于加大了起重力矩，即增大了倾翻力矩，斜度越大，力臂越大，倾翻力矩越大，稳定系数就越小，因此操作规程规定不许斜吊重物。4、超载塔式起重机操作中严禁超载，一方面是考虑起重机本身结构安全，另一方面是考虑

47、稳定性的需要，因为重量越大，产生的倾翻力矩也越大，很容易使起重机翻车。从大量的倒塔事故分析，造成倒塔的原因中，超载使用是最主要的原因。5、平衡重塔式起重机的平衡重是通过计算选定的，不能随意增减。减小平衡重等于减小稳定力矩，对稳定性不利，增加平衡重也会因增加金属结构和运行机构的负担，而不利于塔机的正常工作。平衡重过大时、空载时有向后倾翻的危险。第五节 安全操作规程一、一般要求（1）司机必须专门培训，考核合格，获得塔式起重机安全操作证后，方可独立操作。（2）司机应每年体检，酒后或身体有不适应症者不能操作。（3）实行专人专机制度，严格执行交接班制度，非司机不准操作。（4）司机应熟知机械原理、保养规则、安全操作规程、指挥信号并严格遵照执行。（5）新安装、大修、改造后的塔式起重机，必须按规定进行试运转，经特种设备监督检验机构检验合格后方可投入使用。二、操作前的要求（1）检查路基是否符合说明书要求，轨道上无障碍物，轨端止挡是否牢固，行程开关是否可靠。检查轨道坡度，两轨高低差及轨道是否符合规定。（2）各传动部分，减速器油量是否充足，联接螺栓是否紧固。松开夹轨钳试运转，检查传动部分有无异响及制动闸瓦的松紧程度。（3）在总闸闭合后，用试电笔检查电器及控制器外壳，确认安全后，方可上机。（4）检查钢丝绳的磨损情况。（5）工作开始前，应作一次全面检查，检查各控制器及传动装置、制动的可