塔式起重机基础知识讲稿

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1、塔式起重机基础知识塔式起重机基础知识 2021/3/112021/3/111 1塔式起重机基础知识塔式起重机基础知识n n一、国内外塔式起重机的发展概况一、国内外塔式起重机的发展概况一、国内外塔式起重机的发展概况一、国内外塔式起重机的发展概况n n（一）国外概况（一）国外概况（一）国外概况（一）国外概况n n19001900年年第一项有关塔式起重机的专利诞生。（西欧）第一项有关塔式起重机的专利诞生。（西欧）n n19051905年年出现了第一台塔身固定的，有臂架的原始塔机。出现了第一台塔身固定的，有臂架的原始塔机。n n19231923年年出现了第一台较完整的近代塔机。出现了第一台较完整的近代

2、塔机。n n19301930年年德国开始批量生产塔机，用于建筑施工。德国开始批量生产塔机，用于建筑施工。n n19411941年年第一部塔机标准第一部塔机标准德国工业标准德国工业标准DIN8670DIN8670公公布了，首次正式规定布了，首次正式规定tmtm起重力矩表示塔机的起重能起重力矩表示塔机的起重能力。力。n n19461946年年19791979年年二战以后，随着战后重建和经济发展，二战以后，随着战后重建和经济发展，塔机在西方工业化国家高速发展。塔机在西方工业化国家高速发展。n n19801980年至今年至今受建筑市场的影响，发展低迷。受建筑市场的影响，发展低迷。2021/3/1120

3、21/3/112 2n n（二）中国情况（二）中国情况（二）中国情况（二）中国情况n n19531953年年从原民主德国引进从原民主德国引进“建筑师建筑师I”I”型塔机型塔机n n19541954年年在抚顺试制成功第一台在抚顺试制成功第一台TQ2-6TQ2-6型塔机型塔机n n19541954年年19791979年年低水平慢速发展低水平慢速发展n n19801980年年19891989年年较快发展（改革开放的结果：生产厂较快发展（改革开放的结果：生产厂家几十家）家几十家）n n19911991年年19991999年年快速发展（厂家增加，产量增加，标快速发展（厂家增加，产量增加，标准化建设加快，

4、研发能力提高，对制造业实行生产许可，准化建设加快，研发能力提高，对制造业实行生产许可，对安装实行资格许可，对使用实行监督检验许可，开始规对安装实行资格许可，对使用实行监督检验许可，开始规范管理，生产厂家百余家）范管理，生产厂家百余家）n n20002000年至今年至今火（经济火火（经济火房地产业火房地产业火建筑业火建筑业火厂家大量增加（厂家大量增加（500500余家）余家）产量巨增（出现了一产量巨增（出现了一个建筑工地几十台塔机作业的火热景象）个建筑工地几十台塔机作业的火热景象）事故频发！事故频发！2021/3/112021/3/113 3n n（三）我国塔机标准化建设情况（三）我国塔机标准化

5、建设情况（三）我国塔机标准化建设情况（三）我国塔机标准化建设情况n n有关塔机的技术标准，迄今已颁布施行的有：有关塔机的技术标准，迄今已颁布施行的有：n nJG/T5037-93 JG/T5037-93 塔式起重机分类塔式起重机分类n nGB/T9462-1999 GB/T9462-1999 塔式起重机技术条件塔式起重机技术条件n nGB/T54-1999 GB/T54-1999 塔式起重机司机室技术条件塔式起重机司机室技术条件n nJG/T53-1999 JG/T53-1999 塔式起重机车轮技术条件塔式起重机车轮技术条件n nJG/T89-1999 JG/T89-1999 起重设备、吊钩防

6、脱棘爪的设计要起重设备、吊钩防脱棘爪的设计要 求求n nJG/T72-1999 JG/T72-1999 塔式起重机用限矩型液力偶合器塔式起重机用限矩型液力偶合器2021/3/112021/3/114 4n nJG/T5111-1999 JG/T5111-1999 长期堵转力矩电动机式电缆卷筒长期堵转力矩电动机式电缆卷筒n nGB/T13752-1992 GB/T13752-1992 塔式起重机设计规范塔式起重机设计规范n nJG/T5112-1999 JG/T5112-1999 塔式起重机钢结构制造与检验塔式起重机钢结构制造与检验n nGB/T5031-1994 GB/T5031-1994 塔

7、式起重机性能试验塔式起重机性能试验n nGB/T17806-1999 GB/T17806-1999 塔式起重机可靠性试验方法塔式起重机可靠性试验方法n nGB/T17807-1999 GB/T17807-1999 塔式起重机结构试验方法塔式起重机结构试验方法n nJG/T100-1999 JG/T100-1999 塔式起重机操作使用规程塔式起重机操作使用规程n nGB5144-1994 GB5144-1994 塔式起重机安全规程塔式起重机安全规程2021/3/112021/3/115 5n n我国标准分类：我国标准分类：我国标准分类：我国标准分类：n n国家标准、行业标准、地方标准、企业标准国

8、家标准、行业标准、地方标准、企业标准国家标准、行业标准、地方标准、企业标准国家标准、行业标准、地方标准、企业标准n n标准的性质分为：标准的性质分为：标准的性质分为：标准的性质分为：强制性标准、推荐性标准强制性标准、推荐性标准强制性标准、推荐性标准强制性标准、推荐性标准n n二、塔机的分类、组成、和参数二、塔机的分类、组成、和参数二、塔机的分类、组成、和参数二、塔机的分类、组成、和参数n n（一）名称由来（一）名称由来（一）名称由来（一）名称由来n n英文名称英文名称tower(tower(塔塔) crane) crane（起重机），名称（起重机），名称因该类起重机的外型象因该类起重机的外型象

9、“塔塔”而来！而来！2021/3/112021/3/116 62021/3/112021/3/117 7n n（二）主要用途（二）主要用途（二）主要用途（二）主要用途n n主要用于起升高度大，作业半径大的工业、民用建筑施工，主要用于起升高度大，作业半径大的工业、民用建筑施工，以及电站、水利、港口、造船等施工作业。以及电站、水利、港口、造船等施工作业。n n（三）分类（三）分类（三）分类（三）分类n n1.1.1.1.按回转支承位置分按回转支承位置分按回转支承位置分按回转支承位置分n n上回转塔机上回转塔机n n下回转塔机下回转塔机n n2.2.2.2.按变幅方式分主要有按变幅方式分主要有按变幅

10、方式分主要有按变幅方式分主要有n n（1 1）小车变幅式）小车变幅式n n（2 2）动臂变幅式）动臂变幅式2021/3/112021/3/118 8n n3.3.3.3.按安装方式分按安装方式分按安装方式分按安装方式分n n（1 1）快速安装式（下回转式）快速安装式（下回转式）n n（2 2）非快速安装式（上回转式）非快速安装式（上回转式）n n4.4.4.4.按底架固定情况分按底架固定情况分按底架固定情况分按底架固定情况分n n（1 1）固定式）固定式n n（2 2）轨行式）轨行式n n5.5.5.5.升高方式分升高方式分升高方式分升高方式分n n（1 1）自升式）自升式n n（2 2）固定

11、高度）固定高度n n自升式自升式n n （1 1）附着式）附着式 （2 2）内爬式）内爬式2021/3/112021/3/119 9（四）塔机参数（四）塔机参数基本参数及定义基本参数及定义塔机参数包括基本参数及主参数。基本参数共1项，其名称及定义示于表1.表表1 1 塔机基本参数及定义（据塔机基本参数及定义（据GB5031-1994GB5031-1994）名词术语名词术语定义定义1 1. . . .幅度幅度幅度幅度2.2.2.2.起升高度起升高度起升高度起升高度3.3.3.3.额定起升载荷额定起升载荷额定起升载荷额定起升载荷4.4.4.4.轴距轴距轴距轴距5.5.5.5.轮距轮距轮距轮距6.6

12、.6.6.起重机重量起重机重量起重机重量起重机重量塔机空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离塔机空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离. .空载时，对轨道式塔机，是吊钩内最低点到轨顶面的距离；空载时，对轨道式塔机，是吊钩内最低点到轨顶面的距离；对其他型式起重机，则为吊钩内最低点到支承面的距离。对其他型式起重机，则为吊钩内最低点到支承面的距离。在规定幅度时的最大起升载荷，包括物品、取物装置（吊在规定幅度时的最大起升载荷，包括物品、取物装置（吊梁、抓斗、起重电磁铁等）的重量梁、抓斗、起重电磁铁等）的重量同一侧行走轮的轴心线或一组行走轮中心线之间的距离同一侧行走轮的轴心线或一组行走轮

