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1、塔式起重机,大 纲,历史 常识 标准 原理与设计 主要结构 运行机构 常见问题,塔机的安装 选型 管理环节与流程 总承包企业的责任与义务 检验与检查,发展史国际,国际: 1900年第一项有关建筑用塔机专利诞生 1905年出现了塔身固定的装有臂架的原始塔机 1923年制成了第一台较完整的近代塔机 1941年有关塔机的德国工业标准DIN8670颁布实施,首次正式规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(t.m) 二战后高速发展,型号逐渐齐全 80年代初,额定起重能力达到100000kN.m,最大幅度100m 。,发展史国内,国内 1953年由原民主德国引进建筑师-型塔机 1974年,以QT3-8塔机为原
2、型样机改造而成的上回转动臂式QT60/80塔机在北京开始批量生产 1984年由法国POTAIN公司引进H3/36B、FO/23B和GTMR360B三种机型 2011年世界最大水平臂上回转D5200-240塔机顺利下线,最大起重量达240t,是目前全球起重能力最强的塔机,名 称,型号 QTZ 100 Q 起重机,T 塔式,Z 自升,100 起重力矩(主参数) 5013,5518 前两位数字代表最大幅度,后两位数字代表最大幅度处的额定起重量。 起重力矩 基本臂最大幅度与相应额定起重量的乘积,不同的塔尖形式,有、无塔尖,不同的变幅方式,塔机主参数,塔式起重机制造,制造(具备特种设备制造许可证) 塔式
3、起重机:可以在国家特种设备检测研究院网站查询。 施工升降机(包含物料提升机):可向生产厂家所在地的省级质量技术监督局查询。 型式检验报告 每个型号均需要型式检验报告 核实报告中主参数表的相关内容,塔式起重机的主要特点,有效幅度大,达80%以上 最适合于建筑施工,塔式起重机的分类,安装形式:固定、行走、附着、内爬 起重臂形式:静定结构、超静定结构 变幅形式:小车变幅、动臂变幅、综合变幅 塔尖形式:塔尖、撑竿、无塔尖,主要性能参数指标,额定起重量 Q (最大额定起重量、臂端额定起重量) 幅度 R (最大工作幅度) 起重力矩 M=Q*R (公称参数) 如:QTZ100,FG5518,性能曲线,起重臂
4、长度,幅度,起升高度,主要标准,国家标准 GB 6067.1-2010 起重机安全规程 第1部分:总则 GB 13752-1992 塔式起重机设计规范 GB5144-2006塔式起重机安全规程 GBT 5031-2008 塔式起重机 GBT 26471-2011 塔式起重机 安装与拆卸规则,主要标准,行业标准 JGJ 196-2010 建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ-T189-2009建筑起重机械安全评估技术规程 相关标准 GB/T 5972-2009 起重机 钢丝绳 保养、维护、安装、检验和报废 JGJ46-2005施工现场临时用电安全技术规范,塔式起重机的设计,工作
5、级别的划分 利用等级的划分(繁忙状态):(U1-U5) 工作循环,根据工作循环可以划分为5个等级3.2104 5105 载荷状态:(Q1-Q3) 载荷谱:Fi / Fmax 和 Fi 作用下的 Ni / Nt 工作级别:根据利用等级和载荷状态划分处不同的工作级别(A1-A5) 按用途可以分为三类,建筑塔机为U3、U4,Q2,A3、A4 结构设计方法许用应力法,设计载荷,载荷:基本载荷(自重载荷,起升载荷,各种动载荷和离心力)、附加载荷、特殊载荷和其他载荷 基本载荷:自重载荷:各部分的重力(不含起升载荷所包含的重力),钢丝绳重力的50%作为自重载荷;起升质量的起升冲击系数(00.1)。,设计载荷
6、起升载荷,起升载荷:起升质量的重力,钢丝绳重力的50%作为起升载荷;起升质量的动载系数(与起升速度有关,1.3、1.6、1.9);突然卸载引起的冲击系数。 运行冲击载荷(运行冲击系数):大车、小车的运行中轨道不平引起的冲击。 传动机构速度变化引起的冲击: 离心力:回转时部件和起升质量引起,按最不利状态取 坡度载荷:校核结构承载和机构时按0.5%考虑,永久基础可不考虑。,设计载荷附加载荷,附加载荷:风载荷和温度载荷(一般不考虑) 风载荷=风力系数计算风压迎风面积 风力系数:查表, 风压:与风速的关系(0.618v2) 迎风面积:单片结构、多片结构,被吊物体,设计载荷特殊载荷,特殊载荷:非工作状态
7、下的风载荷、试验载荷、工作状态下的碰撞载荷 非工作状态下的风载荷:风压(020m)800,(20100m)1100,(100m)1300 试验载荷:试验静载荷,试验动载荷 碰撞载荷:小车碰撞载荷,固定基础的反力,说明书,选型起重性能表,地耐力 安装最大部件的重量、重心 与安全密切相关的几个控制点 基础(压重、预埋) 顶升与附着 易损件 关系到施工进度的几个因素 速度:起升、回转和变幅 高度:自由高度、附着间距 起重能力:臂长与臂尖的其中能力,说明书的内容,主要性能参数。 不同起重臂组合、不同倍率时的起重性能。 最大独立安装状态时对基础的作用力(需说明是工作或非工作状态及风速和作用方向)。 轨道
