2011塔式起重机讲义PPT演示幻灯片

塔式起重机成都市建设工程安全监督站余安,1,一、塔式起重机的分类,1、按架设方式塔机按架设方式分为快装式塔机和非快装式塔机。2、按变幅方式（1）小车变幅塔机指通过起重小车沿起重臂运行进行变幅的塔式起重机。按臂架小车轨道与水平面的夹角大小又可分为水平臂小车变幅塔机和倾斜臂小车变幅塔机（2）动臂变幅塔机指通过臂架俯仰运动进行变幅的塔式起重机。3、按臂架结构型式（1）小车变幅塔机A、按臂架结构型式可分为：定长臂小车变幅塔机；伸缩臂小车变幅塔机；折臂小车变幅塔机B、按臂架支承型式可分为：平头式塔机和非平头式塔机。,2,某型小车变幅塔机示意图,某型动臂变幅式塔机示意图,定长臂小车变幅塔机,伸缩臂小车变幅塔机,折臂小车变幅塔机,（2）动臂变幅塔机动臂变幅塔机按臂架结构型式分为：定长臂动臂变幅塔机和铰接臂动臂变幅塔机。,平头（锤式）塔机示意图,3,4、按回转方式（1）上回转塔机（2）下回转塔机,上回转式塔式起重机的几种型式a)塔帽式；b）转柱式；c）平台式1-行走台车及横梁；2-门架；3-塔身；4-臂架；5-平衡臂架；6-塔顶；7-塔帽；8-转柱；9-人字架；10-转台,4,5、按塔式起重机有无运行机构分,（1）移动式塔式起重机（2）固定式塔式起重机1）附着式2）内爬式,5,6、按起重量分类分为轻型塔式起重机、中型塔式起重机和重型塔式起重机,6,平头塔机,（一）平头塔机主要特点：1、取消了塔顶和起重臂拉杆，安装方便、快捷、省时。2、由于起重臂更容易在空中拼装，降低了安装塔机时，对施工场地、安装设备的要求。3、由于起重臂可在空中拆卸，平头塔机特别适合一些特殊工程的施工要求，如电力行业冷却塔、斜拉索大桥的施工。,7,动臂式塔机,动臂塔机的变幅是起重臂通过变幅机构钢丝绳的收放绕着铰点上下仰、俯来实现。1、起重臂上仰时，起升高度相应增加而不需要靠增加塔身标准节来实现，2、动臂塔机平衡臂（转台）的回转半径很短，起重臂上仰时，塔机工作幅度随之减小，因此十分有利于塔机灵活地避开空中的障碍物，减少施工工地塔机群之间的相互干扰。3、动臂变幅式塔机的最大起重量比相同起重力矩的水平臂塔机的大，很适合那些一次起吊的重量比较大的施工。4、动臂塔机结构复杂，能耗高。动臂塔机的适用范围：1、动臂塔机主要用于工期要求紧、吊装量大的建筑施工。2、起重量大的水电、火电建设工程。3、某些国家和地区（如英国、美国加利福尼亚州、东南亚某些国家）对塔机臂架和平衡臂进入施工区域以外的空间有严格的法律规定，这些国家和地区只能使用动臂变幅式塔机。,8,二、塔式起重机型号分类及表示方法,为了促进企业品牌建设和与国际接轨，现行规范取消了对塔式起重机标识的要求，允许企业可以自定型号标识，但规定在企业的企业标准或相关资料中应有类、组、型的标识说明，并规定“制造商应在塔式起重机产品技术资料、样本和产品显著部位标识产品型号”，用户可通过制造商的公开信息方便的理解制造商标识型号所表示的产品类别。同时，规格参数中“至少要包含塔机的最大起重力矩，单位为吨米（tm）”，最大起重力矩至少要园整到整数。通常，塔式起重机型号的编制方法可按如下方法来编制。,例1：如某厂生产的QTZ80表示如额定起重力矩为80tm的上回转自升式塔式起重机.例2：目前国内有的塔机厂家根据国外标准，用塔机最大臂长（m）与臂端（最大幅度）处所能吊起的额定重量（KN）两个主参数来标记塔机的型号。如中联的QTZ100又一标记为TC5613，其意义：TC5613T-塔的英语第一个字母（Tower）；C-起重机英语第一个字母（Crane）；56-最大臂长56m；13-臂端起重量13KN（1.3吨）。,9,三、塔式起重机的构成,任何一台塔式起重机，不论其技术性能还是构造上有什么差异，总可以将其分解为：金属结构、工作机构和驱动控制系统三个部分。