基础知识讲座

塔机基础知识

目录

塔机的特点及分类塔机的基本结构塔机型号和主要参数塔机的主要安全装置塔机安装工序塔机顶升工序一、塔机的特点及分类塔式起重机（塔机﹑塔吊）在建筑工程中应用广泛，主要承担垂直运输和水平运输，特别适用于高层建筑的施工。塔机的类型和品种非常多，结构型式也多种多样，充分了解塔机的性能和结构特点，可有效避免因安装方法和安装顺序以及因操作不当而导致的安全事故。1．塔机的特点

塔式起重机（塔机﹑塔吊）在建筑工程中应用广泛，主要承担垂直运输和水平运输。起升高度大。幅度利用率高工作效率高（相对桥吊，龙门吊）适合高层建筑使用（不适合精细安装用）1．分类A按照安装方式分行走式、固定式行走式塔机采用“轨道+行走台车”实现行走。固定式塔机是在专门制作的基础上进行定点作业，在实际使用中也有的塔机将行走台车固定在轨道上作为固定式塔机使用的。固定式塔机有的采用整体式基础，有的采用分体式基础。轨道行走式固定基础式B按变幅方式分动臂式塔机小车变幅式塔机C按自升方式分附着式和内爬式塔机附着式塔机安装在建筑物一侧，底座固定在专门的基础上或固定在轨道上，塔身间隔一定高度用杆件与建筑物连接，依附在建筑物上，这种形式应用比较广泛，可自升自降。内爬式塔机安装在建筑物内部，支承在建筑物内部的结构上，依靠底部的爬升机构，使整机沿建筑物内通道上升。这种形式主要应用于高层建筑施工，具有固定高度的塔身，自重较轻，在容允许范围内，爬升高度不受限制，但由于其全部重量支承在建筑物上，建筑结构要做加强，拆除时要用专门设备。外附着式与内爬式塔机配合使用二、塔机的基本结构塔机一般由金属结构、工作机构和电气控制系统三大部分组成。1．工作机构（起升﹑回转﹑变幅﹑行走﹑液压顶升﹑电缆卷筒）A起升机构是实现重物垂直运动的工作装置，起升机构主要由卷扬机、及钢丝绳、滑轮组、吊钩等组成。起升机构的调速B变幅机构是改变塔机工作幅度的工作装置，实现吊重物水平方向的移动，使塔机把重物的垂直运动扩大到沿起重臂的一个平面，扩大了作业范围。变幅机构的调速C回转机构是实现塔机起重臂绕塔机中心线回转的工作装置，使重物能够以塔机中心线作水平圆周运动，从而把塔机的作业范围扩大到一个空间。回转机构的调速D行走机构是使塔机沿一定方向运动的工作装置，对于建筑用塔机，一般是轨道式，塔机沿铺设的轨道往返行走，特别适合长度较大的建筑施工。2．金属结构（起重臂﹑平衡臂﹑塔顶﹑回转支撑﹑塔身﹑底架﹑套架）塔机是一种高大型的起重机，其金属结构占总重量的70%左右，附着式塔机金属结构所占的比例更大。现代塔机的金属结构大多采用焊接的连接方式，承受拉、压、弯、扭等多种载荷，因此，焊接质量就非常重要，直接影响整机的安全。塔机钢结构的疲劳寿命是塔机整机寿命的重要依据。由于钢结构受多种载荷的作用，再加上结构的材质、焊接、工艺的缺陷和应力集中现象容易产生裂纹，造成安全隐患，因此，要特别注意一些服役时间较长的塔机，经常检查钢结构，发现问题及时修复或更换、报废。起重臂平衡臂塔顶

