塔式起重機基礎(chǔ)知識講

塔式起重機基礎(chǔ)知識

第1頁，共91頁。塔式起重機基礎(chǔ)知識一、國內(nèi)外塔式起重機的發(fā)展概況（一）國外概況1900年――第一項有關(guān)塔式起重機的專利誕生。（西歐）1905年――出現(xiàn)了第一臺塔身固定的，有臂架的原始塔機。1923年――出現(xiàn)了第一臺較完整的近代塔機。1930年――德國開始批量生產(chǎn)塔機，用于建筑施工。1941年――第一部塔機標(biāo)準(zhǔn)――德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN8670公布了，首次正式規(guī)定t·m――起重力矩表示塔機的起重能力。1946年~1979年――二戰(zhàn)以后，隨著戰(zhàn)后重建和經(jīng)濟發(fā)展，塔機在西方工業(yè)化國家高速發(fā)展。1980年至今――受建筑市場的影響，發(fā)展低迷。第2頁，共91頁。（二）中國情況1953年――從原民主德國引進(jìn)“建筑師－I”型塔機1954年――在撫順試制成功第一臺TQ2-6型塔機1954年~1979年――低水平慢速發(fā)展1980年~1989年――較快發(fā)展（改革開放的結(jié)果：生產(chǎn)廠家?guī)资遥?991年~1999年――快速發(fā)展（廠家增加，產(chǎn)量增加，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)加快，研發(fā)能力提高，對制造業(yè)實行生產(chǎn)許可，對安裝實行資格許可，對使用實行監(jiān)督檢驗許可，開始規(guī)范管理，生產(chǎn)廠家百余家）2000年至今――火（經(jīng)濟火――房地產(chǎn)業(yè)火――建筑業(yè)火――廠家大量增加（500余家）――產(chǎn)量巨增（出現(xiàn)了一個建筑工地幾十臺塔機作業(yè)的火熱景象）→事故頻發(fā)！第3頁，共91頁。（三）我國塔機標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)情況有關(guān)塔機的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，迄今已頒布施行的有：JG/T5037-93塔式起重機分類GB/T9462-1999塔式起重機技術(shù)條件GB/T54-1999塔式起重機司機室技術(shù)條件JG/T53-1999塔式起重機車輪技術(shù)條件JG/T89-1999起重設(shè)備、吊鉤防脫棘爪的設(shè)計要求JG/T72-1999塔式起重機用限矩型液力偶合器第4頁，共91頁。JG/T5111-1999長期堵轉(zhuǎn)力矩電動機式電纜卷筒GB/T13752-1992塔式起重機設(shè)計規(guī)范JG/T5112-1999塔式起重機鋼結(jié)構(gòu)制造與檢驗GB/T5031-1994塔式起重機性能試驗GB/T17806-1999塔式起重機可靠性試驗方法GB/T17807-1999塔式起重機結(jié)構(gòu)試驗方法JG/T100-1999塔式起重機操作使用規(guī)程GB5144-1994塔式起重機安全規(guī)程第5頁，共91頁。我國標(biāo)準(zhǔn)分類：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)分為：強制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn)二、塔機的分類、組成、和參數(shù)（一）名稱由來英文名稱――tower(塔)crane（起重機），名稱因該類起重機的外型象“塔”而來！第6頁，共91頁。第7頁，共91頁。（二）主要用途主要用于起升高度大，作業(yè)半徑大的工業(yè)、民用建筑施工，以及電站、水利、港口、造船等施工作業(yè)。（三）分類1.按回轉(zhuǎn)支承位置分上回轉(zhuǎn)塔機下回轉(zhuǎn)塔機2.按變幅方式分主要有（1）小車變幅式（2）動臂變幅式第8頁，共91頁。3.按安裝方式分（1）快速安裝式（下回轉(zhuǎn)式）（2）非快速安裝式（上回轉(zhuǎn)式）4.按底架固定情況分（1）固定式（2）軌行式5.升高方式分（1）自升式（2）固定高度自升式（1）附著式（2）內(nèi)爬式第9頁，共91頁。（四）塔機參數(shù)基本參數(shù)及定義塔機參數(shù)包括基本參數(shù)及主參數(shù)。基本參數(shù)共1１項，其名稱及定義示于表1.表1塔機基本參數(shù)及定義（據(jù)GB5031-1994）名詞術(shù)語定義1.