塔式起重机分类

塔式起重机分类 技术性能及用电安全 第一节 塔式起重机的类型和特点 一 按有无行走机构可分为移动式塔式起重机和固定式起重机 移动式塔式起重机根据行走装置的不同又可分为轨道式 轮胎式 汽车式 履带式四种 轨道式塔式起重机塔身固定于行走底架上 可在专设的轨道上运行 稳定性好 能带负荷 行走 工作效率高 因而广泛应用于建筑安装工程 轮胎式 汽车式和履带式塔式起重机 无轨道装置 移动方便 但不能带负荷行走 稳定性较差 目前已很少生产 固定式塔式起重机根据装设位置的不同 又分为附着自升式和内爬式两种 附着自升塔式 起重机能随建筑物升高而升高 适用于高层建筑 建筑结构仅承受由起重机传来的水平载 荷 附着方便 但占用结构用钢多 内爬式起重机在建筑物内部 电梯井 楼梯间 借 助一套托架和提升系统进行爬升 顶升较繁琐 但占用结构用钢少 不需要装设基础 全 部自重及载荷均由建筑物承受 二 按起重臂的构造特点可分为俯仰变幅起重臂 动臂 和小车变幅起重臂 平臂 塔式 起重机 俯仰变幅起重臂塔式起重机是靠起重臂升降未实现变幅的 其优点是 能充分发挥起重臂 的有效高度 机构简单 缺点是最小幅度被限制在最大幅度的 30 左右 不能完全靠近塔 身 变幅时负荷随起重臂一起升降 不能带负荷变幅 小车变幅起重臂塔式起重机是靠水平起重臂轨道上安装的小车行走实现变幅的 其优点是 变幅范围大 载重小车可驶近塔身 能带负荷变幅 缺点是 起重臂受力情况复杂 对 结构要求高 且起重臂和小车必须处于建筑物上部 塔尖安装高度比建筑物屋面要高出 15 20 米 三 按塔身结构回转方式可分为下回转 塔身回转 和上回转 塔身不回转 塔式起重机 下回转塔式起重机将回转支承 平衡重主要机构等均设置在下端 其优点是 塔式所受弯 矩较少 重心低 稳定性好 安装维修方便 缺点是对回转支承要求较高 安装高度受到 限制 上回转塔式起重机将回转支承 平衡重 主要机构均设置在上端 其优点是由于塔身不回 转 可简化塔身下部结构 顶升加节方便 缺点是 当建筑物超过塔身高度时 由于平衡 臂的影响 限制起重机的回转 同时重心较高 风压增大 压重增加 使整机总重量增加 四 按起重机安装方式不同 可分为能进行折叠运输 自行整体架设的快速安装塔式起重 机和需借助辅机进行组拼和拆装的塔式起重机 能自行架设的快装式塔机都属于中小型下回转塔机 主要用于工期短 要求频繁移动的低 层建筑上 主要优点是能提高工作效率 节省安装成本 省时省工省料 缺点是结构复杂 维修量大 需经辅机拆装的塔式起重机 主要用于中高层建筑及工作幅度大 起重量大的场所 是目 前建筑工地上的主要机种 五 按有无塔尖的结构可分为平头塔式起重机和尖头塔式起重机 2 平头塔式起重机是最近几年发展起来的一种新型塔式起重机 其特点是在原自升式塔机的 结构上取消了塔尖及其前后拉杆部分 增强了大臂和平衡臂的结构强度 大臂和平衡臂直 接相连 其优点是 1 整机体积小 安装便捷安全 降低运输和仓储成本 2 起重臂耐 受性能好 受力均匀一致 对结构及连接部分损坏小 3 部件设计可标准化 模块化 互 换性强 减少设备闲置 提高投资效益 其缺点是在同类型塔机中平头塔机价格稍高 第二节 塔式起重机的性能参数 塔式起重机的技术性能是用各种参数表示的 其主要参数包括幅度 起重量 起重力矩 自由高度 最大高度等 其一般参数包括 各种速度 结构重量 尺寸 尾部尺寸及轨距 轴距等 下面分别简述 一 幅度是从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离 