,10,11,（一）塔式起重机的金属结构,金属结构是塔式起重机的骨架。它承受着起重机自重以及作业时的各种外载荷，是塔式起重机的主要组成部分。因此，金属结构各组件的完好、安装拆卸，对塔式起重机可靠性、安全性等都有着重要的意义。塔式起重机的金属结构部分包括底架、塔身、回转支座、塔帽、臂架、平衡臂、通道和平台。,12,【塔顶】,塔顶是一个斜锥体，上端通过拉杆与起重臂和平衡臂连接并使二臂保持水平，下端用4个销轴与回转塔身连接，为了安装起重臂拉杆和平衡臂拉杆，在塔顶上部设有工作平台和滑轮组。,13,【基础节、塔身】,基础节塔身（标准节和套架）,14,塔身标准节,塔身节按设计强度设计有不同规格，有加强节（或基础节）和标准节，加强节之间用8-M24特制高强度螺栓连接，标准节之间用8-M24特制高强度螺栓连接，每三节有一休息平台，同一规格标准节具有互换性.,15,【回转支座】,上回转支座下回转支座,16,【臂架、平衡臂】,17,(二）塔式起重机的工作机构,塔式起重机的工作机构是为实现塔式起重机不同的机械运动要求而设置的各种机械部分的总称。包括起升、回转、变幅、运行等机构，对快速安装式塔式起重机还应有架设机构（立塔、塔身伸缩、展臂等），对非快速安装的塔式起重机则还有有顶升机构。各个工作机构，既可单独工作，也可根据需要23个机构协同配合工作，以利于加快施工速度。,18,1、回转机构,回转机构是为塔机上部回转提供动力的传动装置，它能使起重臂架作360的回转，改变吊钩在工作平面内的位置，目的是用来扩大塔式起重机的工作范围，提高工作效率；该装置由力矩电机、行星减速器、小齿轮等组成、为了控制其回转范围，通常还装有回转限位器。,19,某厂QTZ63型塔机回转机构,塔式起重机的电动回转机构常配有制动器，一般采用可操纵的常开式制动器，以避免制动作用过猛，遇有强风时，亦能自动回转到顺风位置，减小倾覆危险（采用常开式制动器时，应有制动器制动后的锁住装置）。,回转电机,常闭式制动器,液力偶合器,行星齿轮减速器,小齿轮,回转限制器,上支座,下支座,20,两种回转机构传动示意图,在塔机回转机构中常用的是卧式电动机与涡轮减速器传动、立式电动机与行星齿轮传动两种形式的机械传动装置。,卧式电动机与涡轮减速器传动1-电动机；2-联轴器；3-蜗轮；4-螺母；5-弹簧；6-摩擦锥体；7-蜗杆；8、10-小齿轮；9-大齿轮；11-大齿圈,立式电动机与行星齿轮传动1-电动机；2-液力耦合器；3-行星齿轮减速器；4-小齿轮；5-大齿圈；6-上下座圈,21,回转塔身,回转塔身下端用销轴与上支座相连接，上部与塔顶销接，前后两端耳板分别与平衡臂和起重臂连接。上部装有起重量限制器。,用销轴与上支座相连,与起重臂连接,与平衡臂连接,22,2、塔式起重机的变幅机构,塔式起重机的变幅机构可能改变吊钩的幅度位置，用来扩大塔式起重机的工作范围，提高工作效率；塔机的变幅机构按工作性质可分为：非工作变幅机构：只在空载时改变幅度，调整塔式起重机取物装置的工作位置，变幅速度较小，在装卸重物过程中幅度不再改变。工作变幅机构：能使塔式起重机在带载情况下变幅，能更好地满足装卸工作需要，使用较频繁，变幅速度较高，通常配有限速和防止超载的安全装置。塔机的变幅机构按运动形式可分为：动臂式变幅机构：通过吊臂俯仰实现变幅，通常用钢丝绳滑轮组（使用较多）、液压油缸使吊臂做俯仰运动实现变幅。小车变幅机构：通常分为自行式和绳索牵引式两类，,自行式驱动装置装置在小车上，牵引式是通过牵引机构的运动，使起重小车沿吊臂上的轨道（弦杆）移动实现变幅的，适用于大幅度、起重量较大的起重机。,23,塔式起重机的小车变幅机构（牵引式）,多极电机连接行星齿轮，带动变幅卷筒运动，通过变极获得不同变幅速度；减速机置于卷筒内。