幅度2.起升高度3.額定起升載荷4.軸距5.輪距6.起重機重量塔機空載時，塔機回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心垂線的水平距離.空載時，對軌道式塔機，是吊鉤內(nèi)最低點到軌頂面的距離；對其他型式起重機，則為吊鉤內(nèi)最低點到支承面的距離。在規(guī)定幅度時的最大起升載荷，包括物品、取物裝置（吊梁、抓斗、起重電磁鐵等）的重量同一側(cè)行走輪的軸心線或一組行走輪中心線之間的距離同一軸心線左右兩個行走輪或左右兩側(cè)行走輪組、輪胎或輪胎組中心徑向平面間的距離包括平衡重、壓重和整機重第10頁，共91頁。7.尾部回轉(zhuǎn)半徑8.額定起升速度9.額定回轉(zhuǎn)速度10.最低穩(wěn)定速度11．工作級別回轉(zhuǎn)中心線至平衡重或平衡臂端部最大距離在額定起升載荷時，對于一定的卷筒卷繞外層鋼絲繩中心直徑、變速擋位、滑輪組倍率和電動機額定工況所能達(dá)到的最大穩(wěn)定起升速度。如不指明鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)，既按最外層鋼絲繩中心計算和測量帶著額定起升載荷回轉(zhuǎn)時的最大穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為了起升載荷安裝就位的需要，起重機起升機構(gòu)所具備的最小速度分為Ａ１～Ａ６最大獨立起升高度、最大工作幅度（標(biāo)準(zhǔn)臂長）、最大額定起重量第11頁，共91頁。主參數(shù)——公稱起重力矩所謂公稱起重力矩是指起重臂為基本臂長時最大幅度與相應(yīng)額定起重量重力的乘積。主參數(shù)系列見表2。表2塔機主參數(shù)系列（kN·m）公稱起重力矩100160200250315400500600800100012501600200025003150400050006300第12頁，共91頁。第13頁，共91頁。按作用和工作性質(zhì)區(qū)分，塔式起重機一般由下列部分組成：1.結(jié)構(gòu)由底架、塔身、回轉(zhuǎn)支座、塔頂、平衡臂、吊臂、司機室、梯子與平臺、頂升套架和橫梁部分組成。2.機構(gòu)由起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)、運行機構(gòu)、架設(shè)機構(gòu)、液壓機構(gòu)等部分組成。3.電氣由電源、電線與電纜、控制與保護、電動機等部分組成。4.安全裝置由超載限制器、行程限位器、安全止擋和緩沖器、應(yīng)急裝置、非工作狀態(tài)安全裝置、環(huán)境危害預(yù)防裝置等部分組成。第14頁，共91頁。5.附屬裝置由配重與壓重、基礎(chǔ)與軌道、拖運裝置、附著框架及連桿、內(nèi)爬框架、排繩與拖繩裝置、電纜卷筒、檢修裝置等部分組成。這些組成部分中，1、2、3、4中的大部分是任何類型的塔式起重機都必須具備的5的部分，則因塔式起重機的類型和用途不同而配置。而且其中的有些部分應(yīng)由用戶自行準(zhǔn)備，如配重、壓重、軌道、基礎(chǔ)、附著連桿等。各組成部分由于其作用、性質(zhì)、形式不同，在設(shè)計、制造、檢驗、維護等方面均有不同特點和要求。第15頁，共91頁。（六）塔機起重量特性曲線的確定原則1.起重量特性曲性的確定原則*塔式起重機起重量特性曲線的確定要求，可由下列因素控制：1)起升系統(tǒng)強度，如起升電機、制動器、卷筒與鋼絲繩、吊鉤等；2)結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性；3)整機抗翻穩(wěn)定性；4)最大安全工作載荷；5)起重力矩限制器控制的設(shè)定值（實際曲線）。第16頁，共91頁。QQRmaxRmaxRL（最大額定起重量對應(yīng)的有效工作幅度）QmaxO2.影響起重量特性曲線相關(guān)的具體因素和影響情況*（1）變幅小車、吊鉤滑輪組、鋼絲繩的自重q（曲線下移）（2）臂架的長度（增長——下移）（3）起升繩倍率和變幅小車型式（4倍率較2倍率——下移）（4）起升高度（高度增加——下移）（5）起重力矩限制器（遠(yuǎn)點一致，近點上移）Q=M/（R－d）－qd對（R－d）的影響情況,使R減小而Q增大！第17頁，共91頁。產(chǎn)品類組代號（漢語拼音第一個字母）形式、特征代號（漢語拼音第一個字母）主參數(shù)代號（起重力矩Kn·m）（七）塔機型號的編制方法為了快速有效地區(qū)別各種塔機的品種規(guī)格，我們應(yīng)當(dāng)了解我國塔機的型號編制方法。根據(jù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ04008《建筑機械與設(shè)備產(chǎn)品型號編制方法》的規(guī)定，我過塔式起重機的型號編制圖示如下：