13、中心线之间的距离同一轴心线左右两个行走轮或左右两侧行走轮组、轮胎或同一轴心线左右两个行走轮或左右两侧行走轮组、轮胎或轮胎组中心径向平面间的距离轮胎组中心径向平面间的距离包括平衡重、压重和整机重包括平衡重、压重和整机重2021/3/112021/3/1110107.7.7.7.尾部回转半径尾部回转半径尾部回转半径尾部回转半径8.8.8.8.额定起升速度额定起升速度额定起升速度额定起升速度9.9.9.9.额定回转速度额定回转速度额定回转速度额定回转速度10.10.10.10.最低稳定速度最低稳定速度最低稳定速度最低稳定速度11111111工作级别工作级别工作级别工作级别回转中心线至平衡重或平衡臂端

14、部最大回转中心线至平衡重或平衡臂端部最大距离距离在额定起升载荷时，对于一定的卷筒卷在额定起升载荷时，对于一定的卷筒卷绕外层钢丝绳中心直径、变速挡位、滑绕外层钢丝绳中心直径、变速挡位、滑轮组倍率和电动机额定工况所能达到的轮组倍率和电动机额定工况所能达到的最大稳定起升速度。如不指明钢丝绳在最大稳定起升速度。如不指明钢丝绳在卷筒上的卷绕层数，既按最外层钢丝绳卷筒上的卷绕层数，既按最外层钢丝绳中心计算和测量中心计算和测量带着额定起升载荷回转时的最大稳定转带着额定起升载荷回转时的最大稳定转速速为了起升载荷安装就位的需要，起重机为了起升载荷安装就位的需要，起重机起升机构所具备的最小速度起升机构所具备的最小

15、速度分为分为最大独立起升高度、最大工作幅度（标准臂长）、最大额定起重量最大独立起升高度、最大工作幅度（标准臂长）、最大额定起重量2021/3/112021/3/111111主参数主参数公称起重力矩所谓公称起重力矩是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应额定起重量重力的乘积。主参数系列见表2。表表2 2 塔机主参数系列（塔机主参数系列（kNmkNm）公称起重力矩公称起重力矩1001001601602002002502503153154004005005006006008008001000100012501250160016002000200025002500315031504000400050005

16、000630063002021/3/112021/3/1112122021/3/112021/3/111313n n按作用和工作性质区分，塔式起重机一般由下列部分组成：按作用和工作性质区分，塔式起重机一般由下列部分组成：n n1.1.1.1.结构结构结构结构n n由底架、塔身、回转支座、塔顶、平衡臂、吊臂、司机室、由底架、塔身、回转支座、塔顶、平衡臂、吊臂、司机室、梯子与平台、顶升套架和横梁部分组成。梯子与平台、顶升套架和横梁部分组成。n n2.2.2.2.机构机构机构机构n n由起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、由起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、液压机构等部

17、分组成。液压机构等部分组成。n n3.3.3.3.电气电气电气电气n n由电源、电线与电缆、控制与保护、电动机等部分组成。由电源、电线与电缆、控制与保护、电动机等部分组成。n n4.4.4.4.安全装置安全装置安全装置安全装置n n由超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓冲器、应急装置、由超载限制器、行程限位器、安全止挡和缓冲器、应急装置、非工作状态安全装置、环境危害预防装置等部分组成。非工作状态安全装置、环境危害预防装置等部分组成。2021/3/112021/3/1114145.5.5.5.附属装置附属装置附属装置附属装置n n由配重与压重、基础与轨道、拖运装置、附着框架及连由配重与压重、基础

18、与轨道、拖运装置、附着框架及连杆、内爬框架、排绳与拖绳装置、电缆卷筒、检修装置杆、内爬框架、排绳与拖绳装置、电缆卷筒、检修装置等部分组成。等部分组成。n n这些组成部分中，这些组成部分中，1 1、2 2、3 3、4 4中的大部分是任何类型的中的大部分是任何类型的塔式起重机都必须具备的塔式起重机都必须具备的5 5的部分，则因塔式起重机的的部分，则因塔式起重机的类型和用途不同而配置。而且其中的有些部分应由用户类型和用途不同而配置。而且其中的有些部分应由用户自行准备，如配重、压重、轨道、基础、附着连杆等。自行准备，如配重、压重、轨道、基础、附着连杆等。n n各组成部分由于其作用、性质、形式不同，在设

19、计、制各组成部分由于其作用、性质、形式不同，在设计、制造、检验、维护等方面均有不同特点和要求。造、检验、维护等方面均有不同特点和要求。2021/3/112021/3/111515n n（六）塔机起重量特性曲线的确定原则（六）塔机起重量特性曲线的确定原则（六）塔机起重量特性曲线的确定原则（六）塔机起重量特性曲线的确定原则n n1.1.1.1.起重量特性曲性的确定原则起重量特性曲性的确定原则起重量特性曲性的确定原则起重量特性曲性的确定原则* * * * 塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，可由下塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，可由下列因素控制：列因素控制：n n1)1)起升系统强度，如起升电机

20、、制动器、卷筒与起升系统强度，如起升电机、制动器、卷筒与钢丝绳、吊钩等；钢丝绳、吊钩等；n n2)2)结构强度、刚度、稳定性；结构强度、刚度、稳定性；n n3)3)整机抗翻稳定性；整机抗翻稳定性；n n4)4)最大安全工作载荷；最大安全工作载荷；n n5)5)起重力矩限制器控制的设定值（实际曲线）。起重力矩限制器控制的设定值（实际曲线）。2021/3/112021/3/111616QQ QRmaRmaxR RmaxmaxRL（最大额定起重量对应的有效工作幅度）Q QmaxmaxO2.2.影响起重量特性曲线相关的具体因素和影响情况影响起重量特性曲线相关的具体因素和影响情况* *（1）变幅小车、吊

21、钩滑轮组、钢丝绳的自重q（曲线下移）（2）臂架的长度（增长下移）（3）起升绳倍率和变幅小车型式（4倍率较2倍率下移）（4）起升高度（高度增加下移）（5）起重力矩限制器（远点一致，近点上移）Q=M/（Rd）qd 对（Rd）的影响情况,使R减小而Q增大！2021/3/112021/3/111717产品类组代号（汉语拼音第一个字母）形式、特征代号（汉语拼音第一个字母）主参数代号（起重力矩Knm）（七）塔机型号的编制方法（七）塔机型号的编制方法为了快速有效地区别各种塔机的品种规格，我们应当了解我国塔机的型号编制方法。根据专业标准ZBJ04008建筑机械与设备产品型号编制方法的规定，我过塔式起重机的型号

22、编制图示如下： 设计序号塔式起重机是起（Q）重机大类的塔（T）式起重机组，故前两个字母为QT；特征代号看你强调什么特征，如块装式用K，自升式用Z，固定式用G，下回转用X等等。例如：QTK400代表起重力矩400kNm的块装式塔机。QTZ800B代表起重力矩800kNm的自升式塔机，第二次改型设计。2021/3/112021/3/111818n n三、塔机的金属结构三、塔机的金属结构三、塔机的金属结构三、塔机的金属结构n n塔式起重机的结构部分包括底架、塔身、回转支座、塔顶、塔式起重机的结构部分包括底架、塔身、回转支座、塔顶、臂架、平衡臂、通道和平台、司机室等主要材料采用机械臂架、平衡臂、通道和

23、平台、司机室等主要材料采用机械性能高、工艺性好的轧制钢材，如性能高、工艺性好的轧制钢材，如GB700GB700中的中的Q235BQ235B、Q235CQ235C，GB3077GB3077中的中的Q345Q345（16Mn16Mn）；是主要连接方法，销）；是主要连接方法，销轴和螺栓连接则用于为方便运办理与安装的可拆部位。轴和螺栓连接则用于为方便运办理与安装的可拆部位。n n由于塔式起重机在户外露天使用，一般规定环境温度为由于塔式起重机在户外露天使用，一般规定环境温度为20+4020+40，并且承受雨、雪、大气等的侵蚀。因此，在选，并且承受雨、雪、大气等的侵蚀。因此，在选择材料、焊接设计时要保证良

24、好的抗低温脆断性，具有可择材料、焊接设计时要保证良好的抗低温脆断性，具有可靠的冲击韧性保证；在抗腐蚀、避免结冰膨胀破坏方面，靠的冲击韧性保证；在抗腐蚀、避免结冰膨胀破坏方面，都要采取相应措施。都要采取相应措施。2021/3/112021/3/111919（一）底架（一）底架2021/3/112021/3/112020n n底架底架底架底架是塔式起得机中承受全部载荷的最底部结构件，它可是塔式起得机中承受全部载荷的最底部结构件，它可以安装在行走台车上或固定支腿上，也可以安装在地面基以安装在行走台车上或固定支腿上，也可以安装在地面基础上。一般有下述几种形式：础上。一般有下述几种形式：n n（1 1）

25、X X型大型塔式起重机往往采用，特点是重量较轻，型大型塔式起重机往往采用，特点是重量较轻，受力明确；受力明确；n n（2 2）字型中小型塔式起重机多用此型，制造简单；）字型中小型塔式起重机多用此型，制造简单；n n（3 3）带有可折叠的支腿型用于下回转的快速安装型塔式）带有可折叠的支腿型用于下回转的快速安装型塔式起重机，方便于整体拖运；起重机，方便于整体拖运；n n（4 4）轨距可变拖型适用于弯轨运行的行走式塔式起）轨距可变拖型适用于弯轨运行的行走式塔式起重机；重机；n n（5 5）双）双W W型这是国外大型塔式起重机较新的结构，例型这是国外大型塔式起重机较新的结构，例如如H30/23CH30