电机尾部带有一盘式制动器，当小车电机断电时延时制动。幅度限位器用于防止误操作，使小车在碰到起重臂根处的缓冲器前即停止运行。,幅度限位器,24,QTZ160（TC6020）塔机的变幅机构,幅度限位器,幅度限位器,25,某型塔机变幅机构,26,3、塔式起重机的起升机构,塔式起重机的起升机构是实现吊运物品的上升与下降的机构，由驱动装置、传动装置、制动装置和工作装置四个部件所组成。,27,一般情况下起升机构由电机通过齿形联轴节带动减速箱（在减速箱输入轴端装有常闭式液力推杆制动器），再驱动卷筒（有的在卷筒一侧装有高度限位器）、滑轮组运动，配有起升制动器。起升机构能使塔式起重机的起升获得不同的起升速度。如某型塔机当采用2绳时起升速度可达80m/min、40m/min、10m/min，当采用4绳时可达40m/min、20m/min、5m/min。,1-电动机；2-联轴器；3-减速器；4-卷筒；5-导向滑轮；6-滑轮组；7-吊钩；8-制动器,3,8,1,4,高度限位器,高度限位器,8,4,3,1,28,某型塔机起升机构尺寸,29,QTZ160（TC6020）塔机塔式起重机的起升机构,采用双速绕线电机串电阻调速,获取不同工作速度,配置涡流制动器,获取稳定下降速度,实现起升机构的平稳启制动、高速工作、缓慢就位的功能。塔式起重机起升机构的制动器应是常闭型的，与电动机联锁，即电机通电时松闸，断电时上闸，以保证起升机构工作正常，安全可靠。,电机,制动器,卷筒,减速器,导向轮,30,4、塔式起重机的顶升机构,顶升机构使塔式起重机的回转部分升降，从而改变塔式起重机的工作高度。塔式起重机的顶升机构通常有绳轮顶升机构、链轮顶升机构、齿条顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机构等类型。目前，自升式塔式起重机的顶升机构多为液压顶升机构,图为某型塔式起重机的顶升机构示意图1-液压机组；2-液压油缸支架；3-液压油缸；4-顶升扁担梁；5-顶升爬爪；6-塔身标准节；7-塔身基础加强节；8-支承销；9-爬升框架；10-导向楔紧装置,31,顶升机构,主要包括油箱、电动机、油泵、分配阀、高压管、油缸等部分。1.油箱：油箱是由3mm钢板焊接而成，采用立式电动机。加油口在油箱上盖，对加入油箱的油进行第一次过滤，油泵吸油口装有滤油器，使进入油泵的油进一步过滤。2.油泵：一般情况下配套40以下泵站为16Mpa的齿轮泵，6380泵站为压力20Mpa的齿轮泵或32Mpa的柱塞泵。3.分配阀：本泵站采用了M机能的手动换向阀，在换向阀处于中立位置时系统能自行卸荷，换向阀上装有溢流阀、单向调速阀等。4.高压油管：本系统采用8*2或10*3的油管，油管头为压制的专门油管接头。5.油缸：本系统采用油缸的型号为HSGK双作用单活塞杆油缸，油缸头采用卡键式。,32,某型塔机液压顶升系统示意图,33,塔机的顶升机构,34,内爬式塔机的顶升,35,5、塔式起重机的行走机构,对于移动式塔式起重机，行走运行机构能使整台塔机位置移动，从而改变其作业地点，扩大作业范围，提高工作效率。通常有有轨和无轨两种运行机构之分，施工现场塔机应用较多的为有轨运行机构。,单边集中驱动大车运行机构示意图1-电动机；2-制动器；3-减速器；4-传动轴；5-行走车轮,双边集中驱动大车运行机构示意图1-电动机；2-制动器；3-减速器；4-传动轴；5-开式齿轮；6-主动车轮,几种分别驱动运行机构示意图a）标准立式减速器驱动装置；b）卧式减速器驱动装置；c）蜗轮蜗杆减速器驱动装置1-电动机；2-制动器；3-减速器；4-行走轮；5-联轴器；6-蜗轮蜗杆减速器，7-传动轮,36,四川建机厂M1200、M900塔机行走机构。