設(shè)計序號塔式起重機是起（Q）重機大類的塔（T）式起重機組，故前兩個字母為QT；特征代號看你強調(diào)什么特征，如塊裝式用K，自升式用Z，固定式用G，下回轉(zhuǎn)用X等等。例如：QTK400—代表起重力矩400kN·m的塊裝式塔機。QTZ800B—代表起重力矩800kN·m的自升式塔機，第二次改型設(shè)計。第18頁，共91頁。三、塔機的金屬結(jié)構(gòu)塔式起重機的結(jié)構(gòu)部分包括底架、塔身、回轉(zhuǎn)支座、塔頂、臂架、平衡臂、通道和平臺、司機室等主要材料采用機械性能高、工藝性好的軋制鋼材，如GB700中的Q235B、Q235C，GB3077中的Q345（16Mn）；是主要連接方法，銷軸和螺栓連接則用于為方便運辦理與安裝的可拆部位。由于塔式起重機在戶外露天使用，一般規(guī)定環(huán)境溫度為－20~+40℃，并且承受雨、雪、大氣等的侵蝕。因此，在選擇材料、焊接設(shè)計時要保證良好的抗低溫脆斷性，具有可靠的沖擊韌性保證；在抗腐蝕、避免結(jié)冰膨脹破壞方面，都要采取相應(yīng)措施。第19頁，共91頁。（一）底架第20頁，共91頁。底架是塔式起得機中承受全部載荷的最底部結(jié)構(gòu)件，它可以安裝在行走臺車上或固定支腿上，也可以安裝在地面基礎(chǔ)上。一般有下述幾種形式：（1）X型大型塔式起重機往往采用，特點是重量較輕，受力明確；（2）＃字型中小型塔式起重機多用此型，制造簡單；（3）帶有可折疊的支腿型用于下回轉(zhuǎn)的快速安裝型塔式起重機，方便于整體拖運；（4）軌距可變拖型適用于彎軌運行的行走式塔式起重機；（5）雙W型這是國外大型塔式起重機較新的結(jié)構(gòu)，例如H30/23C、MD900等，桿件長度小，便于運輸與貯存；（6）門座型這是造船與港口塔式起重機所必須的形式，跨度大、凈空高，輪壓小，可滿足船只、碼頭上運辦理車輛從中通過。第21頁，共91頁。對下回轉(zhuǎn)的塔式起重機，底架上安裝有回轉(zhuǎn)支承；對上回轉(zhuǎn)的，底架上部與塔身連接。底架經(jīng)常要留有安裝和固定壓重、電纜卷筒的位置和裝置。第22頁，共91頁。（二）塔身大多數(shù)塔式起重機的塔身都是空間桁架結(jié)構(gòu)，對上回轉(zhuǎn)塔式起重機來說，塔身是不回轉(zhuǎn)的；對下回轉(zhuǎn)的，塔身則是與臂架同時回轉(zhuǎn)的，其區(qū)別是前者主肢在回轉(zhuǎn)一周內(nèi)承受交變載荷。而無論上、下回轉(zhuǎn)，塔身均承受較大的壓、彎、扭轉(zhuǎn)、剪切載荷作用，強度、剛度、穩(wěn)定及抗疲勞能力的校核都十分重要。對可接高的塔身，可分為帶有套架、側(cè)面頂升，及內(nèi)外伸縮塔身，中心頂升的兩種型式。第23頁，共91頁。塔身節(jié)的制造精度必須穩(wěn)定，保證在同一型號塔式起重機中絕對互換。塔身節(jié)的連接，主要有高強度螺栓、抗剪螺栓、橫向銷軸、瓦套連接等。第24頁，共91頁。高強螺栓橫向銷軸瓦套連接第25頁，共91頁?！邚姸嚷菟ń榻B：1.標(biāo)準(zhǔn)：a.GB9098.1-82《緊固件機械性質(zhì)螺栓、螺釘和螺母》b.GB1231《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺栓、螺母、墊圈技術(shù)條件》c.JG/T5057.40-1995《建筑機械與設(shè)備高強度緊固件技術(shù)要求》2.性能等級a.各類高強度螺栓的性能等級為8.8、9.8、10.9、12.9級b.各類高強度螺母的性能等級為8、9、10、12c.各類高強度墊圈的性能等級為300HV。—維氏硬度第26頁，共91頁。3.性能等級所表示的含義a.螺栓：10.99—表示公稱屈服點（σs）或公稱屈服強度（σ0.2）與σb的比值的10倍。10—表示公稱拉力強度（σb）的1/100。（σ0.2）桿件變形是達(dá)0.2%時之強度。第27頁，共91頁。機械性能性能等級8.89.810.912.9抗拉強度σbN/mm2公稱80090010001200min83090010401220屈服強度σ0.2N/mm2公稱6407209001080min6607209401100b.螺母：10表示公稱抗拉強度σb的1/100。4.