司塔节

回转支承

塔身标准节套架

吊钩载重小车3．电气控制塔机一般采用电力驱动，外接电源供电，各工作机构由电动机分别驱动，一般采用380V/50Hz，也有采用440V/60Hz塔机的控制系统包括操纵装置和安全装置，有些塔机还设有监控显示系统，操纵装置由电气控制设备和操纵机构组成，以控制塔机各工作机构的运动，完成塔机作业所要求的各种动作。塔机司机室内安装有联动控制台，控制台有2个手柄，一般是左手控制回转和变幅，右手控制升降和行走。塔机是一种作业高度和工作幅度很大的起重设备，在建筑施工工地上，其作业面下面不可避免的有各种人员进行活动，因此安全极为重要，必须配备各种安全装置。三、塔机型号和主要参数1、我国标准JG/T5039-1997（建筑机械与设备产品分类及型号）有规定代号加主参数QTZ+公称起重力矩kN·m；QTZ250，QTZ1000单绳拉力+臂尖吊重；如：F0/23B，H3/36B最大幅度+吊重如：ST7030，HK70272、主要参数A工作幅度指塔机空载时回转中心至吊钩垂直中心线之间的水平距离。对于上回转塔机，回转中心线与塔身中心线是重合的，实际上是反映塔机的工作范围。幅度包括最大幅度和最小幅度两个参数。B额定起重量是指在各种工作幅度下允许吊起的最大重量。随着幅度的加大，相应的额定起重量则减少，一般把塔机最大臂长时最大幅度处的额定起重量作为塔机起重能力的重要指标之一。C最大起重量是指塔机在正常工作条件下允许吊起的最大重量。一般是滑轮组钢丝绳倍率最大时的起重量。D起升高度是指空载时自支承面（地面或轨道面）至吊钩支承面的最大垂直距离。对于自升式塔机，其起升高度随塔机的爬升而不断增大。E起重力矩是塔机的幅度与相应额定起重量重力的乘积。我国塔机分类标准规定以塔机基本臂长度时最大幅度与相应额定起重量重力的乘积作为公称起重力矩，来反映塔机的起重能力，公称起重力矩是塔机的主参数。F工作速度（起升﹑回转﹑变幅﹑顶升﹑行走）额定起升速度回转速度小车变幅速度动臂变幅速度行走速度G最低稳定下降速度最低稳定下降速度是指塔机吊钩滑轮组为最小钢丝绳倍率，吊有允许的最大起重量时，吊钩稳定下降时的最低速度，一般称为慢就位速度。我国标准规定为3～7m/min。四、塔机的主要安全装置安全装置的本质是辅助司机做判断的工具，而不能代替司机做判断。当司机认为有危险而安全装置并未动作时，仍应坚决停止危险动作。当司机对安全装置的准确性有怀疑时，应立即停机检测。1．起重力矩限制器起重力矩限制器是塔机上最重要的安全装置之一，它的作用是限制塔机作业时的实际起重力矩不得超过额定起重力矩，防止塔机超负荷工作，保证塔机的安全。力矩限制器仅对在塔机垂直平面内的起重力矩超载起限制作用，而对由于吊钩侧向斜拉重物、水平面内的风载、轨道的倾斜和坍塌引起的水平面内的倾翻力矩不起作用，因此有关管理和操作人员必须严格遵守安全操作规程，杜绝违章指挥、违章操作。原理：安装力矩限制器的结构杆件由于受到拉伸或压缩的力而产生弹性变形,这一变形导致力矩限制器的双金属板构造变形，两块金属板互相靠近，其中一块金属板装有顶丝，而另一块板的相应位置装有微动开关。顶丝压迫微动开关，即产生相应电气动作，切断起升运动。一般共有3个元件,其中一个用于小车减速,第二个用于小车停车,第三个用于控制起升。2．起重量限制器起重量限制器也是塔机上最重要的安全装置之一，塔机结构及起升机构是按照最大载荷设计计算的，工作载荷不能超过允许的最大载荷，起重量限制器是防止塔机作业时起升载荷超载的一种安全装置，以避免发生严重的机械事故。在司机室节上方的“称重滑轮”（也称测力环）之内,有二档设置，用于防止起升机构超载。原理：起升绳穿过重量限制器滑轮，使其受到方向为斜上方的拉力，这一拉力导致测力环内的双金属板构造变形，两块金属板互相靠近，其中一块金属板装有顶丝，而另一块板的相应位置装有微动开关。顶丝压迫微动开关，即产生相应电气动作，切断起升运动。3．限位器塔机上的行程限位器主要包括起升高度限位器、幅度限位器、回转限位器、和大车行走限位器。A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事物。当吊钩滑轮组接近载重小车时，应停止其上升运动；当吊钩滑轮组下降时，防止卷筒上的钢丝绳完全松脱甚至以相反方向缠绕在卷筒上。B回转限位器对于不设集电器的塔机，应安装回转限位器，以防止电缆缠绕而造成损坏和安全事故。C幅度限位器对于水平臂小车变幅的塔机，幅度限位器又称小车行程限位开关，其用途是限制小车在起重臂上的移动范围；对于动臂式的塔机在臂架低位置和高位置都有幅度限位开关，以防止臂架反弹后翻造成事故。动臂式塔机一般在A字架上还装有吊臂弹性缓冲装置。D大车行走限位器对于轨道式塔机的运行机构，应在每个运动方向上设置行程限位器，在行程端部应安装限位开关挡铁，挡铁的安装位置应充分考虑塔机的制动行程，保证塔机在与止挡装置相距大于1米处能完全停止。E小车断绳保护装置对于小车变幅式塔机，为了防止由于小车牵引钢丝绳断裂导致小车失控而产生撞击，甚至引发超载等严重的意外事故，变幅的双向均应设置小车断绳保护装置。F小车断轴保护装置小车断轴保护装置主要是防止载重小车因滚轮轴断裂后小车从高空坠落。G风速仪PW3=800～1300Pa（风速VW≈36～46m/s）分别进行计算的，塔机的整体稳定性、结构强度及机构的工作能力都与风载荷有直接的关系。当塔机处于工作状态时，当风速大于20m/s时，塔机必须停止工作；当塔机处于非工作状态时，当风速大于36m/s时，必须采取有效的措施，防止塔机倾翻。风载荷是塔机的基本载荷之一。塔机设计时是按照安装状态风压PW1=100Pa（风速VW≈13m/s）、工作风压PW2=250Pa（风速VW≈20m/s）、非工作风压GB5144《塔式起重机安全规程》规定：臂架跟部铰点高度大于50米的塔机，应安装风速仪。当风速大于工作极限风速时，应能发出停止作业的警报。五、塔吊基础塔吊基础分为独立基础、桩基础、组合基础A、独立基础B、桩基础C、组合基础六、塔式起重机安装工序6.1安装底架底架的安装包括摆放台车、安装横梁、安装纵梁、安装基础节、安装电缆卷筒、安放中心压重块等内容。如果安装形式为底架固定式，可免去摆放台车和安装电缆卷筒两部分。如果安装形式为固定式，可跳过此节，直接进行下一步安装过渡节。6.1.1摆放台车