26、/23C、MD900MD900等，杆件长度小，便于运输与贮存；等，杆件长度小，便于运输与贮存；n n（6 6）门座型这是造船与港口塔式起重机所必须的形）门座型这是造船与港口塔式起重机所必须的形式，跨度大、净空高，轮压小，可满足船只、码头上运办式，跨度大、净空高，轮压小，可满足船只、码头上运办理车辆从中通过。理车辆从中通过。2021/3/112021/3/112121对下回转的塔式起重机，底架上安装有回转支承；对上回转的，底架上部与塔身连接。底架经常要留有安装和固定压重、电缆卷筒的位置和装置。2021/3/112021/3/112222n n（二）塔身（二）塔身（二）塔身（二）塔身n n大多数塔

27、式起重机的塔身都是空间桁架结构，大多数塔式起重机的塔身都是空间桁架结构，对上回转塔式起重机来说，塔身是不回转的；对上回转塔式起重机来说，塔身是不回转的；对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，n n其区别是前者主肢在回转一周内承受交变载荷其区别是前者主肢在回转一周内承受交变载荷其区别是前者主肢在回转一周内承受交变载荷其区别是前者主肢在回转一周内承受交变载荷。而无论上、下回转，而无论上、下回转，塔身均承受较大的压、弯、塔身均承受较大的压、弯、塔身均承受较大的压、弯、塔身均承受较大的压、弯、扭转、剪切载荷作用扭转、剪切载荷作用扭转、剪切载荷作用扭转、剪切载荷作用

28、，强度、刚度、稳定及抗强度、刚度、稳定及抗疲劳能力的校核都十分重要。疲劳能力的校核都十分重要。n n对可接高的塔身，可分为带有套架、侧面顶升，对可接高的塔身，可分为带有套架、侧面顶升，及内外伸缩塔身，中心顶升的两种型式。及内外伸缩塔身，中心顶升的两种型式。2021/3/112021/3/112323塔身节的制造精度必须稳定，保证在同一型号塔式起重机中绝对互换。塔身节的连接，主要有塔身节的连接，主要有高强度螺栓高强度螺栓、抗剪螺栓抗剪螺栓、横向销横向销轴轴、瓦套连接瓦套连接等。等。2021/3/112021/3/112424高高强强螺栓螺栓横向横向销轴瓦套瓦套连接接2021/3/112021/3

29、/112525n n高强度螺栓介绍：高强度螺栓介绍：高强度螺栓介绍：高强度螺栓介绍：n n1.1.1.1.标准：标准：标准：标准：n na.GB9098.1-82a.GB9098.1-82紧固件机械性质紧固件机械性质 螺栓、螺钉和螺母螺栓、螺钉和螺母n nb.GB1231b.GB1231钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈技术钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件条件n nc.JG/T5057.40-1995c.JG/T5057.40-1995建筑机械与设备建筑机械与设备 高强度紧固件技高强度紧固件技术要求术要求n n2.2.2.2.性能等级性能等级性能等级性能等级n na.a.各类高强

30、度螺栓的性能等级为各类高强度螺栓的性能等级为8.88.8、9.89.8、10.910.9、12.912.9级级n nb.b.各类高强度螺母的性能等级为各类高强度螺母的性能等级为8 8、9 9、1010、1212n nc.c.各类高强度垫圈的性能等级为各类高强度垫圈的性能等级为300HV300HV。维氏硬度维氏硬度2021/3/112021/3/112626n n3.3.3.3.性能等级所表示的含义性能等级所表示的含义性能等级所表示的含义性能等级所表示的含义n na.a.螺栓：螺栓：10.910.9n n99表示公称屈服点（表示公称屈服点（s s）或公称屈服强度）或公称屈服强度（0.20.2）与

31、）与b b的比值的的比值的1010倍。倍。n n1010表示公称拉力强度（表示公称拉力强度（b b）的）的1/1001/100。n n（0.20.2）杆件变形是达）杆件变形是达0.2%0.2%时之强度。时之强度。2021/3/112021/3/112727机械性能机械性能性能等级性能等级8.88.89.89.810.910.912.912.9抗拉强度抗拉强度bbN/mmN/mm2 2公称公称8008009009001000100012001200minmin8308309009001040104012201220屈服强度屈服强度0.20.2N/mmN/mm2 2公称公称640640720720

32、90090010801080minmin66066072072094094011001100b.螺母：10表示公称抗拉强度b的1/100。4.4.常用材料常用材料有中碳钢和中碳合金钢：12.935CrMo 40Cr 42CrMo10.920MnTiB 35UB 40Cr 458.845 35 40Cr 40B对材料没有严格限制，要求保证机械性能。2021/3/112021/3/112828n n5.5.5.5.标志标志标志标志n n在螺栓头部的顶面或侧面，螺母的侧面打上性能等级及制在螺栓头部的顶面或侧面，螺母的侧面打上性能等级及制造厂标志。造厂标志。n n6.6.6.6.制造工艺制造工艺制造工

33、艺制造工艺n n毛胚锻打，螺纹采用滚压法或切削法毛胚锻打，螺纹采用滚压法或切削法+ +热处理热处理+ +表面处理。表面处理。n n7 7 7 7试验（楔负载强度数值为试验（楔负载强度数值为试验（楔负载强度数值为试验（楔负载强度数值为bminbminbminbmin）n n栓头或根部不允许有裂纹。栓头或根部不允许有裂纹。n n只允许在螺纹或螺纹与杆部交接处断裂。只允许在螺纹或螺纹与杆部交接处断裂。n n8.8.8.8.预紧力及预紧力距。预紧力及预紧力距。预紧力及预紧力距。预紧力及预紧力距。n n高强度螺栓的连接，必须采用大预紧力，一般预紧应力应高强度螺栓的连接，必须采用大预紧力，一般预紧应力应为

34、该螺栓材料的屈服强度的为该螺栓材料的屈服强度的0.6-0.70.6-0.7倍。倍。2021/3/112021/3/112929预紧力和预紧力距值性能性能等等级级8.88.810.910.912.912.90.20.264064090090010801080螺栓螺栓直径直径d d预紧预紧力力a a预紧预紧力矩力矩b b实际实际预紧预紧力矩力矩c c预紧预紧力力a a预紧预紧力矩力矩b b实际实际预紧预紧力矩力矩c c预紧预紧力力a a预紧预紧力矩力矩b b实际实际预紧预紧力矩力矩c cm mN NNmNmNmNmN NNmNmNmNmN NNmNmNmNm202011400114000 0410

35、41037037016000160000 058058052052019200192000 0690690620620303026200262000 0145014501300130036800368000 0200020001800180044200442000 02400240021002100注：连接板面要预处理，不刷防锈漆，表面不要锈蚀。2021/3/112021/3/113030n n9.9.9.9.防松防松防松防松n na.a.不采用弹簧垫圈不采用弹簧垫圈n nb b采用两个相同的双螺母防松。采用两个相同的双螺母防松。n nC C定期检查预紧力矩防松。定期检查预紧力矩防松。n n

36、第一次安装后使用第一次安装后使用100h100h之后普遍检查拧紧，以后每使之后普遍检查拧紧，以后每使用用500h500h拧紧一次。拧紧一次。n n10.10.10.10.质保书与合格证质保书与合格证质保书与合格证质保书与合格证n na.a.应有合格证应有合格证n nb b制造厂应以批为单位提供质保书。内容包括：制造厂应以批为单位提供质保书。内容包括：n n a) a)规格、数量规格、数量n n b) b)性能等级性能等级n n 2021/3/112021/3/113131n nc)c)材料、炉号、化学成分材料、炉号、化学成分n n d) d)机械性能测试数据机械性能测试数据n n e) e)检

37、验日期检验日期n n11.11.11.11.重复使用重复使用重复使用重复使用n n 不超过两次，重复使用时应经严格的检查。不超过两次，重复使用时应经严格的检查。n n12.12.12.12.主要破坏形式主要破坏形式主要破坏形式主要破坏形式n n 脆断脆断n n疲劳断裂疲劳断裂2021/3/112021/3/113232（三）回转支座（三）回转支座一般由回转平台、回转支承、固定支座（或为底架）组成。其中，回转支承为具有较大滚道直径、座圈断面相对较小、回转速度较低，可以承受较大的倾翻力矩和轴向力、径向力的大型带齿的滚动轴承。通常由高强度螺栓与回转固定部份分别连接，螺栓本身承受轴向载荷较大，且为交变