行走速度：034m/min,四川建机厂H及F系列等多种行走式塔机行走机构,37,移动型塔式起重机的行走机构,移动型塔式起重机行走机构有二个主动台车，主动台车由电机、液力偶合器、蜗轮减速器、盘式制动器、开式齿轮幅和行走轮等组成。液力偶合器保证塔机起制动平稳。,38,（三）塔式起重机的控制系统,塔式起重机的各个工作机构的电动机的起动、止动、换向以及变速等运动都是通过控制系统来实现的。控制系统通常由控制电路和联动操作台组成。控制电路的主控箱一般位于塔式起重机平衡臂前部，回转及起升电阻箱设在主控制箱旁边；驾驶室控制箱设于驾驶室内。,左操纵箱（变幅和回转）右操纵箱（起升）1-操纵杆；2-急停按钮；3-起动按钮；4-停止工示灯；5-工作指示作指灯；6-超重减速指示灯；7-超重指示灯；8-超力矩指示灯；9-电铃按钮；10-回转制动开关,39,两种型号联动工作台操控位置,40,塔式起重机的驾驶室,某型塔机的驾驶室和内置联动操作台,41,PCL控制系统,塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制。,系统流程图,系统总框图,42,某厂塔机控制柜,43,四、塔式起重机的主要性能指标,1、塔式起重机的起重量塔式起重机的起重量是是指塔式起重机能吊起重物的质量Q包括：（1）、最大起重量最大起重量指塔式起重机起重臂处于最小幅度时允许起吊的最大起重量。一般塔式起重额定起重量是指最大起重量（铭版上标定的起重量）。（2）、最大幅度起重量塔式起重机最大幅度起重指起重本臂处于最大幅度时允许起吊的最大起重量。2、起升高度指塔机运行或固定独立状态时，空载、塔身处于最大高度、吊钩处于最小幅度处，吊钩支承面对塔机基准面的允许最大垂直距离。3、工作幅度塔式起重机的工作幅度指额定起重量下起重机固转中心轴线到吊钩中心的水平距离,用R表示（m）,4、工作速度塔式起重机的工作速度主要包括起升、变幅、回转和行走的速度。,5、最大起重力矩指塔机最大额定起重量重力与其在设计确定的各种组合臂长中所能达到的最大工作幅度的乘积。,44,QTZ630（QTZ5013）起重指标,45,五、塔式起重机的安全装置,塔式起重机的安全装置可分为以下几类：超载限制器（起重量限制器、力矩限制器）行程限位器（起升高度限位器、回转限位器用在不设中央集电环的塔式起重机、变幅行程限位器、运行限位器仅用于轨道行走）安全止挡和缓冲器（对变幅和运行有行程限制的运动）,46,塔机的安全保护装置,塔式起重机安全装置的作用是防止塔式起重机司机误操作及疏忽操作而引起塔机的恶性事故。塔式起重机安全装置在塔机上的大致安装位置见图,47,（一）限位器,1、行走限位器规范规定“对于轨道运行的塔机，每个运行方向应设置限位装置，其中包括限位开关、缓冲器和终端止挡。应保证开关动作后塔机停车时其端部距缓冲器最小距离为1000mm，缓冲器距终端止挡最小距离为1000mm”。用以限制轨道式塔式起重机大车行走范围，防止大车越位行走而造成的出轨倒塔事故；2、幅度限位器（1）小车变幅（行走）限位器规范规定“对小车变幅的塔机应设置小车行程限位开关和终端缓冲装置。限位开关动作后应保证小车停车时其端部距缓冲装置最小距离为200mm”。限制载重小车行走范围，同时保证在小车到达塔吊起重臂头部或根部之前停车，防止小车越位事故的发生（2）动臂变幅限位器规范规定“对动臂变幅的塔机，应设置幅度限位开关，在臂架到达相应的极限位置前开关动作，停止臂架再往极限方向变幅”防止臂架超越设置的幅度极限，发生塔机倾覆事故。