常用材料有中碳鋼和中碳合金鋼：12.9—35CrMo40Cr42CrMo10.9—20MnTiB35UB40Cr458.8—453540Cr40B對材料沒有嚴(yán)格限制，要求保證機械性能。第28頁，共91頁。5.標(biāo)志在螺栓頭部的頂面或側(cè)面，螺母的側(cè)面打上性能等級及制造廠標(biāo)志。6.制造工藝毛胚鍛打，螺紋采用滾壓法或切削法+熱處理+表面處理。7．試驗（楔負(fù)載強度數(shù)值為σbmin）栓頭或根部不允許有裂紋。只允許在螺紋或螺紋與桿部交接處斷裂。8.預(yù)緊力及預(yù)緊力距。高強度螺栓的連接，必須采用大預(yù)緊力，一般預(yù)緊應(yīng)力應(yīng)為該螺栓材料的屈服強度的倍。第29頁，共91頁。預(yù)緊力和預(yù)緊力距值性能等級8.810.912.9σ0.26409001080螺栓直徑d預(yù)緊力a預(yù)緊力矩b實際預(yù)緊力矩c預(yù)緊力a預(yù)緊力矩b實際預(yù)緊力矩c預(yù)緊力a預(yù)緊力矩b實際預(yù)緊力矩cmNN·mN·mNN·mN·mNN·mN·m2011400041037016000058052019200069062030262000145013003680002000180044200024002100注：連接板面要預(yù)處理，不刷防銹漆，表面不要銹蝕。第30頁，共91頁。9.防松a.不采用彈簧墊圈b．采用兩個相同的雙螺母防松。C．定期檢查預(yù)緊力矩防松。第一次安裝后使用100h之后普遍檢查擰緊，以后每使用500h擰緊一次。10.質(zhì)保書與合格證a.應(yīng)有合格證b．制造廠應(yīng)以批為單位提供質(zhì)保書。內(nèi)容包括：a)規(guī)格、數(shù)量b)性能等級

第31頁，共91頁。c)材料、爐號、化學(xué)成分d)機械性能測試數(shù)據(jù)e)檢驗日期11.重復(fù)使用不超過兩次，重復(fù)使用時應(yīng)經(jīng)嚴(yán)格的檢查。12.主要破壞形式·脆斷·疲勞斷裂第32頁，共91頁。（三）回轉(zhuǎn)支座一般由回轉(zhuǎn)平臺、回轉(zhuǎn)支承、固定支座（或為底架）組成。其中，回轉(zhuǎn)支承為具有較大滾道直徑、座圈斷面相對較小、回轉(zhuǎn)速度較低，可以承受較大的傾翻力矩和軸向力、徑向力的大型帶齒的滾動軸承。通常由高強度螺栓與回轉(zhuǎn)固定部份分別連接，螺栓本身承受軸向載荷較大，且為交變載荷，為了保證連接可靠、消除間隙，都要在安裝時施加一定的預(yù)緊力。第33頁，共91頁。（四）塔頂塔頂?shù)男褪揭话憧煞譃閯傂缘暮涂蓴[動的兩種，主要作用是支承吊臂。對上回轉(zhuǎn)的塔式起重機，剛性塔頂還起支承平衡臂的作用。塔頂結(jié)構(gòu)集中了由吊臂及平衡臂傳來的載荷，再傳遞給回轉(zhuǎn)支座、塔身。因此，不僅要考慮安裝的方便，還要保證強度、剛度、穩(wěn)定性要求。剛性塔頂——受彎矩、壓力、剪切作用！可擺動塔頂——受壓力載荷作用?。ㄝS心受壓）第34頁，共91頁。（五）平衡臂第35頁，共91頁。平衡臂的作用：（1）放置配重，產(chǎn)生后傾力矩以便在工作狀態(tài)減少由吊重引起的前傾力矩，在非工作狀態(tài)減少強風(fēng)引起的前傾力矩，并保證其抗傾翻穩(wěn)定性；（2）在采用可擺動塔頂撐桿時，平衡臂還要對塔頂撐桿起支持作用；在采用固定塔頂時，平衡臂則是靠塔頂來支持的；（3）平衡臂上可放置起升或變幅機構(gòu)；（4）平衡臂上可安裝風(fēng)帆標(biāo)牌，調(diào)節(jié)逆風(fēng)面積，保證非工作狀態(tài)時尾吹風(fēng)。第36頁，共91頁。平衡臂一般可分為：（1）和塔身活動鉸接連接，用于固定塔頂，大多采用實腹型鋼作主梁；——受壓力載荷作用?。ㄝS心受壓）（2）和塔身剛性固定連接，用于可擺動塔頂，大多采用空間桁架梁，截面和自重都較活動鉸接為大?！軓澗?、壓力、剪切作用！第37頁，共91頁。（六）吊臂吊臂可分為兩類：動臂變幅式小車水平變幅式伸縮式小車變幅臂架折曲式臂架第38頁，共91頁。動臂變幅式