8、的安装要求,满足防风抗滑要求时所能承受的最大风速和相关安全要求。 标准节的种类,分辨方法和安装使用要求。 安装、拆卸、顶升和使用状态下允许的最大风速。,性能表,变幅小车,变幅小车,性能表,基础要求,地基要求,基础计算,预埋基础,平衡重,说明书的内容,各主要构件的轮廓尺寸、重量和唯一性标识的位置及吊装位置(方法)。 不同起重臂长度组合情况下:起重臂架、拉杆的组合方式及安装时的吊点位置。平衡臂架、拉杆的组合方式及安装时的吊点位置。平衡重的组合方式。 安装场地和辅助设备的要求。 基础的安装形式(预埋支腿、螺栓、预埋节等应明确)。 爬升作业的方法,爬升装置是否具有防脱功能。,起重臂臂架及拉杆组合,基础
9、的安装方式,说明书的内容,附着装置与标准节连接的方式方法。 推荐的附着间距及最大悬臂高度时附着点的作用力(需说明是工作或非否工作状态及风速和作用方向)。 主要安全装置的调试方法。 标准节采用螺栓连接时,螺栓的预紧力矩及其施加方法。 司机操作有关的数据、资料和建议(应符合GB5031-2008中5.7.2.1.d的要求)。 关键部件的检查周期及检查方式。 动臂塔机工作和非工作状态时起重臂的最大仰角。,附着装置,附着,附着装置,附着,附着框与塔身的连接方式,液压顶升系统,塔机基础,预埋式基础:将预埋支脚或预埋节(不是普通标准节)埋入基础部分。 轨道式基础:为满足塔机的使用要求,铺设轨道使塔机能够进
10、行水平移动。基础部分依靠压重来平衡塔机的倾翻力矩。,塔式起重机的安全装置,回转限制器,力矩限制器,幅度限制器,断绳保护和钢丝绳防脱槽装置,高度限制器,起重量限制器,吊钩保险,底架式基础,行走基础,行走基础,塔式起重机 塔身,塔身是结构的主体,支承自身重量和载荷重量,多为空间桁架结构 标准节连接方式: 销轴连接,套筒螺栓连接,螺栓连接和法兰盘连接 截面形式:正方形。 主弦杆一般为角钢或方形管(角钢扣方或成型方管),圆钢管; 腹杆一般为角钢或无缝钢管,有三角形、K字形等多种布置方式。,塔身的受力分析,所受载荷:起升载荷,塔身自重,上回转自重,塔机行走和制动惯性力,起重小车行走和制动惯性力,回转惯性
11、力和离心力以及风载荷 计算中的两种最不利工况: 1.臂架位于塔身对角线上,风由平衡臂吹向臂架方向。(小车变幅取最大幅度,动臂变幅取最小幅度) 2.臂架垂直于塔机行走轨道,风吹向垂直于臂架方向,主弦杆为角钢的塔身,角钢内贴板标准节,内角加筋的标准节,塔身结构,两种结构形式,主弦杆为方形(角钢扣方,方管),主弦杆为无缝钢管,塔身结构,腹杆系统,轻型及超轻型,中等起重能力,重型及超重型,运行机构,起升机构: 电机驱动钢丝绳卷筒收、防钢丝绳,使吊钩上、下运动。 大型塔机有高、低速两个制动器 变幅机构: 水平臂变幅:电机驱动钢丝绳卷筒收、放钢丝绳,使变幅小车沿起重臂运行。 动臂变幅:电机驱动钢丝绳卷筒收
12、、放钢丝绳,使起重臂仰、俯。,钢丝绳安装示意图,变幅机构,起升机构,四大机构,起升机构 变幅机构 回转机构 行走机构,起升机构,电机 减速器 制动器 卷筒 钢丝绳 滑轮组 钓钩,起升机构制动,回转机构,电机 减速器 制动器 缓冲 齿圈 回转支撑,为防止断电后塔机处于不能自由回转的状态,在回转电机位置设风标器。,风标器,变幅机构,电机 减速器 制动器* 卷筒 钢丝绳 滑轮组 小车,运行机构,回转机构: 电机带动小齿轮沿大齿圈运动,带动回转支承以上结构件回转运动。 不允许在运行过程中使用回转制动器制动。 下班后打开制动器,实现“风标 ”状态 行走机构: 电动机带动行走轮,沿轨道运行。,附件,平衡重
13、:平衡最大起重力矩 钢丝绳:吊运物料到达作业位置 卷筒:储存钢丝 滑轮:钢丝绳导向 吊钩:吊运物料 电气系统:塔机的“中枢”,塔机结构的连接失效,常见的连接失效位置 起重臂的连接 塔身的连接 受力较大位置塔尖 原因 磨损频繁的拆装,使用中的磨损 连接错误连接件错误,连接件失效,塔身连接销轴错误,塔身连接销轴未安装到位,塔身销轴失效,开口销安装错误,销轴定位措施失效,销轴定位措施失效,塔尖销轴孔变形,连接销轴的弯曲变形,几种常见失效,接高螺栓缺陷,两种采用螺栓连接标准节,标准节连接螺栓,所有高强度螺栓的预紧扭矩应达到2000 N.m,每根高强螺栓均应装配两个垫圈和二个螺母,并拧紧防松。双螺母中防松螺母预紧扭矩应稍大于或等于2000 N.m。,塔机与环境,架空输电线的防护措施输电线防护 天气因素风 群塔作业 要求水平距离2m,垂直2m 原因正常作业时的变形,附件(钢丝绳弧度),塔机结构的破坏,裂纹 产生原因:结构受力“大”,焊接应力未去除,“冻胀” 解决:避免“超载”,购买合格的产品 变形 产生原因:结构受力大,碰撞,运输 解决:避免超载,,标准节上、下装反,