38、载荷，为了保证连接可靠、消除间隙，都要在安装时施加一定的预紧力。2021/3/112021/3/113333（四）塔顶（四）塔顶塔顶的型式一般可分为刚性的和可摆动的两种，主要作用是支承吊臂。对上回转的塔式起重机，刚性塔顶还起支承平衡臂的作用。塔顶结构集中了由吊臂及平衡臂传来的载荷，再传递给回转支座、塔身。因此，不仅要考虑安装的方便，还要保证强度、刚度、稳定性要求。刚性塔顶受弯矩、压力、剪切作用！可摆动塔顶受压力载荷作用！（轴心受压）2021/3/112021/3/113434（五）平衡臂（五）平衡臂2021/3/112021/3/113535n n平衡臂的作用：平衡臂的作用：n n（1 1）放

39、置配重，产生后倾力矩以便在工作状态减少由吊）放置配重，产生后倾力矩以便在工作状态减少由吊重引起的前倾力矩，在非工作状态减少强风引起的前倾力重引起的前倾力矩，在非工作状态减少强风引起的前倾力矩，并保证其抗倾翻稳定性；矩，并保证其抗倾翻稳定性；n n（2 2）在采用可摆动塔顶撑杆时，平衡臂还要对塔顶撑杆）在采用可摆动塔顶撑杆时，平衡臂还要对塔顶撑杆起支持作用；在采用固定塔顶时，平衡臂则是靠塔顶来支起支持作用；在采用固定塔顶时，平衡臂则是靠塔顶来支持的；持的；n n（3 3）平衡臂上可放置起升或变幅机构；）平衡臂上可放置起升或变幅机构；n n（4 4）平衡臂上可安装风帆标牌，调节逆风面积，保证非）平

40、衡臂上可安装风帆标牌，调节逆风面积，保证非工作状态时尾吹风。工作状态时尾吹风。2021/3/112021/3/113636n n平衡臂一般可分为：平衡臂一般可分为：n n（1 1）和塔身活动）和塔身活动铰接连接铰接连接，用于，用于固定塔顶固定塔顶固定塔顶固定塔顶，大多，大多采用实腹型钢作主梁；采用实腹型钢作主梁；受压力载荷作用！受压力载荷作用！受压力载荷作用！受压力载荷作用！（轴心受压）（轴心受压）（轴心受压）（轴心受压）n n（2 2）和塔身刚性）和塔身刚性固定连接固定连接，用于，用于可摆动塔顶可摆动塔顶可摆动塔顶可摆动塔顶，大大多采用空间桁架梁，截面和自重都较活动铰接为多采用空间桁架梁，截

41、面和自重都较活动铰接为大。大。受弯矩、压力、剪切作用！受弯矩、压力、剪切作用！受弯矩、压力、剪切作用！受弯矩、压力、剪切作用！2021/3/112021/3/113737（六）吊臂（六）吊臂吊臂可分为两类：动臂变幅式小车水平变幅式伸缩式小车变幅臂架折曲式臂架2021/3/112021/3/113838动臂变幅式动臂变幅式按塔式起重机发展史来讲，动臂变幅式是最早采用的，它具有臂架截截面小，自重轻、幅度小时可得到较大的起升高度。截面形状为正方形，截面形状为正方形，受力形式为轴心受压！受力形式为轴心受压！小车水平变幅臂架小车水平变幅臂架，为了减轻自重，为了减轻自重，截面大部分为三角形三角形，极少数者

42、用矩形截面，而且又多采用正三角形断面正三角形断面，用方钢管或槽钢制成的下弦杆做运动小车的轨道，上弦杆用钢管或圆钢等制成。受受弯矩、压力、剪切弯矩、压力、剪切作用！作用！2021/3/112021/3/1139392021/3/112021/3/1140402021/3/112021/3/114141n n（七）司机室（七）司机室（七）司机室（七）司机室n n为了便于司机操作，塔式起重机的司机室必须与回转部分一同回转。为了便于司机操作，塔式起重机的司机室必须与回转部分一同回转。n n（八）通道与平台（八）通道与平台（八）通道与平台（八）通道与平台n n（1 1）塔身中的通道，一般都要设直立梯或斜

43、梯，塔身截面较大时设）塔身中的通道，一般都要设直立梯或斜梯，塔身截面较大时设在塔身内部，梯子与塔身结构间距离于在塔身内部，梯子与塔身结构间距离于1.2m1.2m时要设后背护圈。梯子高时要设后背护圈。梯子高度超过度超过10m10m时，要设中间休息平台。时，要设中间休息平台。n n（2 2）臂架通道，现代小车水平变幅的塔式起重机变幅小车上均设有）臂架通道，现代小车水平变幅的塔式起重机变幅小车上均设有可随小车移动的检修平台，臂架内可不设通道。可随小车移动的检修平台，臂架内可不设通道。n n（3 3）上回转的塔式起重机，回转支座间的通道一般均设在内部，最）上回转的塔式起重机，回转支座间的通道一般均设在

44、内部，最顶部的塔身节或回转固定支座上设平台，回转支痤内设扶梯或回转平顶部的塔身节或回转固定支座上设平台，回转支痤内设扶梯或回转平台上设活动可伸缩的梯子。台上设活动可伸缩的梯子。n n（4 4）凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。）凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。n n（5 5）平台和走台可用花纹钢板和钢板网制造，钢板网自重轻，便于）平台和走台可用花纹钢板和钢板网制造，钢板网自重轻，便于观察，优点较多。观察，优点较多。n n（九）拉杆（九）拉杆（九）拉杆（九）拉杆2021/3/112021/3/114242n n四、塔机的工作机构四、塔机的工作机构四、塔机的工作机

45、构四、塔机的工作机构n n塔式起重机的工作机构，有起升、回转、变幅、运行机塔式起重机的工作机构，有起升、回转、变幅、运行机构。非快速安装的则有顶升机构。构。非快速安装的则有顶升机构。n n（一）起升机构（一）起升机构（一）起升机构（一）起升机构n n特点及组成特点及组成特点及组成特点及组成n n起升高度大起升高度大n n调速性能要求较高，重载低速、轻载高速，并且具有可调速性能要求较高，重载低速、轻载高速，并且具有可靠的微动性能，以满足安装就位、起动时逐渐拉紧钢丝靠的微动性能，以满足安装就位、起动时逐渐拉紧钢丝绳的要求；绳的要求；n n安装形式和体积、重量都要适应整机布置要求。安装形式和体积、重

46、量都要适应整机布置要求。n n起升机构一般由电动机、制动器、减速箱、卷筒、卷筒起升机构一般由电动机、制动器、减速箱、卷筒、卷筒轴及支承、底座、起升高度限制器、电控箱等组成。轴及支承、底座、起升高度限制器、电控箱等组成。2021/3/112021/3/114343（二）回转机构（二）回转机构1.特点及组成2021/3/112021/3/114444n n回转速度一般为回转速度一般为0.51.0r/min0.51.0r/min；无论吊重大小、在什么幅；无论吊重大小、在什么幅度、风速如何变化，都应有可靠的高速性能，保证起制动度、风速如何变化，都应有可靠的高速性能，保证起制动平衡，钢结构不产生明显的扭

47、转变形，吊重就位停放准确；平衡，钢结构不产生明显的扭转变形，吊重就位停放准确；还应具有防止碰撞和过载的性能，因此一般都采用具有软还应具有防止碰撞和过载的性能，因此一般都采用具有软传动的形式，例如力矩电机、液力耦合器、皮带、缓冲装传动的形式，例如力矩电机、液力耦合器、皮带、缓冲装置、测速发电机或陀螺仪负反馈控制、电磁联轴节；还应置、测速发电机或陀螺仪负反馈控制、电磁联轴节；还应具有按载荷大小控制的制动器，及在非工作状态允许其逆具有按载荷大小控制的制动器，及在非工作状态允许其逆传动、随风自由回转的性能。传动、随风自由回转的性能。2021/3/112021/3/1145452.2.2.2.液力耦合器

48、液力耦合器液力耦合器液力耦合器n n液力耦合器亦名液力联轴器，装设在电动机与减液力耦合器亦名液力联轴器，装设在电动机与减速器之间，取代原先采用的机械式联轴器。在电速器之间，取代原先采用的机械式联轴器。在电动机与减速器之间，用液力耦合器替代机械联轴动机与减速器之间，用液力耦合器替代机械联轴器可取得三种效果：器可取得三种效果：n n（1 1）使传动平稳地加速和减速；）使传动平稳地加速和减速；n n（2 2）防止电动机超载；）防止电动机超载；n n（3 3）通过耦合器内油液数量来改变传递的扭矩。）通过耦合器内油液数量来改变传递的扭矩。2021/3/112021/3/114646n n液力耦合器的工作