按塔式起重機發(fā)展史來講，動臂變幅式是最早采用的，它具有臂架截截面小，自重輕、幅度小時可得到較大的起升高度?！孛嫘螤顬檎叫?，——受力形式為軸心受壓！小車水平變幅臂架，為了減輕自重，截面大部分為三角形，極少數(shù)者用矩形截面，而且又多采用正三角形斷面，用方鋼管或槽鋼制成的下弦桿做運動小車的軌道，上弦桿用鋼管或圓鋼等制成?！軓澗?、壓力、剪切作用！第39頁，共91頁。第40頁，共91頁。第41頁，共91頁。（七）司機室為了便于司機操作，塔式起重機的司機室必須與回轉(zhuǎn)部分一同回轉(zhuǎn)。（八）通道與平臺（1）塔身中的通道，一般都要設(shè)直立梯或斜梯，塔身截面較大時設(shè)在塔身內(nèi)部，梯子與塔身結(jié)構(gòu)間距離于1.2m時要設(shè)后背護圈。梯子高度超過10m時，要設(shè)中間休息平臺。（2）臂架通道，現(xiàn)代小車水平變幅的塔式起重機變幅小車上均設(shè)有可隨小車移動的檢修平臺，臂架內(nèi)可不設(shè)通道。（3）上回轉(zhuǎn)的塔式起重機，回轉(zhuǎn)支座間的通道一般均設(shè)在內(nèi)部，最頂部的塔身節(jié)或回轉(zhuǎn)固定支座上設(shè)平臺，回轉(zhuǎn)支痤內(nèi)設(shè)扶梯或回轉(zhuǎn)平臺上設(shè)活動可伸縮的梯子。（4）凡需安裝、檢修操作的處所，都應(yīng)設(shè)可靠的通道和平臺。（5）平臺和走臺可用花紋鋼板和鋼板網(wǎng)制造，鋼板網(wǎng)自重輕，便于觀察，優(yōu)點較多。（九）拉桿第42頁，共91頁。四、塔機的工作機構(gòu)塔式起重機的工作機構(gòu)，有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、運行機構(gòu)。非快速安裝的則有頂升機構(gòu)。（一）起升機構(gòu)特點及組成起升高度大調(diào)速性能要求較高，重載低速、輕載高速，并且具有可靠的微動性能，以滿足安裝就位、起動時逐漸拉緊鋼絲繩的要求；安裝形式和體積、重量都要適應(yīng)整機布置要求。起升機構(gòu)一般由電動機、制動器、減速箱、卷筒、卷筒軸及支承、底座、起升高度限制器、電控箱等組成。第43頁，共91頁。（二）回轉(zhuǎn)機構(gòu)特點及組成第44頁，共91頁。回轉(zhuǎn)速度一般為0.5~1.0r/min；無論吊重大小、在什么幅度、風(fēng)速如何變化，都應(yīng)有可靠的高速性能，保證起制動平衡，鋼結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)變形，吊重就位停放準(zhǔn)確；還應(yīng)具有防止碰撞和過載的性能，因此一般都采用具有軟傳動的形式，例如力矩電機、液力耦合器、皮帶、緩沖裝置、測速發(fā)電機或陀螺儀負(fù)反饋控制、電磁聯(lián)軸節(jié)；還應(yīng)具有按載荷大小控制的制動器，及在非工作狀態(tài)允許其逆?zhèn)鲃?、隨風(fēng)自由回轉(zhuǎn)的性能。第45頁，共91頁。2.液力耦合器液力耦合器亦名液力聯(lián)軸器，裝設(shè)在電動機與減速器之間，取代原先采用的機械式聯(lián)軸器。在電動機與減速器之間，用液力耦合器替代機械聯(lián)軸器可取得三種效果：（1）使傳動平穩(wěn)地加速和減速；（2）防止電動機超載；（3）通過耦合器內(nèi)油液數(shù)量來改變傳遞的扭矩。第46頁，共91頁。液力耦合器的工作原理可用下圖來說明。輸入軸1與電動機相連接，帶動泵輪2轉(zhuǎn)動，泵輪殼3與泵輪2固定連接在一起。泵輪殼內(nèi)裝渦輪4，渦輪軸5與被拖動的機構(gòu)相連接。泵輪和渦輪內(nèi)腔分別裝有尾部去掉一塊的葉片6和7。在泵輪和渦輪之間的空腔內(nèi)充滿油液。當(dāng)電動機通過軸1驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)時，泵輪內(nèi)的油液在離心力作用下向外流動，從而使油液具有動能。油液流至泵輪外緣時，不能再往外流，只能流至渦輪的空腔內(nèi)，將動能傳給渦輪，渦輪傳動，動力通過軸5輸出。腔內(nèi)的油液按箭頭所示方向循環(huán)流動，第47頁，共91頁。第48頁，共91頁。連續(xù)不斷地由泵輪獲得能量，再將能量傳給渦輪。在泵輪和渦輪之間沒有任何機械聯(lián)系，實現(xiàn)傳動的條件是工作油液在泵輪與渦輪之間循環(huán)流動。泵輪和渦輪的直徑相等，所以當(dāng)渦輪隨泵輪轉(zhuǎn)動起來之后，在離心力的作用下，工作油液均力圖由內(nèi)緣甩向外緣。由于泵輪轉(zhuǎn)速高于渦輪轉(zhuǎn)速，在液力耦合器泵輪2上的各質(zhì)點（如圖7-3-3b中的A、B、C等質(zhì)點）的離心力都大于渦輪上各對應(yīng)質(zhì)點A′、B′、C′的離心力，迫使工作油液從泵輪2流向渦輪4并形成循環(huán)流動，實現(xiàn)動力的傳遞。（三）變幅機構(gòu)運行小車式變幅機構(gòu)動臂式變幅（四）運行機構(gòu)運行機構(gòu)僅用于軌道行走式，由電機、減速器、臺車、車輪、夾軌器、終點限位開關(guān)、緩沖器等組成。第49頁，共91頁。（五）液壓頂升機構(gòu)第50頁，共91頁。