在轨道上划出6米×6米四个标志点，将四个台车分别吊起安放到标志点处，并用夹轨器固定。拆下竖轴上方M30螺母放在一旁备用，清除竖轴上污物后在竖轴表面均匀涂抹一层润滑脂。摆放时为使台车保持平衡，可用木方等物在台车电机下面支撑，使台车竖轴处垂直状态。6.1.2安装横梁

将横梁（1）吊起，使横梁上两竖轴安装孔对准台车竖轴轻轻装入，装好后将M30螺母上好并装上开口销。同法将另一横梁安装到位。6.1.3安装纵梁将纵梁（3）吊起放到已安装好的横梁上，用16条M22/φ25×70螺栓、螺母、弹簧垫圈紧固（见图5.1.3-1）。安装纵梁时需注意横、纵梁的相对位置，使有标记的一侧对应在一起。6.1.4安装水平支撑将四根水平支撑按其编号抬到相应位置，两端用φ90×181（331.5）双锥头销轴固定，并穿好10×140开口销。6.1.5安装基础节将基础节吊起至纵梁上方，使基础节内部爬梯位置与纵梁内爬梯位置对正，放下基础节并用16条M27/φ30×85螺栓、螺母、弹簧垫圈紧固。吊起斜支撑按其编号就位后，上端穿入φ90×285（391）带肩锥头销轴并用10×140开口销固定。下端穿入φ110×231（383）双锥头销轴并用10×140开口销固定。将两节扶梯（1.5米、3.6米各一节）联接在一起，用梯子固定钩和楔板安装到基础节和纵梁上。具体安装方法见安装过渡节部分。（注意：纵梁、斜撑杆、水平撑杆要按编号安装。否则安装不上或不准确）6.1.6摆放中心压重摆放中心压重时要注意压重块的形状和位置，不要放错。如果立塔时压重总数不够，必须保证塔机最低工作高度时的压重数量，其它压重在顶升之前再安放。6.1.7安装电缆卷筒将电缆卷筒总成吊起至需安装的一侧的水平撑杆上面，用两条螺栓把上、下固定板联接起来，使整个支架固定在两根水平撑杆上。6.2安装过渡节6.2.1对于行走式和底架固定式安装的塔机，过渡节通过8根φ65×164（209）带肩锥头销轴和4根φ20×183.5（246）锁销与基础节相联接。对于固定式安装的塔机则与预埋的固定角钢相联接。在安装过渡节时要注意过渡节上顶升踏步的位置，使之处于塔机顶升时油缸一侧。6.2.2安装顶升横梁将顶升横梁吊起至过渡节焊有顶升踏步一侧，使左、右制动挂靴挂在最下面一组顶升踏步上，为防由于误操作或其它原因制动挂靴与顶升踏步分开，须用制动板将其锁固。6.3安装顶升套架顶升套架的装配包括安装套架平台、安装套架爬梯和顶升油缸、顶升套架的整体吊装。从地面吊起顶升套架至已安装好的过渡节上方，转动顶升套架使顶升油缸处于顶升横梁一侧，套架中心对准过渡节中心徐徐下降，使顶升套架上下圈导轮与过渡节外框对准。当顶升套架降至顶升油缸与顶升横梁接近时，用人力推动顶升油缸使其活塞杆上安装孔与顶升横梁上安装孔对正，用带肩锥头销轴和开口销固定。套架安装完成后6.4安装回转支承和司机室塔身节回转支承地面组装内容包括：安装回转平台、安装司机室、安装引进梁。司塔节地面组装内容包括：安装司塔节平台、安装司塔节爬梯、安装平衡臂拉杆、安装载荷限制器（测力环）。6.4.1回转支承单元整体吊装吊起回转支承单元至已安装好的过渡节上方，使引进梁处于顶升套架开口方向，下降回转支承单元使回转下支座四条支脚插入过渡节鱼尾板内，打入八根带肩锥头销轴用锁销和开口销固定。回转单元体安装示意图6.5安装平衡臂平衡臂单元组装包括：安装平衡臂平台、安装平衡臂栏杆、安装平衡臂拉杆。为了安装平衡臂方便，在整体吊装前应将平衡臂前端翻板向上向后折起，同时将平衡臂与司机室塔身节相联接的两根带肩锥头销轴拆下放到平衡臂上。