通常称为回转半径式工作 半径 对于俯仰变幅的起重臂 其俯仰的与水平的夹角在 13 度 65 度之间 因此变幅范围 较小 而小车变幅的起重臂始终是水平的 变幅的范围较大 因此小车变幅的起重机在工 作幅度上有优势 对于俯仰变幅起重机的实际吊钩幅度一般是将吊钩放至地面 然后用卷尺测量塔机中心到 吊钩的水平限高 对于小车变幅起重机的实际吊钩幅度可以将其在大臂上每节的长度相加 再加上塔机中心至大臂根部的长度即可算出实际吊钩的幅度 二 起重量 起重量是吊钩能吊起的重量 其中包括吊索 吊具及容器的重量 起重量因幅度的改变而 改变 因此每台起重机都有自己本身的起重量与起重幅度的对应表 俗称工作曲线表 起重量包括两个参数 即最大起重量及最大幅度起重量 最大起重量由起重机的设计结构确定 主要包括其钢丝绳 吊钩 臂架 起重机构等 其 吊点必须在幅度较小的位置 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 是一个很重要的参数 塔式起重机的起重量是随吊钩的滑轮组数不同而不同 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 为了防止塔式起重机起重超过其最大起重量 所有塔式起重机都安装有重量限制器 有的 称测力环 重量限制器内装存有多个限制开关 除了限位塔机最大额定重量外 在高速起 吊和中速起吊时 也可进行重量限制 高速时吊重最轻 中速时吊重中等 低速时吊重最 重 三 起重力矩 起重量与相应幅度的乘积为起重力矩 过去的计量单位为 TM 现行的计量单位为 KNM 1TM 等于 10KNM 额定起重力矩量是塔式起重机工作能力的最重要参数 它是防止塔机工作时重心偏移 而 发生倾翻的关键参数 由于不同的幅度的起重力矩不均衡 幅度渐大 力矩渐小 因此常 以各点幅度的平均力矩作为塔机的额定力矩 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 使操作人员一看 3 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 为了防止塔机工作时超力矩而发生安全事故 所有塔机都安装了力矩限位器 其工作原理 是当力矩增大时 塔尖的主肢结构会发生弹性形变而触发限位开关动作 力矩限制器也装 有多个限制开关 达到额定力矩之后 不仅起升不能动作 小车也不能向外变幅 另外 当达到 80 额定力矩之后 小车自动切断高速 只能慢速向前 防止因惯性而超力矩 四 起升高度 起升高度也称吊钩高度 是从塔机的混凝土基础表面 或行走轨道顶面 到吊钩的垂直距 离 对小车变幅的塔式起重机 其最大起升高度是不可变的 对于俯仰变幅的塔式起重机 其起升高度随不同幅度而变化 最小幅度时起升高度可比塔尖高几十米 因此俯仰变幅 的塔机在起升高度上有优势 塔机起升高度包括两个参数 一是塔机安装自由高度时的起升高度 二是塔机附着时的最 大起升高度 塔机在安装自由高度时不需附着 一般塔式起重机能达到 40 米 能满足小高 层以下建筑的需要 为了防止塔机吊钩起升超高而损坏设备发生安全事故 每台塔机上却安装有高度限制器 当吊钩上升到离臂架 1 2 米时自动切断起升电源 防止吊钩继续上升 五 工作速度 塔式起重机的工作速度包括 起升速度 回转速度 变幅速度 大车行走速度等等 在起 重作业中 起升速度是最重要的参数 特别是高层建筑中 提高起升速度就能提高工作效 率 同时吊物就位时需要慢速 因此起升速度变化范围大是起吊性能优越的表现 起升速度不仅与起升机构有关 