49、原理可用下图来说明。输入轴液力耦合器的工作原理可用下图来说明。输入轴1 1与电动与电动机相连接，带动泵轮机相连接，带动泵轮2 2转动，泵轮壳转动，泵轮壳3 3与泵轮与泵轮2 2固定连接在固定连接在一起。泵轮壳内装涡轮一起。泵轮壳内装涡轮4 4，涡轮轴，涡轮轴5 5与被拖动的机构相连接。与被拖动的机构相连接。泵轮和涡轮内腔分别装有尾部去掉一块的叶片泵轮和涡轮内腔分别装有尾部去掉一块的叶片6 6和和7 7。在泵。在泵轮和涡轮之间的空腔内充满油液。轮和涡轮之间的空腔内充满油液。n n当电动机通过轴当电动机通过轴1 1驱动泵轮旋转时，泵轮内的油液在离心驱动泵轮旋转时，泵轮内的油液在离心力作用下向外流动

50、，从而使油液具有动能。油液流至泵轮力作用下向外流动，从而使油液具有动能。油液流至泵轮外缘时，不能再往外流，只能流至涡轮的空腔内，将动能外缘时，不能再往外流，只能流至涡轮的空腔内，将动能传给涡轮，涡轮传动，动力通过轴传给涡轮，涡轮传动，动力通过轴5 5输出。腔内的油液按输出。腔内的油液按箭头所示方向循环流动，箭头所示方向循环流动，2021/3/112021/3/1147472021/3/112021/3/114848n n连续不断地由泵轮获得能量，再将能量传给涡轮。连续不断地由泵轮获得能量，再将能量传给涡轮。n n在泵轮和涡轮之间没有任何机械联系，实现传动的条在泵轮和涡轮之间没有任何机械联系，实

51、现传动的条件是工作油液在泵轮与涡轮之间循环流动。泵轮和涡件是工作油液在泵轮与涡轮之间循环流动。泵轮和涡轮的直径相等，所以当涡轮随泵轮转动起来之后，在轮的直径相等，所以当涡轮随泵轮转动起来之后，在离心力的作用下，工作油液均力图由内缘甩向外缘。离心力的作用下，工作油液均力图由内缘甩向外缘。由于泵轮转速高于涡轮转速，在液力耦合器泵轮由于泵轮转速高于涡轮转速，在液力耦合器泵轮2 2上的上的各质点（如图各质点（如图7-3-3b7-3-3b中的中的A A、B B、C C等质点）的离心力都等质点）的离心力都大于涡轮上各对应质点大于涡轮上各对应质点AA、BB、CC的离心力，迫使的离心力，迫使工作油液从泵轮工作

52、油液从泵轮2 2流向涡轮流向涡轮4 4并形成循环流动，实现动并形成循环流动，实现动力的传递。力的传递。n n（三）变幅机构（三）变幅机构（三）变幅机构（三）变幅机构n n运行小车式变幅机构运行小车式变幅机构n n动臂式变幅动臂式变幅n n（四）运行机构（四）运行机构（四）运行机构（四）运行机构n n运行机构仅用于轨道行走式，由电机、减速器、台车、运行机构仅用于轨道行走式，由电机、减速器、台车、车轮、夹轨器、终点限位开关、缓冲器等组成。车轮、夹轨器、终点限位开关、缓冲器等组成。2021/3/112021/3/114949（五）液（五）液压顶升机构升机构2021/3/112021/3/115050

53、n n上述各种型式顶升机构中的液压系统，都要求具上述各种型式顶升机构中的液压系统，都要求具有安全溢液阀、平衡阀、下降时还应有节流阀调有安全溢液阀、平衡阀、下降时还应有节流阀调节下降速度。节下降速度。n n比较完善的液压系统见图比较完善的液压系统见图5-385-38所示，这种系统具所示，这种系统具备以下特点：备以下特点：n na.a.顶升与下降分高低压，顶升时用高压使油缸直顶升与下降分高低压，顶升时用高压使油缸直径不致很大，下降时用低压防止意外事故强制下径不致很大，下降时用低压防止意外事故强制下降导致危险；降导致危险；2021/3/112021/3/115151n nb.b.在下降横梁时也采用低

54、压平衡阀，保证下降平衡和安全；在下降横梁时也采用低压平衡阀，保证下降平衡和安全；n nc.c.无杆腔回油时设可调节流阀，使下降时免除振动；无杆腔回油时设可调节流阀，使下降时免除振动；n nd.d.采用采用H H型中部连通的换向阀，减小停止时的液压冲击；型中部连通的换向阀，减小停止时的液压冲击；n ne.e.平衡阀设在油缸内部，大小不同的单向阀开锁的柱塞使平衡阀设在油缸内部，大小不同的单向阀开锁的柱塞使上升与下降时流量不同，满足两种状态对速度的不同要求。上升与下降时流量不同，满足两种状态对速度的不同要求。2021/3/112021/3/115252五、安全防护装置五、安全防护装置（一）行程限位器

55、（一）行程限位器（一）行程限位器（一）行程限位器1.1.起升高度限位器起升高度限位器2.2.回转限位器回转限位器3.3.变幅行程限位器变幅行程限位器4.4.运行限位器运行限位器2021/3/112021/3/115353Ol1Nl2RN1N2d（二）全力矩法力矩限制器（二）全力矩法力矩限制器(p92)1.原理：Mo=0N1l1=Gl2MRoN1= (Gl2)/l1+ MRo/l1N1=C+MR0/ l1N1=C+ (QR0R0)/l1l1O到拉杆的垂直距离（为定值）；l2吊臂自重到O的水平距离；G吊臂自重； QR0 包含小车、吊钩滑轮、重物在内的移动载荷；2021/3/112021/3/115

56、454n nM MRoRo Q QR0R0R R00n nN N N N1 1 1 1和和和和M M M MRoRoRoRo成正比成正比成正比成正比! ! ! !n nN N1 1，塔顶所受压力，塔顶所受压力，则塔顶弦杆受压时的纵向变形，则塔顶弦杆受压时的纵向变形量增大。量增大。n n全力矩限制器的双片弓形钢板（簧片）将这一微小的纵向全力矩限制器的双片弓形钢板（簧片）将这一微小的纵向压缩变形，转变成双片弓形板间较大的横向变形，使安装压缩变形，转变成双片弓形板间较大的横向变形，使安装在弓形板上的开关触点动作，执行保护力矩的功能。在弓形板上的开关触点动作，执行保护力矩的功能。n nM MRoRoN

57、N1 1NN塔顶弦杆的塔顶弦杆的弓形板间的横向变弓形板间的横向变形形触点动作，执行保护功能。触点动作，执行保护功能。Ol1Nl2RN1N2dR02021/3/112021/3/1155552021/3/112021/3/115656调整方法：（1）预报警控制在Rmax起吊0.9QRmax，调整开关2。（2）定幅变码保护在Rmax处，起吊QRmax，使开3是触点接触，放下QRmax，再起吊1.1 QRmax，开关3应动作，否则应重新调整。QQ QR RQ QRmaRmaxR RmaxmaxRLQ QmaxmaxO2021/3/112021/3/115757n n（3 3）定码变幅限制定码变幅限制

58、n n在最大额定载荷在最大额定载荷QmaxQmax对应的幅度对应的幅度L L处处，缓缓起吊，缓缓起吊QmaxQmax，调整开关，调整开关5 5的的触点接触，将小车开回臂架根部，以额定速度向外变幅，在到达触点接触，将小车开回臂架根部，以额定速度向外变幅，在到达1.1 1.1 L L处前，开关处前，开关5 5应动作，否则应重新调整。应动作，否则应重新调整。n n（4 4）变幅减速控制变幅减速控制n n当当v40m/minv40m/min的小车向外运行，起重力矩达到额定值的的小车向外运行，起重力矩达到额定值的80%80%时，应自时，应自动转换为低速运行。确定动转换为低速运行。确定R R，再测量，再测

59、量0.8R0.8R，起吊，起吊Q QR R，以额定速度向外运，以额定速度向外运行至行至0.8R0.8R时，开关时，开关6 6应动作。应动作。QQ QR RQ QRmaRmaxR RmaxmaxRLQ QmaxmaxO2021/3/112021/3/115858十一、流十一、流动式起重机力矩限制器式起重机力矩限制器一套完整的流动式起重机的力矩限制器，一般包括以下五个部分：主机载荷检测器角度检测器长度检测器起重机工况监测系统流流动式起重机力矩限制器的式起重机力矩限制器的检验要求及方法要求及方法1 1选择测试点点起重特性曲线由两部分组成，右图AB段为强度曲线，BC段稳定曲线 2021/3/11202

60、1/3/115959KjQjnKjQjnQA2 2综合合误差差试验（1）增重法（一般取Kj=1.05）K Kj（2）增幅法（一般取Kj=1.05）K Kj注意：（Lm=1.1Li）2021/3/112021/3/116060n n3 3额定起重能力试验（有学问）额定起重能力试验（有学问） 如如Li=12mLi=12m时，时，Qin=5000kg,Qin=5000kg,在在Li=12mLi=12m处加载至处加载至5000kg5000kg时，起升机构不能工作，此时，时，起升机构不能工作，此时，Lj=12.5mLj=12.5m。问：能否判定该机额定起重能力试验是否合格？问：能否判定该机额定起重能力试