将四根等长吊装钢丝绳用标准节联接销轴固定在平衡臂吊装板孔中，轻轻吊起平衡臂。此时应检查平衡臂的状态，左右两销轴孔应处于同一水平面上，如有歪斜应调换钢丝绳或用其它方法使之保持水平，否则在安装时将产生困难，为便于安装平衡臂尾端应略向上翘起为好。为了便于联接平衡臂拉杆，此时应指挥辅助吊车继续起吊，将平衡臂尾端向上倾斜一定角度。6.5.1缠绕起升钢丝绳在卷绕钢丝绳前要先使起升机构处于能正常工作状态。在起升机构排绳轮轴上涂抹一层润滑脂，使排绳轮转动灵活。在地面合适位置用两支架将钢丝绳支放稳当，然后用牵引绳将钢丝绳头提到平衡臂上起升机构排绳轮靠平衡臂尾端一侧，穿过排绳轮从起升机构卷筒下方绕半周后从开口处穿出6.6安装起重臂起重臂的安装内容较多，包括将多节臂架拼装成一整体臂架、安装小车变幅机构、安装载重小车、安装小车牵引钢丝绳、安装起重臂拉杆和臂架整体吊装。6.6.1起重臂吊装准备吊装前请确认臂架节间销轴定位牢固，检查轴端挡板的焊缝是否正常。在臂架根部安装栏杆。在起重臂上弦杆位置安装安全钢丝绳。将载重小车平台安装在载重小车上。在臂架前端安装起重钢丝绳转环头，同时将钢丝绳楔套和楔块拆下放在载重小车平台内。将臂架根部通道翻板向上折起以利于安装臂架在臂架前端拴一根30米牵引绳，在吊装臂架时可以摆动起重臂以便于安装。6.6.2吊点：在整体吊装臂架时，不同长度的臂架组合重心位置不同。重心位置只是理论上的，实际吊装时可能有所不同。所以在吊装前可将臂架吊起10公分左右高度，检查吊点位置是否正确，必要时可略做调整。臂架理想的吊起状态应该是左右水平、前端略高于后端。6.6.3起重臂的安装：吊起起重臂一段距离，待其稳定后继续吊起至就位高度。转动回转支承使其臂架安装位置与臂架对正，移动起重臂架至安装位置，用两根带肩锥头销轴和开口销固定。起吊起重臂架，使其前端向上仰起一定角度，开动塔机起升机构放松钢丝绳。将钢丝绳头绕过塔顶滑轮、在塔顶滑轮组与臂架拉杆滑轮组之间穿绕四倍率，将钢丝绳头固定在塔顶滑轮组旁的楔套内，并用钢丝绳卡固定。开动起升机构使钢丝绳收紧，待上、下两拉杆离开一定距离时，将上、下拉杆间连接板用双锥头销轴联接好并用开口销固定。继续收紧起升钢丝绳使臂架拉杆滑轮组带动臂架拉杆向塔顶滑轮组接近。在此过程中如果拉杆过于张紧，可使汽车吊将臂架前端继续向上仰起，以减少起升机构的张紧力。当拉杆安装孔与塔顶连杆安装孔对正后，分别打入两根带肩锥头销轴并用开口销固定。放松起升机构钢丝绳，并拆除。指挥汽车吊下降，直到臂架拉杆张紧为止。一定不要先放汽车吊而后放松起升机构，这样会拉坏卷筒大轴。拆除臂架吊装钢丝绳。起重臂吊装示意图：6.6.4安装平衡重拆除平衡臂尾端平衡重锁杆，根据起重臂长度按说明书要求进行平衡重块的组合。将平衡重块逐一吊起至安装位置，用平衡臂上固定销轴固定好平衡重块。全部平衡重块安装完毕后必须将它们锁在一起。将拉杆制动销穿过平衡重块上的孔，在最外侧将制动板套在制动销上，用双锥头销轴和开口销固定。拉杆制动销前端螺杆穿过平衡臂上制动销安装孔，用两个M20螺母将拉杆制动销拉紧。重新装好平衡重锁杆。配重组装示意图：6.6.5穿绕起升钢丝绳穿绕起升钢丝绳以前，要调整好起升机构使其动作正常。起升机构做下降动作放松钢丝绳，将钢丝绳端头穿绕过排绳器滑轮、塔顶滑轮、测力环滑轮后引到停在臂架根部载重小车上。七、塔机的顶升随着工程项目的进展塔机工作高度也需通过安装在塔身上标准节数量的变化来调整。在塔身上增加标准节和减少标准节是利用塔机套架和液压系统来完成的，在塔机上增加标准节称为顶升。