上述各種型式頂升機構(gòu)中的液壓系統(tǒng)，都要求具有安全溢液閥、平衡閥、下降時還應(yīng)有節(jié)流閥調(diào)節(jié)下降速度。比較完善的液壓系統(tǒng)見圖5-38所示，這種系統(tǒng)具備以下特點：a.頂升與下降分高低壓，頂升時用高壓使油缸直徑不致很大，下降時用低壓防止意外事故強制下降導(dǎo)致危險；第51頁，共91頁。b.在下降橫梁時也采用低壓平衡閥，保證下降平衡和安全；c.無桿腔回油時設(shè)可調(diào)節(jié)流閥，使下降時免除振動；d.采用H型中部連通的換向閥，減小停止時的液壓沖擊；e.平衡閥設(shè)在油缸內(nèi)部，大小不同的單向閥開鎖的柱塞使上升與下降時流量不同，滿足兩種狀態(tài)對速度的不同要求。第52頁，共91頁。五、安全防護裝置（一）行程限位器

1.起升高度限位器

2.回轉(zhuǎn)限位器

3.變幅行程限位器

4.運行限位器

第53頁，共91頁。O’l1Nl2RN1N2dＱＧ（二）全力矩法力矩限制器(p92)原理：ΣMo’=0N1·l1=G·l2＋MRo’N1=(G·l2)/l1+MRo’/l1N1=C+MR0’/l1N1=C+(QR0’·R0’)/l1l1――O’到拉桿的垂直距離（為定值）；l2――吊臂自重到O’的水平距離；G――吊臂自重；QR0’――包含小車、吊鉤滑輪、重物在內(nèi)的移動載荷；第54頁，共91頁。MRo’＝QR0’·R0’N1和MRo’成正比!N1↑，塔頂所受壓力Ｎ↑，則塔頂弦桿受壓時的縱向變形量增大。全力矩限制器的雙片弓形鋼板（簧片）將這一微小的縱向壓縮變形，轉(zhuǎn)變成雙片弓形板間較大的橫向變形，使安裝在弓形板上的開關(guān)觸點動作，執(zhí)行保護力矩的功能。MRo’↑→N1↑→N↑→塔頂弦桿的∑↑→弓形板間的橫向變形↑↑→觸點動作，執(zhí)行保護功能。O’l1Nl2RN1N2dＱＧR0第55頁，共91頁。第56頁，共91頁。調(diào)整方法：（1）預(yù)報警控制――在Rmax起吊0.9QRmax，調(diào)整開關(guān)2。（2）定幅變碼保護在Rmax處，起吊QRmax，使開3是觸點接觸，放下QRmax，再起吊1.1QRmax，開關(guān)3應(yīng)動作，否則應(yīng)重新調(diào)整。QQRQRmaxRmaxRLQmaxO第57頁，共91頁。（3）定碼變幅限制在最大額定載荷Qmax對應(yīng)的幅度L處·，緩緩起吊Qmax，調(diào)整開關(guān)5的觸點接觸，將小車開回臂架根部，以額定速度向外變幅，在到達(dá)1.1L處前，開關(guān)5應(yīng)動作，否則應(yīng)重新調(diào)整。（4）變幅減速控制當(dāng)v≥40m/min的小車向外運行，起重力矩達(dá)到額定值的80%時，應(yīng)自動轉(zhuǎn)換為低速運行。確定R，再測量0.8R，起吊QR，以額定速度向外運行至0.8R時，開關(guān)6應(yīng)動作。QQRQRmaxRmaxRLQmaxO第58頁，共91頁。十一、流動式起重機力矩限制器一套完整的流動式起重機的力矩限制器，一般包括以下五個部分：·主機·載荷檢測器·角度檢測器·長度檢測器·起重機工況監(jiān)測系統(tǒng)流動式起重機力矩限制器的檢驗要求及方法1．選擇測試點起重特性曲線由兩部分組成，右圖AB段為強度曲線，BC段穩(wěn)定曲線第59頁，共91頁。KjQjnKjQjnQA2．綜合誤差試驗（1）增重法（一般取Kj=1.05）Kj（2）增幅法（一般取Kj=1.05）Kj注意：（Lm=1.1Li）第60頁，共91頁。3．額定起重能力試驗（有學(xué)問）如Li=12m時，Qin=5000kg,在Li=12m處加載至5000kg時，起升機構(gòu)不能工作，此時，Lj=12.5m。問：能否判定該機額定起重能力試驗是否合格？為什么？4．最大超載防護能力試驗第61頁，共91頁。（三）安全止檔和緩沖器1.小車變幅2.動臂變幅3.運行安全止擋與緩沖器4.鋼絲繩脫槽止檔和防跳裝置（四）應(yīng)急裝置1.小車變幅繩斷繩保護裝置2.小車斷軸防墜落裝置3.緊急事故開關(guān)第62頁，共91頁。（五）非工作狀態(tài)的安全裝置這一種安全裝置主要是上防風(fēng)抗滑的夾軌器、錨定裝置。（六）環(huán)境危害預(yù)防裝置風(fēng)速儀航空障礙燈防雷擊措施掃軌板防碰撞裝置第63頁，共91頁。六、附屬裝置附屬裝置中，除配重、壓重、基礎(chǔ)、軌道、附著連桿等由用戶自備外，其余的由制造廠根據(jù)訂貨要求提供。（一）配重與壓重配重是1。降低塔頂負(fù)荷力矩2。增加抗傾翻穩(wěn)定性的主要措施。