而且与吊钩滑轮组的倍率有关 2 绳的比 4 绳快一倍 单 绳的比 2 绳快一倍 在起重作业中 回转 变幅 大车行走等 其速度都不要求过快 但必须能平稳地起动和 制动 能实现无极调速 变频控制是比较理想的 六 尾部尺寸 部件重量及外廊尺寸 下回转起重机的尾部尺寸是由回转中心至转台尾部 包括压重块 的最大回转半径 上回 转起重机的尾部尺寸是由回转中心线至平衡臂尾部 包括平衡块 的最大回转半径 塔式 起重机的尾部尺寸是影响塔机安装拆卸以及回转作业时的重要参数 塔式起重机的各部件的重量的外廊尺寸是塔机在运输 吊装拆卸时的重要参数 第三节 塔式起重机的用电安全 一 塔式起重机的供电系统 塔式起重机的供电系统为 380V 50HZ 三相四制线 中性线直接接地系统 所谓三相四制就是三相为火线 代号为 A 相 B 相 C 相 他们每两相之间的电压为 380V 称三相电源 用于三相用电设备 如电动机等 常称工业 动力 用电 另外一线为中 性线 代号为 N 当中心线直接接地时即为零线 代号为 0 零线与每相火线之间的电压都 为 220V 称单相电源 用于单相用电设备 如照明等 常称民用电 三相四线制的最大优 点就是既能提供三相供电也能同时提供单相供电 大大方便了用户使用各种电器设备 4 塔机起重机既有三相用电设备 也有单相用电设备 是一种用电量较大 组合各种用电设 备的大型机械 二 塔式起重机的接地和接零 1 采用单一的保护接地措施不能保证安全 在三相四线制中性线直接的电网中 如果采用单一的接地 当塔机金属结构漏电时 电流 经过塔机接地地阻和中性线接地电阻回到电源 由于两个接地地阻阻值基本相等 其分压 也基本相等 这样塔机接地地阻上就有 220V 一半的电压 由于电流不大 电压可长时间存 在 如果人站在潮湿的地上身体部位接触了漏电的塔身 就等干与塔机的接地电阻并联承 受相近的电压 这样就有可能有触电危险 2 采用保护接零措施虽能起保护作用但仍有安全隐患 在三相四线制中性线接地的电网中 塔机采用金属结构接工作零线的保护措施 当塔机金 属结构漏电时 漏电电流直接回到零线 形成相零短路 由于线路电阻小 电流很大 很 快将漏电线路上保险装置断开 这样就切断了漏电电源 起到保护作用 但是由于工作零 线在用电不平衡时有电流流过 而零线上存在一定的电阻 因此零线上就能产生一定的电 压 当设备的金属外壳接零时也就产生了一定的电压 同时造成了安全隐患 综上所述 在同一电网中 不允许有的设备接零 有的设备接地 因为当接地设备漏电时 零线对地也产生电压 所有接零设备就会带电 造成更大范围的安全隐患 3 采用三相五线制的用电系统能起到较理想的保护作用 所谓三相五线制就是在三相四线的基础上 加一根专用保护零线 常称 PE 线 首端与电源 端的工作零线相连 中间与工作零线无任何相连 末端进行重复接地 由于专用保护零线 平时无任何电流流过 设备外壳接在保护零线上 不会产生任何电压 因此能起到比较可 靠的保护作用 采用保护接零的措施必须保证设备的过载短路保护装置的可靠性 选择熔断器保护时不能 盲目加大保险容量 以保证熔断器的熔断作用 4 实行重复接地可进行双重保护也是防雷保护的需要 在保护接零的基础上进行重复进行有以下作用 A 减轻保护零线意外断线接触不良时接零设备上电击的危险性 B 减轻工作零线意外断线式接触不良时负载中性点的 漂移 C 进一步降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压 并缩短漏电故障持续时间 D 改善防雷性能 虽然塔机的金属结构及其预埋基础有防雷泄流的作用 