7.1联接顶升套架

启动液压泵站，检查顶升横梁是否用制动板锁住，套架上换步制动靴是否处于打开位置。用液压缸将套架顶起。当顶升套架与回转下支座接近时，要注意回转下支座上定位销与套架上定位孔的相对位置。如果不合适可用撬棍予以校正，使定位销插入定位孔中。继续使顶升套架上升直到套架上安装孔与下支座安装孔对正为止。此时可以利用斜铁或手拉葫芦辅助找正位置。7.2顶升平衡

塔机顶升时相对于顶升套架后片塔机前后应处于平衡状态。即塔机顶升以上部分的重心应落在液压油缸的轴心上。将液压泵站操纵杆推到《向上顶升》位置，向上顶升，直到回转下支座四条支腿刚刚离开鱼尾板为止。此时检查是否平衡，具体就是观察回转下支座支腿与过渡节主角钢是否在同一垂线上。如果下支座四条支腿与过渡节主角钢在同一垂线上，说明平衡良好。如果下支座四条支腿与过渡节主角钢不在同一垂线上，可根据偏移的方向调整载重小车的位置作出相应的调整。

7.3在引进梁上吊挂标准节

每次顶升作业前要先把标准节挂在引进梁上，进行此项工作需专用的引进小车。提升已装好标准节的引进小车至引进梁高度，转动塔机使引进小车与引进梁对正。向后移动载重小车使引进小车四个滚轮分别与两引进梁对齐，下降引进小车，使引进小车滚轮正好落入引进梁两侧。继续下降吊钩，摘下引进吊钩。轻轻向塔身方向拉动标准节，使其与塔身保持0.5米左右距离。并使其稳定引进梁悬挂标准节示意图7.3顶升作业7.3.1顶升作业的气象条件顶升作业时对气象条件的要求如下：作业处风速≤13米/秒。当有浓雾视线不清时禁止顶升作业。当有雨、雪、结霜等容易造成滑落事故时禁止顶升作业。当预报有强对流气象现象时（雷电、强阵风等），最好不要顶升作业。夜间顶升作业时，要有充分、合理的照明方可进行。

7.3.2顶升前检查

每次顶升前应作如下项目的检查，只有条件许可才可以进行顶升作业。气象条件良好。需要加入的标准节已悬挂在引进梁上。顶升横梁就位，且制动板已安放在顶升横梁挂靴内。液压系统工作正常。拆下塔身与回转支承联接的八个销轴，用四个顶升用临时销轴代替。顶升平衡已找好位置。整理塔机电源线，防止在顶升过程中将电源线拉断。

7.3.3顶升程序

顶升作业由三个人配合，一人负责操作泵站、二人负责操作顶升横梁挂靴。启动液压泵站。拆下四个临时销轴。打开顶升套架上支承爬爪操纵杆，使支承爬爪与塔身分开。液压泵站操纵杆搬向《向上》位置，液压油缸带动套架以上部分向上运动。当液压油缸活塞接近下止点位置时，推动顶升套架上支承爬爪操纵杆使支承爬爪与塔身主角钢贴紧，将液压泵站操纵杆搬向《向下》位置，使塔机套架以上部分临时固定在顶升踏步上。拿掉项升横梁挂靴内的制动板。液