61、验是否合格？为什么？为什么？n n4 4最大超载防护能力试验最大超载防护能力试验2021/3/112021/3/116161n n（三）安全止档和缓冲器（三）安全止档和缓冲器（三）安全止档和缓冲器（三）安全止档和缓冲器n n1.1.小车变幅小车变幅n n2.2.动臂变幅动臂变幅n n3.3.运行安全止挡与缓冲器运行安全止挡与缓冲器n n4.4.钢丝绳脱槽止档和防跳装置钢丝绳脱槽止档和防跳装置n n（四）应急装置（四）应急装置（四）应急装置（四）应急装置n n1.1.小车变幅绳断绳保护装置小车变幅绳断绳保护装置n n2.2.小车断轴防坠落装置小车断轴防坠落装置n n3.3.紧急事故开关紧急事故开

62、关2021/3/112021/3/116262n n（五）非工作状态的安全装置（五）非工作状态的安全装置（五）非工作状态的安全装置（五）非工作状态的安全装置n n这一种安全装置主要是上防风抗滑的夹轨器、锚这一种安全装置主要是上防风抗滑的夹轨器、锚定装置。定装置。n n（六）环境危害预防装置（六）环境危害预防装置（六）环境危害预防装置（六）环境危害预防装置n n风速仪风速仪n n航空障碍灯航空障碍灯n n防雷击措施防雷击措施n n扫轨板扫轨板n n防碰撞装置防碰撞装置2021/3/112021/3/116363n n六、附属装置六、附属装置六、附属装置六、附属装置n n附属装置中，除配重、压重、

63、基础、轨道、附着连杆等由附属装置中，除配重、压重、基础、轨道、附着连杆等由用户自备外，其余的由制造厂根据订货要求提供。用户自备外，其余的由制造厂根据订货要求提供。n n（一）配重与压重（一）配重与压重（一）配重与压重（一）配重与压重n n配重是配重是1 1。降低塔顶负荷力矩。降低塔顶负荷力矩 2 2。增加抗倾翻稳定性的主。增加抗倾翻稳定性的主要措施。要措施。n n压重的作用主要是增加非工作状态的抗倾翻稳定性，并降压重的作用主要是增加非工作状态的抗倾翻稳定性，并降低底架所受到的来自基础的拉力。低底架所受到的来自基础的拉力。n n（二）基础与轨道（二）基础与轨道（二）基础与轨道（二）基础与轨道n

64、n1.1.固定式基础固定式基础n n2.2.轨道及其基础轨道及其基础2021/3/112021/3/116464n n（三）拖运装置（三）拖运装置（三）拖运装置（三）拖运装置n n（四）附着框架与连杆（四）附着框架与连杆（四）附着框架与连杆（四）附着框架与连杆n n（五）内爬框架（五）内爬框架（五）内爬框架（五）内爬框架n n（六）排绳与拖绳装置（六）排绳与拖绳装置（六）排绳与拖绳装置（六）排绳与拖绳装置n n1.1.排绳；排绳；n n2.2.拖绳；拖绳；n n（七）电缆卷筒（七）电缆卷筒（七）电缆卷筒（七）电缆卷筒n n（八）检修装置（八）检修装置（八）检修装置（八）检修装置2021/3/1

65、12021/3/116565n n七、整机稳定性七、整机稳定性七、整机稳定性七、整机稳定性n n根据根据GB5144GB5144的规定和的规定和GB/T13752GB/T13752塔式起重机设计规塔式起重机设计规范的要求，对塔式起重机的整机倾翻，要进行范的要求，对塔式起重机的整机倾翻，要进行n n1.1.无风静载工况无风静载工况n n2.2.有风动载工况有风动载工况n n3.3.突然卸载工况突然卸载工况n n4.4.安装工况安装工况n n5.5.暴风袭击下的非工况进行计算，最后根据最危暴风袭击下的非工况进行计算，最后根据最危险的倾翻状态，来确定基础重量或应加的压重。险的倾翻状态，来确定基础重量

66、或应加的压重。2021/3/112021/3/1166662021/3/112021/3/116767n n一、无风静载工况一、无风静载工况一、无风静载工况一、无风静载工况n n验算最大吊重力矩下向前倾翻可能性。验算最大吊重力矩下向前倾翻可能性。n n1.1.1.1.自重力矩自重力矩自重力矩自重力矩（含平衡重和压重的作用）（含平衡重和压重的作用）n n每台塔式起重机，当它立好后，空车状态有一个每台塔式起重机，当它立好后，空车状态有一个后倾的力矩后倾的力矩M M空，这个力矩对防止前倾是有利的。空，这个力矩对防止前倾是有利的。所谓自重力矩，是指整台塔机对前边缘倾翻线的所谓自重力矩，是指整台塔机对前

67、边缘倾翻线的后倾保持力矩（见图后倾保持力矩（见图4-14-1）。）。n nM M自自=M=M空空+ +（G G自重自重+G+G压重压重）b/2 (4-1) b/2 (4-1) n n这里的这里的G G自重自重是整机重和平衡重之和，是整机重和平衡重之和，b b指地基总宽指地基总宽度，度，G G压重压重是指基础上应加的压重。是指基础上应加的压重。2021/3/112021/3/116868n n2.2.静态超重吊重力矩静态超重吊重力矩静态超重吊重力矩静态超重吊重力矩n n标准规定，塔机静态最大超载标准规定，塔机静态最大超载25%25%。n nMM吊吊=（1.25Q1.25Qmaxmax+G+G小车

68、小车+G+G吊钩吊钩） （R Rmaxmax- -b/2b/2） (4-2) (4-2) n n3.3.安全判别要求安全判别要求安全判别要求安全判别要求n n0.95M0.95M自自-KM-KM吊吊0 0 （4-34-3） n n其中其中K K是安全储备系数，可取是安全储备系数，可取K=1.4K=1.41.51.52021/3/112021/3/116969n n二、有风动载工况二、有风动载工况二、有风动载工况二、有风动载工况n n1.1.自重稳定力矩自重稳定力矩自重稳定力矩自重稳定力矩n nMM自自=M=M空空+（GG自自+G+G压压）b/2b/2n n2.2.吊重力矩吊重力矩吊重力矩吊重力

69、矩n nMM吊吊=（QQmaxmax+G+G钩钩）1.15+G1.15+G小车小车 （Rmax-b/2Rmax-b/2） (4-4) (4-4) n n3.3.风载荷风载荷风载荷风载荷n n续前例，续前例，Myw=50tmMyw=50tmn n4.4.水平惯性力和吊重风力水平惯性力和吊重风力水平惯性力和吊重风力水平惯性力和吊重风力n nP Pnxnx=(Q=(Qmaxmax+G) tg3 (4-5) +G) tg3 (4-5) n nMMnxnx=P=Pnxnxhhmaxmaxn nh hmaxmax是独立式最大起吊高度，续前例，是独立式最大起吊高度，续前例，h hmaxmax=51m=51m

70、则：则：n nMMnxnx=(8+0.24) tg351=22.184tm=(8+0.24) tg351=22.184tm2021/3/112021/3/117070n n5.5.5.5.坡度载荷坡度载荷坡度载荷坡度载荷n n指塔机不可能是绝对铅直方向，因而有附加倾斜指塔机不可能是绝对铅直方向，因而有附加倾斜载荷。在塔机各部件重心计算时，已计算出载荷。在塔机各部件重心计算时，已计算出GGi iY Yi i, ,这里只应用其计算结果。这里只应用其计算结果。n nM=0.01M=0.01（GGi iY Yi i+Q+Qmaxmaxhhmaxmax） (4-6) (4-6) n n6.6.6.6.安

71、全判别要求安全判别要求安全判别要求安全判别要求n n0.95M0.95M自自-M-Mw w-M-Mnxnx-M-Mx x坡坡-1.15M-1.15M吊吊0 0 （4-74-7） 2021/3/112021/3/117171n n三、突然卸载工况三、突然卸载工况三、突然卸载工况三、突然卸载工况n n吊具脱落的颤动引起向后倾翻，要以后倾翻线为准，这时，吊具脱落的颤动引起向后倾翻，要以后倾翻线为准，这时，M M空起不利作用，与保持力矩反向，所以必须取负号。空起不利作用，与保持力矩反向，所以必须取负号。n n1.M1.M自自= =（G G自自+G+G压压）b/2-Mb/2-M空空 （4-84-8） n

72、 n2.2.风载荷，工作风荷，向后吹，仍记风载荷，工作风荷，向后吹，仍记M M M MW W。n n3.3.满负荷突然掉下，向后弹满负荷突然掉下，向后弹0.20.2倍力矩倍力矩n nM M吊吊= =（G Gmaxmax+G+G钩钩）1.15+G1.15+G小车小车（R Rmaxmax+b/2+b/2） (4-9) (4-9) n n4.M4.Mx x坡同前，没有多少变化。坡同前，没有多少变化。n n5.5.安全判别要求：安全判别要求：n n0.95M0.95M自自-M-Mw w-0.2M-0.2M吊吊-M-Mx x坡坡0 0 （4-104-10） 2021/3/112021/3/117272n

