塔机(第八章)讲解.doc

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：①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②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③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①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②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；19－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（kN·m）来分类1）轻型起重量0.3～3t为，一般用于五层以下的民用建筑施工中2）中型起重量3～5t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20～40t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63°～65°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 10kN·m起重力矩是确定和衡量塔式起重机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。