壓重的作用主要是增加非工作狀態(tài)的抗傾翻穩(wěn)定性，并降低底架所受到的來自基礎(chǔ)的拉力。（二）基礎(chǔ)與軌道1.固定式基礎(chǔ)2.軌道及其基礎(chǔ)第64頁，共91頁。（三）拖運裝置（四）附著框架與連桿（五）內(nèi)爬框架（六）排繩與拖繩裝置1.排繩；2.拖繩； （七）電纜卷筒（八）檢修裝置第65頁，共91頁。七、整機穩(wěn)定性根據(jù)GB5144的規(guī)定和GB/T13752塔式起重機設(shè)計規(guī)范的要求，對塔式起重機的整機傾翻，要進(jìn)行1.無風(fēng)靜載工況2.有風(fēng)動載工況3.突然卸載工況4.安裝工況5.暴風(fēng)襲擊下的非工況進(jìn)行計算，最后根據(jù)最危險的傾翻狀態(tài)，來確定基礎(chǔ)重量或應(yīng)加的壓重。第66頁，共91頁。第67頁，共91頁。一、無風(fēng)靜載工況驗算最大吊重力矩下向前傾翻可能性。1.自重力矩（含平衡重和壓重的作用）每臺塔式起重機，當(dāng)它立好后，空車狀態(tài)有一個后傾的力矩M空，這個力矩對防止前傾是有利的。所謂自重力矩，是指整臺塔機對前邊緣傾翻線的后傾保持力矩（見圖4-1）。M自=M空+（G自重+G壓重）·b/2(4-1)這里的G自重是整機重和平衡重之和，b指地基總寬度，G壓重是指基礎(chǔ)上應(yīng)加的壓重。第68頁，共91頁。2.靜態(tài)超重吊重力矩標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，塔機靜態(tài)最大超載25%。M吊=（1.25Qmax+G小車+G吊鉤）·（Rmax-b/2）(4-2)3.安全判別要求0.95·M自-K·M吊≥0（4-3）其中K是安全儲備系數(shù)，可取K=1.4～1.5第69頁，共91頁。二、有風(fēng)動載工況1.自重穩(wěn)定力矩M自=M空+（G自+G壓）·b/22.吊重力矩M吊=〔（Qmax+G鉤）·1.15+G小車〕·（Rmax-b/2）(4-4)3.風(fēng)載荷續(xù)前例，Myw=50tm4.水平慣性力和吊重風(fēng)力Pnx=(Qmax+G)·tg3°(4-5)Mnx=Pnx·hmaxhmax是獨立式最大起吊高度，續(xù)前例，hmax=51m則：Mnx=(8+0.24)·tg3°×51=22.184tm第70頁，共91頁。5.坡度載荷指塔機不可能是絕對鉛直方向，因而有附加傾斜載荷。在塔機各部件重心計算時，已計算出∑GiYi,這里只應(yīng)用其計算結(jié)果。M=0.01（∑GiYi+Qmax·hmax）(4-6)6.安全判別要求0.95M自-Mw-Mnx-Mx坡-1.15M吊≥0（4-7）第71頁，共91頁。三、突然卸載工況吊具脫落的顫動引起向后傾翻，要以后傾翻線為準(zhǔn)，這時，M空起不利作用，與保持力矩反向，所以必須取負(fù)號。1.M自=（G自+G壓）·b/2-M空（4-8）2.風(fēng)載荷，工作風(fēng)荷，向后吹，仍記MW。3.滿負(fù)荷突然掉下，向后彈0.2倍力矩M吊=〔（Gmax+G鉤）·1.15+G小車〕·（Rmax+b/2）(4-9)4.Mx坡同前，沒有多少變化。5.安全判別要求：0.95M自-Mw-0.2M吊-Mx坡≥0（4-10）第72頁，共91頁。四、暴風(fēng)襲擊下的非工作狀況（風(fēng)向后吹）這種工況，M空起不利影響。1.M自=（G自+G壓）·b/2-M空2.風(fēng)載荷3.坡度載荷4.安全判別要求：0.95M自-0.8Mwx-Mx坡≥0（4-11）這里，MXF前乘系數(shù)0.8，是因為風(fēng)從前面向后吹，吊臂會自動轉(zhuǎn)向，這是不穩(wěn)定的非工況，出現(xiàn)幾率很小，故要降低起影響。第73頁，共91頁。五、暴風(fēng)襲擊下的非工況（風(fēng)向前吹）這種工況，M空起保持不傾翻作用，而且這是一種臂架會自然轉(zhuǎn)過來的穩(wěn)定的非工況。1.M自=M空+（G自+G壓）·b/2(4-1)2.MWF的計算同前。3.MX坡同前。4.安全判別要求：0.95M自-1.1MWF-MX坡≥0（4-12）這里，MWF前乘系數(shù)1.1，正是強調(diào)該種風(fēng)力的危險作用。這種非工況計算結(jié)果有重要意義。第74頁，共91頁。六、安裝工況M自=-M安+（G安+G壓）·b/2(4-13)M安、G安分別為該工況下的前傾力矩和整機重量（不含G平）。MW相當(dāng)于空車風(fēng)力減去平衡重的風(fēng)力，但此時高度很低。MX坡也不大，因為是矮塔，∑GiYi很小。安全判別要求：0.95M自-1.1MW-MX坡≥0（4-14）第75頁，共91頁。