73、 n四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）四、暴风袭击下的非工作状况（风向后吹）n n这种工况，这种工况，M M空起不利影响。空起不利影响。n n1.M1.M自自= =（G G自自+G+G压压）b/2-Mb/2-M空空n n2.2.风载荷风载荷n n3.3.坡度载荷坡度载荷n n4.4.安全判别要求：安全判别要求：n n0.95M0.95M自自-0.8M-0.8Mwxwx-M-Mx x坡坡0 0 （4-114-11） n n这里，这里，MXFMXF前乘系数前乘系数0.80.8，是因为风从前面向后吹，吊臂会，是因为风从前

74、面向后吹，吊臂会自动转向，这是不稳定的非工况，出现几率很小，故要降自动转向，这是不稳定的非工况，出现几率很小，故要降低起影响。低起影响。2021/3/112021/3/117373n n五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）五、暴风袭击下的非工况（风向前吹）n n这种工况，这种工况，M M空起保持不倾翻作用，而且这是一种臂架会空起保持不倾翻作用，而且这是一种臂架会自然转过来的稳定的非工况。自然转过来的稳定的非工况。n n1.M1.M自自=M=M空空+ +（G G自自+G+G压压）b/2 (4-1) b/2 (4-1) n n2.M

75、2.MWFWF的计算同前。的计算同前。n n3.M3.MX X坡同前。坡同前。n n4.4.安全判别要求：安全判别要求：n n0.95M0.95M自自-1.1M-1.1MWFWF-M-MX X坡坡0 0 （4-124-12） n n这里，这里，M MWFWF前乘系数前乘系数1.11.1，正是强调该种风力的危险作用。，正是强调该种风力的危险作用。这种非工况计算结果有重要意义。这种非工况计算结果有重要意义。2021/3/112021/3/117474n n六、安装工况六、安装工况六、安装工况六、安装工况n nM M自自=-M=-M安安+ +（G G安安+G+G压压）b/2 (4-13) b/2 (

76、4-13) n nM M安安、G G安安分别为该工况下的前倾力矩和整机重量（不含分别为该工况下的前倾力矩和整机重量（不含G G平）平）。n nM MW W相当于空车风力减去平衡重的风力，但此时高度很低。相当于空车风力减去平衡重的风力，但此时高度很低。n nM MX X坡也不大，因为是矮塔，坡也不大，因为是矮塔，GGi iY Yi i很小。很小。n n安全判别要求：安全判别要求：n n0.95M0.95M自自自自-1.1M-1.1MW W-M-MX X坡坡0 0 （4-144-14） 2021/3/112021/3/117575n n八、塔机的安装与拆卸八、塔机的安装与拆卸八、塔机的安装与拆卸八

77、、塔机的安装与拆卸n n（一）安装（一）安装（一）安装（一）安装n n1 1 1 1安装底架安装底架安装底架安装底架n n2 2 2 2 加压重加压重加压重加压重n n3 3 3 3吊装顶升套架吊装顶升套架吊装顶升套架吊装顶升套架n n4 4 4 4吊装回转部分的组合总成吊装回转部分的组合总成吊装回转部分的组合总成吊装回转部分的组合总成n n5 5 5 5吊装塔顶总成吊装塔顶总成吊装塔顶总成吊装塔顶总成n n6 6 6 6吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）吊装平衡臂总成（包括必要时装部分平衡重）n n7 7

78、7 7安装起重臂安装起重臂安装起重臂安装起重臂n n8 8 8 8吊装平衡重吊装平衡重吊装平衡重吊装平衡重n n9 9 9 9穿绕钢丝绳穿绕钢丝绳穿绕钢丝绳穿绕钢丝绳n n10101010连接电源连接电源连接电源连接电源n n11111111顶升加节作业顶升加节作业顶升加节作业顶升加节作业2021/3/112021/3/117676n n（二）拆卸（二）拆卸（二）拆卸（二）拆卸n n基本为安装的逆过程基本为安装的逆过程基本为安装的逆过程基本为安装的逆过程n n九、检验九、检验九、检验九、检验n n十、典型事故十、典型事故十、典型事故十、典型事故案例：案例：一起塔式起重机倾覆事故分析一起塔式起重

79、机倾覆事故分析2021/3/112021/3/117777二、事故现场调查与勘察情况二、事故现场调查与勘察情况二、事故现场调查与勘察情况二、事故现场调查与勘察情况（一）调查情况（一）调查情况（一）调查情况（一）调查情况 1 1 1 1该塔机的型号为该塔机的型号为该塔机的型号为该塔机的型号为QTZ25, 1996QTZ25, 1996QTZ25, 1996QTZ25, 1996年制造年制造年制造年制造, , , ,主要技术参数：主要技术参数：主要技术参数：主要技术参数： 2. 2. 2. 2.该塔机的基础节与过渡节的连接高强度螺栓为该塔机的基础节与过渡节的连接高强度螺栓为该塔机的基础节与过渡节的

80、连接高强度螺栓为该塔机的基础节与过渡节的连接高强度螺栓为M302250,M302250,M302250,M302250,根家提供的随机图纸，该螺栓的性能等级应为根家提供的随机图纸，该螺栓的性能等级应为根家提供的随机图纸，该螺栓的性能等级应为根家提供的随机图纸，该螺栓的性能等级应为10.910.910.910.9级级级级 3 3 3 3拆装过程情况拆装过程情况拆装过程情况拆装过程情况 4. 4. 4. 4.使用与检验使用与检验使用与检验使用与检验 5 5 5 5该塔机自被购置使用至今，其高强度连接螺栓一直被多次该塔机自被购置使用至今，其高强度连接螺栓一直被多次该塔机自被购置使用至今，其高强度连接

81、螺栓一直被多次该塔机自被购置使用至今，其高强度连接螺栓一直被多次重复使用。重复使用。重复使用。重复使用。正常工况正常操作下的事故，具有突发正常工况正常操作下的事故，具有突发性，易造成群死群伤，值得研究！性，易造成群死群伤，值得研究！一、问题的产生一、问题的产生 南京市某工地的一台南京市某工地的一台QTZ25QTZ25型自升塔式起重机（以下简称塔型自升塔式起重机（以下简称塔机），在吊运一筐砖进行下降作业，当砖筐降落至地面时，塔机），在吊运一筐砖进行下降作业，当砖筐降落至地面时，塔机突然向平衡重一侧倾覆，造成一人死亡一人轻伤。机突然向平衡重一侧倾覆，造成一人死亡一人轻伤。2021/3/112021

82、/3/117878（二）现场勘察情况（二）现场勘察情况1从倾覆后的现场来看，该塔机塔身的根部发生破坏。该塔机从倾覆后的现场来看，该塔机塔身的根部发生破坏。该塔机的基础节与过渡节连接的四只高强度螺栓有三只发生断裂破坏。的基础节与过渡节连接的四只高强度螺栓有三只发生断裂破坏。三只断裂螺栓的相对位置及塔机倾覆前的工作位置见图三只断裂螺栓的相对位置及塔机倾覆前的工作位置见图1 1。2021/3/112021/3/1179792. 1#2. 1#螺栓的断裂部位及观察情况螺栓的断裂部位及观察情况( (见图见图2)2)。 观察观察1#1#螺栓断面，发现仅在离断面边缘约螺栓断面，发现仅在离断面边缘约5mm5m

83、m，存在一宽约，存在一宽约3mm3mm的带状部分有新鲜金属断裂痕迹，带状部分的一侧是宽约的带状部分有新鲜金属断裂痕迹，带状部分的一侧是宽约5mm5mm呈明呈明显锈蚀凹凸不平的旧断面，带状部分的另一侧是宽约显锈蚀凹凸不平的旧断面，带状部分的另一侧是宽约22mm22mm呈明显呈明显锈蚀的旧断面，旧断面的边缘存在凹凸不平的层状现象锈蚀的旧断面，旧断面的边缘存在凹凸不平的层状现象, ,断面与螺断面与螺栓轴线垂直，断口处无明显的变形。栓轴线垂直，断口处无明显的变形。应力集中部位！应力集中部位！2021/3/112021/3/1180803.3.2#2#螺栓的断裂部位急观察情况（见图螺栓的断裂部位急观察情

84、况（见图3 3）。）。观察其断面，发现断面的边缘有观察其断面，发现断面的边缘有6mm6mm宽的部分存在明显的挤宽的部分存在明显的挤压磨损痕迹，其表面发黑、光滑；其余部分呈新鲜的放射撕压磨损痕迹，其表面发黑、光滑；其余部分呈新鲜的放射撕裂状，断面平齐且与螺栓轴线垂直，断口处无明显变形。在裂状，断面平齐且与螺栓轴线垂直，断口处无明显变形。在2#2#螺栓头部未发现制造厂家标记和性能等级标记螺栓头部未发现制造厂家标记和性能等级标记。螺牙末端，同样是螺牙末端，同样是应力集中部位！应力集中部位！2021/3/112021/3/118181 4.3# 4.3#螺栓断裂部位及观察情况（见图螺栓断裂部位及观察情