由于重复接地对 雷电流起分流作用 可降低冲击过电压 综上所述 在三相五线制的电网中 设备外壳采 用保护接零加重复接地的措施定比较理想的保护措施 5 接地装置的要求 A 工作接地及保护接地的接地电阻不超过 4 欧 重复接地及防雷接地电阻不超过 10 欧 B 接地导线应用黄绿专用保护线 由于兼起防雷作用 宜用 25MM2 以上的多股铜芯线 C 接地体不宜少于两个 采用钢管 33 45mm 角铁 40 60mm 长 2 米以上 镀锌防锈 垂直埋设 上端入地 0 5 米 D 导线与接地体的连接必须牢靠 采用焊接或压接 5 三 塔式起重机的供电及导线 1 塔式起重机的供用电容量 塔式起重机的装机容量为塔机上所有用电设备容量的总和 而塔式起重机的供电容量为塔 机上同时运行的各用电设备的总和 由于塔机上一般同时运行的设备只有起升 回转行走 三大机构 所有将这三大机构用电量相加即为塔机的总用电量 由于电源变压器至塔机之间一般都有一定的距离 而塔机的电缆线也有一定的长度 因此 存在一定的线路压降 且塔机工作时频繁的起制动 尖峰电流经常出现 因而供电应考虑 到尖峰时塔机内外部压降之和为 5 10 所以为塔机供电的变压器的容量应大于塔机用电量 的一倍以上 若有其他大用单设备 变压器的容量需另计算 现将常用塔机的供电情况列 表如下 项目 设备型号 TC5610 63TM C5015 80TM F023B 120TM 起升 24KW 33 KW 51 5 KW 回转 3 7 KW 6 KW 8 8 KW 行走 3 3 KW 4 4 KW 4 4 KW 总用电量 31 KW 43 4 KW 64 7 KW 变压器容量 70KVA 90KVA 140KVA 2 供电线路的导线选择 目前在工地上多用架空线 铅线居多 由于用电负荷大 线路压降大 对塔机的安全运行 造成影响 在此情况下 塔机等大型设备宜采用专线供电 由于一般导线运行的最高温度不超过 60 C 至 70 C 否则导线的绝缘就会损坏和老化 因此 合理地选择导线是安全运行的重要因素 下面例举主要导线在 35 环境温度下的安 全参功值 线径 16 平方米 25 平方米 35 平方米 50 平方米 铅线 65A 83A 100A 126A 铜线 80A 100A 125A 140A 为了帮助记忆 有个口诀可粗略计算导线的许用电流 口诀是 10 下五 100 上二 25 3 5 四 三界 70 95 两倍半 穿管温度八 九折 铜线升级算 裸线加一半 意思是以铝 线为例 截面积 10mm2 时 每平方毫米许用电流约为 5A 截面积 100 mm2 每平方毫米 许用电流为 2A 截面积 25 mm2 且 10 mm2 时没平方毫米许用电流为 4A 截面积 35 mm 2 且 70 mm2 时 每平方毫米许用电流为 3A 截面积为 70 mm2 和 95 mm2 时 每平方毫米 许用电流为 2 5A 如穿管敷设应打 8 折 如环境温度超过 35 则打九折 铜导线的许用电 流打约与较大一级的铅导线的许用电流相等 裸导线许用电流可提高 50 在三相四线电网中 塔机和其他三相用电设备 其总工作电流可以用其总功率的 2 倍来粗 略估算 因此以下几种类型的塔机专用供电导线和电缆的参考值如下表 项目 设备型号 60KNM 塔机 80KNM 塔机 120KNM 塔机 工作电流 60 70A 80 90A 130 140A 铅芯导线 25 mm2 35 mm2 70 mm2 铜芯导线 16 mm2 25 mm2 35 50 mm2 6 铜芯电缆 16 mm2 25 mm2 50