,48,变幅限位,限位开关动作后小车停车位置示意图,某型动臂幅度限位指示器示意图1-拨杆；2-刷托；3-电刷；4、5-限位开关；6-撞块,49,高度限位,某型动臂俯仰变幅塔机顶杆式高度限位器1-限位开关2-凸轮；3-顶杆；4、5-滑轮,某型小车变幅用螺杆式高度限位器1-外壳；2-螺杆；3-导向杆；4-移动螺母；5-调整螺栓；6-限位开关,50,高度限位,吊钩装置顶部与小车架下端的最小距离示意图,51,3、回转限位器用来限制塔机的回转角度，以免扭断或破坏电缆。回转限位器通常安装在塔机的回转机构的上支座上，控制塔机的回转范围。通常安装在塔机的回转机构的上支座上，控制塔机的回转范围，4、起升高度限位器作用是防止塔机吊钩行程超过极限，破坏塔机吊臂和出现钢丝绳乱绳现象。起升高度限位器通常安装在起升机构的卷筒侧，通过控制卷筒转动圈数来控制起升高度，可根据所需高度进行调整。（1）对动臂变幅的塔机，规范规定起升高度限位器应具有“当吊钩装置顶部升至起重臂下端的最小距离为800mm处时，应能立即停止起升运动，对没有变幅重物平移功能的动臂变幅的塔机，还应同时切断向外变幅控制回路电源，但应有下降和向内变幅运动”的功能。（2）对小车变幅的塔机，现行规范规定起升高度限位器应具有“当吊钩装置顶部升至小车架下端的最小距离为800mm处时，应能立即停止起升运动，但应有下降运动”的功能,52,回转限位器,高度限位器,53,某厂生产的FKDX高度/幅度/回转限制器,幅度限位器幅度限位器通常安装在小车变幅机构上或起重臂小车轨道两端（前、后限位）,54,（二）限制器,1、重量限制器2、力矩限制器,55,重量限制器,重量限制器限制塔机的最大起重量和相应起升速度下的最大起重量。重量限制器通常焊固在起重臂的上弦杆上或回转塔身上（图为安装在回转塔身上重量限制器）,起重量限制器,56,某型重量限制器,57,FKDXL型力矩限制器,力矩限制器限制塔机的最大起重力矩和最大起重力矩80%预警,弓板形力矩限制器,被人为卡死,58,塔式起重机的其它安全装置,应急装置1、小车变幅绳断绳保护装置2、小车断轴防坠落装置3、紧急事故开关非工作状态的安全装置（轨道上防风抗滑的夹轨器、锚定装置）环境危害预防装置（风速仪、航空障碍灯、防雷击措施、扫轨板、防碰撞装置）,59,4、QAKJ-6塔机区域保护器（空间限制系统）,主要功能特点：一、塔机区域安全保护系统主要功能1）临近塔机安装位置的道路、学校、住宅、办公楼、铁路、电网等，均可以通过塔机安全区域保护系统划分成一个或多个区域进行保护。2)保护区域采用两点、三点、四点及多点设置形式（比弧线设置更加精确），实现了塔机最大空间作业面积。3)可实现高达6个周边受保护区域的设置，自动防止吊钩进入保护区域及塔机起重臂撞上障碍物。（符合GB/T5031中的工作空间限制器要求）4)系统每隔0.5秒自动储存工作记录，可以累积储存30万次以上循环记录，管理者可转存此数据，并可以把它作为对塔机进行检查、大修和事故判定的依据。,采用塔机安全管理系统模块化设计，将其中幅度限位器和回转限位器，集成为区域安全保护系统,60,区域保护器技术参数,技术参数：,61,保护区域示意图：（区域保护各点按顺时针方向设置）,情况一：保护区域内障碍物高度大于塔机大臂的高度,情况二：保护区域内障碍物高度小于塔机大臂的高度1)设置两点直线保护区域：依次连接2点可实现如图保护区域,2)设置三点保护区域：依次连接3点可实现如下保护区域。,3)设置四点保护区域：依次连接4点可实现如图保护区域。,4)设置多点保护区域：依次连接多点可实现如下保护区域（必须是凸多边形）,5)任何形状的保护区域均可以由以上几种保护区域图形拼合组成，如图：,62,区域保护器安全位置图,63,5、塔式起重机防倾翻监控仪,如图1所示，塔式起重机防倾翻监控仪是由倾角测量装置和倾角显示报警装置组成。倾角测量装置是由密闭容器、倾角传感器、信号处理电路板组成，安装于塔机回转支承的某一主肢上，主要测量塔身的倾角。倾角显示报警装置包括显示屏、按钮、蜂鸣器、