85、况（见图4 4）。）。 观察其的断口，发现断口处有明显的缩颈变形，断面直径明显观察其的断口，发现断口处有明显的缩颈变形，断面直径明显变细，整个断面呈新鲜的金属撕裂状，断面不平齐，断口呈典变细，整个断面呈新鲜的金属撕裂状，断面不平齐，断口呈典型的拉断断口特征。型的拉断断口特征。明显的缩颈变形！明显的缩颈变形！2021/3/112021/3/1182825.5.在现场尚未安装使用的塔身标准节连接用在现场尚未安装使用的塔身标准节连接用M302250M302250高强度高强度螺栓中，随机抽出三只，三只螺栓头部的厂家标记分别为螺栓中，随机抽出三只，三只螺栓头部的厂家标记分别为“C D”“C D”、“ ”

86、“ ”和和“shB”“shB”，性能等级标记均为，性能等级标记均为10.910.9。三、断裂螺栓的试验与断口宏观分析三、断裂螺栓的试验与断口宏观分析根据现场勘察情况，我们发现事故发生时位于起重臂一侧的根据现场勘察情况，我们发现事故发生时位于起重臂一侧的1#1#和和2#2#螺栓的断口处存在旧裂纹，为查明旧裂纹的产生原因，我们将螺栓的断口处存在旧裂纹，为查明旧裂纹的产生原因，我们将1#1#和和2#2#螺栓委托江苏省紧固件质量测试站进行材料化学成分化验、螺栓委托江苏省紧固件质量测试站进行材料化学成分化验、机械性能试验和宏观断口照相。机械性能试验和宏观断口照相。 6.6.事故发生时，该塔机吊运的那一筐

87、砖的数量为事故发生时，该塔机吊运的那一筐砖的数量为254254块，重约块，重约700kg700kg。砖筐落地位置离塔身中心的水平距离经测量为。砖筐落地位置离塔身中心的水平距离经测量为9m9m。2021/3/112021/3/118383（一）材料化学成分化验结果分析（一）材料化学成分化验结果分析1#1#、2#2#断裂螺栓化学成份化验结果与断裂螺栓化学成份化验结果与GB3098.1-82 GB3098.1-82 紧固件机械紧固件机械性能性能螺栓、螺钉和螺柱的对照见表螺栓、螺钉和螺柱的对照见表1 1。2021/3/112021/3/118484（二）机械性能试验结果分析（二）机械性能试验结果分析高

88、强度螺栓的主要机械性能是抗拉强度和硬度。机械性能的试验高强度螺栓的主要机械性能是抗拉强度和硬度。机械性能的试验结果与结果与GB3098.1GB3098.1紧固件机械性能紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱的对照螺栓、螺钉和螺柱的对照见表见表2 2。2021/3/112021/3/118585（三）断口宏观观察与分析（三）断口宏观观察与分析经过对经过对1#1#、2#2#螺栓断面的酸洗，可以看出螺栓断面的酸洗，可以看出1#1#螺栓的断面（见图螺栓的断面（见图5 5）的旧裂纹区存在明显的贝纹线，具有典型的疲劳裂纹特征。的旧裂纹区存在明显的贝纹线，具有典型的疲劳裂纹特征。明显的贝纹状疲劳线！明显的贝纹状疲劳

89、线！应力集中部位断口和螺应力集中部位断口和螺栓轴线垂直栓轴线垂直新鲜断口新鲜断口新鲜断口新鲜断口2021/3/112021/3/118686四、综合分析四、综合分析（一）螺栓疲劳裂纹形成的原因及其扩展过程分析（一）螺栓疲劳裂纹形成的原因及其扩展过程分析1.在大小、方向不断变化的弯矩作用下，高强度螺栓承受复杂的交变拉力作交变拉力作用用，其拉力值的变化很大，应力幅也很大。3.高强度螺栓存在应力集中部应力集中部位位，以及可能存在的原始加工缺陷，或使用缺陷，这些缺陷在交变拉力的作用下成为微观的疲劳源。5.这些微观的疲劳源逐步发展形成表面疲劳微裂纹。7.表面疲劳微裂纹均向中心扩展，形成宏观裂纹，在继续扩

90、展的过程中相遇而连成一片，其最终所形成的疲劳裂纹，已占大半个截面，达到极限！6.多次重多次重复使用！复使用！2.交变交变应力次应力次数数达一定量4.螺栓未预螺栓未预紧，应力循紧，应力循环特性变坏，环特性变坏，疲劳强度降疲劳强度降低！低！2021/3/112021/3/118787（二）该塔机倾覆的原因及其演变过程分析（二）该塔机倾覆的原因及其演变过程分析未对螺栓拆未对螺栓拆卸检查卸检查未经有关部未经有关部门检验合格门检验合格投入现场使投入现场使用用1#拉力瞬间转移给拉力瞬间转移给2#螺螺栓，这个突然转移过来栓，这个突然转移过来的冲击拉力，导致的冲击拉力，导致2#螺螺栓疲劳裂纹急剧扩展，栓疲劳裂

91、纹急剧扩展，产生产生瞬时脆性断裂瞬时脆性断裂塔身原来承受弯矩塔身原来承受弯矩的矩形结构已不存的矩形结构已不存在，在弯矩的作用在，在弯矩的作用下，塔身向平衡重下，塔身向平衡重一侧倾覆，倾覆过一侧倾覆，倾覆过程中将程中将3#螺栓拉断。螺栓拉断。事故发生！事故发生！未预紧未预紧正常正常工作时工作时的突然卸载的突然卸载冲击载荷的冲击载荷的作用作用螺栓多次重螺栓多次重复使用复使用产生的向产生的向平衡重一平衡重一侧的冲击侧的冲击弯矩。弯矩。对位于起重臂一侧对位于起重臂一侧1#、2#螺栓产生了一个螺栓产生了一个冲击拉力冲击拉力这个冲击拉力将已经这个冲击拉力将已经扩展到疲劳极限的扩展到疲劳极限的1#螺栓瞬时拉

92、断螺栓瞬时拉断1#、2#螺栓螺栓存在疲劳裂纹存在疲劳裂纹，并未能及时发并未能及时发现现2021/3/112021/3/118888五、结论五、结论 1.1.位于塔身基础节与过渡节连接处的分别存在较深疲位于塔身基础节与过渡节连接处的分别存在较深疲劳裂纹的劳裂纹的1#1#、2#2#螺栓分别断裂是造成这起事故的螺栓分别断裂是造成这起事故的直直接原因接原因。 2.2.在该塔机的拆装及使用过程中，高强度螺栓多次被在该塔机的拆装及使用过程中，高强度螺栓多次被重复使用；本次安装过程中，没有按规定要求对基础重复使用；本次安装过程中，没有按规定要求对基础节的两节之间及其与过渡节之间的连接高强度螺栓进节的两节之间

93、及其与过渡节之间的连接高强度螺栓进行拆卸检查，也没有进行预紧；安装完毕后，该塔机行拆卸检查，也没有进行预紧；安装完毕后，该塔机未经有关部门检验合格即投入使用，是造成这起事故未经有关部门检验合格即投入使用，是造成这起事故的的主要原因主要原因。2021/3/112021/3/118989六、事故的教训和我们的预防对策（六、事故的教训和我们的预防对策（本文的意义本文的意义） (一一)教训教训 由于建筑施工单位普遍存在塔机高强度螺栓重复使用的现象，在安装使用过程中由于建筑施工单位普遍存在塔机高强度螺栓重复使用的现象，在安装使用过程中欠预紧不检查，甚至还存在使用无厂家标记、无性能等级标记的不合格螺栓的现

94、象，欠预紧不检查，甚至还存在使用无厂家标记、无性能等级标记的不合格螺栓的现象，使得使得疲劳断裂疲劳断裂是是建筑塔式起重机高强度螺栓的破坏形式之一建筑塔式起重机高强度螺栓的破坏形式之一,造成在正常工况正常造成在正常工况正常操作情况下发生塔机倾覆事故，具有较大的危害性。操作情况下发生塔机倾覆事故，具有较大的危害性。 （二）预防对策（二）预防对策 1.有关部门应加强对建筑塔式起重机的安全监察和监督管理，严禁重复使用高强有关部门应加强对建筑塔式起重机的安全监察和监督管理，严禁重复使用高强度螺栓。度螺栓。 2.安装、使用单位应加强对高强螺栓正确使用的认识，做到不重复使用安装、使用单位应加强对高强螺栓正确使用的认识，做到不重复使用高强度螺高强度螺栓，并加强日常检查预紧。栓，并加强日常检查预紧。 3.检验机构要保证检验质量，检验机构要保证检验质量，对高强螺栓进行认真检查，坚决防止在检验过程中对高强螺栓进行认真检查，坚决防止在检验过程中发生事故发生事故。新观点！新观点！南京市已采取措施！南京市已采取措施！2021/3/112021/3/119090