八、塔機的安裝與拆卸（一）安裝1．安裝底架2．加壓重3．吊裝頂升套架4．吊裝回轉(zhuǎn)部分的組合總成5．吊裝塔頂總成6．吊裝平衡臂總成（包括必要時裝部分平衡重）7．安裝起重臂8．吊裝平衡重9．穿繞鋼絲繩10．連接電源11．頂升加節(jié)作業(yè)第76頁，共91頁。（二）拆卸基本為安裝的逆過程九、檢驗十、典型事故案例：一起塔式起重機傾覆事故分析第77頁，共91頁。二、事故現(xiàn)場調(diào)查與勘察情況（一）調(diào)查情況1．該塔機的型號為QTZ25,1996年制造,主要技術(shù)參數(shù)：2.該塔機的基礎(chǔ)節(jié)與過渡節(jié)的連接高強度螺栓為M30×2×250,根家提供的隨機圖紙，該螺栓的性能等級應(yīng)為10.9級3．拆裝過程情況4.使用與檢驗5．該塔機自被購置使用至今，其高強度連接螺栓一直被多次重復(fù)使用。正常工況正常操作下的事故，具有突發(fā)性，易造成群死群傷，值得研究！一、問題的產(chǎn)生南京市某工地的一臺QTZ25型自升塔式起重機（以下簡稱塔機），在吊運一筐磚進(jìn)行下降作業(yè)，當(dāng)磚筐降落至地面時，塔機突然向平衡重一側(cè)傾覆，造成一人死亡一人輕傷。第78頁，共91頁。（二）現(xiàn)場勘察情況1．從傾覆后的現(xiàn)場來看，該塔機塔身的根部發(fā)生破壞。該塔機的基礎(chǔ)節(jié)與過渡節(jié)連接的四只高強度螺栓有三只發(fā)生斷裂破壞。三只斷裂螺栓的相對位置及塔機傾覆前的工作位置見圖1。第79頁，共91頁。2.1#螺栓的斷裂部位及觀察情況(見圖2)。

觀察1#螺栓斷面，發(fā)現(xiàn)僅在離斷面邊緣約5mm，存在一寬約3mm的帶狀部分有新鮮金屬斷裂痕跡，帶狀部分的一側(cè)是寬約5mm呈明顯銹蝕凹凸不平的舊斷面，帶狀部分的另一側(cè)是寬約22mm呈明顯銹蝕的舊斷面，舊斷面的邊緣存在凹凸不平的層狀現(xiàn)象,斷面與螺栓軸線垂直，斷口處無明顯的變形。應(yīng)力集中部位！第80頁，共91頁。2#螺栓的斷裂部位急觀察情況（見圖3）。

觀察其斷面，發(fā)現(xiàn)斷面的邊緣有6mm寬的部分存在明顯的擠壓磨損痕跡，其表面發(fā)黑、光滑；其余部分呈新鮮的放射撕裂狀，斷面平齊且與螺栓軸線垂直，斷口處無明顯變形。在2#螺栓頭部未發(fā)現(xiàn)制造廠家標(biāo)記和性能等級標(biāo)記。螺牙末端，同樣是應(yīng)力集中部位！第81頁，共91頁。4.3#螺栓斷裂部位及觀察情況（見圖4）。

觀察其的斷口，發(fā)現(xiàn)斷口處有明顯的縮頸變形，斷面直徑明顯變細(xì)，整個斷面呈新鮮的金屬撕裂狀，斷面不平齊，斷口呈典型的拉斷斷口特征。明顯的縮頸變形！第82頁，共91頁。5.在現(xiàn)場尚未安裝使用的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接用M30×2×250高強度螺栓中，隨機抽出三只，三只螺栓頭部的廠家標(biāo)記分別為“CD”、“△”和“shB”，性能等級標(biāo)記均為10.9。三、斷裂螺栓的試驗與斷口宏觀分析根據(jù)現(xiàn)場勘察情況，我們發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生時位于起重臂一側(cè)的1#和2#螺栓的斷口處存在舊裂紋，為查明舊裂紋的產(chǎn)生原因，我們將1#和2#螺栓委托江蘇省緊固件質(zhì)量測試站進(jìn)行材料化學(xué)成分化驗、機械性能試驗和宏觀斷口照相。

6.事故發(fā)生時，該塔機吊運的那一筐磚的數(shù)量為254塊，重約700kg。磚筐落地位置離塔身中心的水平距離經(jīng)測量為9m。第83頁，共91頁。（一）材料化學(xué)成分化驗結(jié)果分析1#、2#斷裂螺栓化學(xué)成份化驗結(jié)果與GB3098.1-82《緊固件機械性能—螺栓、螺釘和螺柱》的對照見表1。第84頁，共91頁。（二）機械性能試驗結(jié)果分析高強度螺栓的主要機械性能是抗拉強度和硬度。機械性能的試驗結(jié)果與GB3098.1《緊固件機械性能—螺栓、螺釘和螺柱》的對照見表2。第85頁，共91頁。（三）斷口宏觀觀察與分析經(jīng)過對1#、2#螺栓斷面的酸洗，可以看出1#螺栓的斷面（見圖5）的舊裂紋區(qū)存在明顯的貝紋線，具有典型的疲勞裂紋特征。明顯的貝紋狀疲勞線！應(yīng)力集中部位斷口和螺栓軸線垂直新鮮斷口新鮮斷口第86頁，共91頁。四、綜合分析（一）螺栓疲勞裂紋形成的原因及其擴展過程分析1.在大小、方向不斷變化的彎矩作用下，高強度螺栓承受復(fù)雜的交變拉力作用，其拉力值的變