第六章垂直运输机械

第六章垂直运输机械本章要点本章介绍了施工现场常用的垂直运输机械——塔式起重机、施工升降机和物料提升机的概念、分类、主要机构、安全保护装置、安装与拆卸以及安全使用等。本章应掌握的重点是三类垂直运输机械的安全保护装置、安装与拆卸以及安全使用等。主要包括：塔式起重机的概念、分类，安全保护装置的概念、作用，安装与拆卸方案的编制、安装的程序和安全注意事项，以及安全使用事项；施工升降机的概念和分类，安全保护装置的概念、作用，安装与拆卸安全注意事项，以及安全使用事项；物料提升机的概念和分类，安全保护装置的概念、作用，物料提升机的稳定性以及安全使用事项。同时，应掌握《建筑机械使用安全技术规程))JGJ33—2001、《塔式起重机安全规程》GB5144-2006、《施工升降机安全规则》GBl0055-2007、《龙门架及井字架物料提升机安全技术规范》JGJ88—1992等标准、规范。第六章垂直运输机械6.1概述6.2塔式起重机6.2.1塔式起重机的分类6.2.2塔式起重机的性能参数6.2.3塔式起重机的主要机构6.2.4吊钩、滑轮、卷筒与钢丝绳6.2.5安全装置6.2.6塔式起重机的安装拆卸方案6.2.7塔机的安装拆卸6.2.8塔式起重机的验收6.2.9塔式起重机的安全使用6.3施工升降机6.3.1施工升降机的概念和分类6.3.2施工升降机的构造6.3.3安装与拆卸6.3.4施工升降机的安全使用和维修保养6.4物料提升机6.4.1物料提升机的分类6.4.2物料提升机的结构6.4.3物料提升机的稳定6.4.4物料提升机的安全保护装置6.4.5物料提升机的安装与拆卸6.4.6安全使用和维修保养6.1概述建筑工程施工中，建筑材料的垂直运输和施工人员的上下，需要依靠垂直运输设施。垂直运输机械是指承担垂直运输建筑材料或供施工人员上下的机械设备和设施。塔式起重机、施工升降机和龙门架及井架物料提升机是建筑施工中最为常见的垂直运输设备。随着我国经济的快速增长，建设工程规模的不断扩大，垂直运输机械越来越广泛的应用于建筑施工活动。垂直运输机械对提高工程质量、缩短工期起了非常重要的作用。6.2塔式起重机塔式起重机是臂架安置在垂直的塔身顶部的可回转臂架型起重机，简称塔机。塔机是现代工业和民用建筑中的重要起重设备，在建筑安装工程中，尤其在高层、超高层的工业和民用建筑的施工中得到了非常广泛的应用。塔机在施工中主要用于建筑结构和工业设备的安装，吊运建筑材料和建筑构件。它的主要作用是重物的垂直运输和施工现场内的短距离水平运输。6.2塔式起重机6.2.1塔式起重机的分类6.2.2塔式起重机的性能参数6.2.3塔式起重机的主要机构6.2.4吊钩、滑轮、卷筒与钢丝绳6.2.5安全装置6.2.6塔式起重机的安装拆卸方案6.2.7塔机的安装拆卸6.2.8塔式起重机的验收6.2.9塔式起重机的安全使用6.2.1塔式起重机的分类塔机根据其不同的形式(见JG／T5037—93塔式起重机分类，下同)，可分类如下：1．按结构形式分(1)固定式塔式起重机：通过连接件(见GB6974．9—1986起重机械)将塔身基架固定在地基基础或结构物上，进行起重作业的塔式起重机。(2)移动式塔式起重机：具有运行装置，可以行走的塔式起重机。根据运行装置的不同，又可分为轨道式、轮胎式、汽车式、履带式。(3)自升式塔式起重机：依靠自身的专门装置，增、减塔身标准或自行整体爬升的塔式起重机。根据升高方式的不同又分为附着式和内爬式的两种。附着式塔式机重机：按一定间隔距离，通过支撑装置将塔身锚固在建筑物上的自升塔式起重机。内爬式塔式起重机：设置在建筑物内部，通过支承在结构物上的专门装置，使整机能随着建筑物的高度增加而升高的塔式起重机。2．按回转形式分(1)上回转塔式起重机(图6—1)：回转支承设置在塔身上部的塔式起重机。又可分为塔帽回转式、塔顶回转式、上回转平台式、转柱式等形式。(2)下回转塔式起重机(图6—2)：同转支承设置于塔身底部、塔身相对于底架转动的塔式起重机。3．按架设方法分(1)非自行架设塔式起重机：依靠其他起重设备进行组装架设成整机的塔式起重机。(2)自行架设塔式起重机：依靠自身的动力装置和机构能实现运输状态与工作状态相互转换的塔式起重机。4．按变幅方式分(1)小车变幅塔式起重机：起重小车沿起重臂运行进行变幅的塔式起重机。(2)动臂变幅塔式起重机：臂架作俯仰运动进行变幅的塔式起重机。(3)折臂式塔式起重机：根据起重作业的需要，臂架可以弯折的塔式起重机。它同时具备动臂变幅和小车变幅的性能。塔式起重机型号分类及表示方法具体见表6—1(塔式起重机型号分类及表示方法)。6.2.2塔式起重机的性能参数塔式起重机的技术性能用各种数据来表示，即性能参数。1．主参数根据《塔式起重机分类》JG／T5037—93，塔式起重机以公称起重力矩为主参数。公称起重力矩是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应起重量的乘积。2．基本参数(1)起升高度(最大起升高度)：塔式超重机运行或固定状态时，空载、塔身处于最大高度、吊钩位于最大幅度外，吊钩支承面对塔式起重机支承面的允许最大垂直距离。(2)工作速度：塔式起重机的工作速度参数包括起升速度、同转速度、小车变幅速度、整机运行速度和稳定下降速度等。最大起升速度：塔式起重机空载，吊钩上升至起升高度(最大起升高度)过程中稳定运动状态下的最大平均上升速度。回转速度：塔式起重机空载，风速小于3m／s，吊钩位于基本臂最大幅度和最大高度时的稳定回转速度。小车变幅速度：塔式起重机空载，风速小于3m／s，小车稳定运行的速度。整机运行速度：塔式起重机空载，风速小于3m／s，起重臂平行于轨道方向稳定运行的速度。最低稳定下降速度：吊钩滑轮组为最小钢丝绳倍率，吊有该倍率允许的最大起重量，吊钩稳定下降时的最低速度。(3)工作幅度：塔式起重机置于水平场地时，吊钩垂直中心线与回转中心线的水平距离。(4)起重量：起重机吊起重物和物料，包括吊具(或索具)质量的总和。起重量又包括两个参数，一个是基本臂幅度时的起重量，另一个是最大起重量。(5)轨距：两条钢轨中心线之间的水平距离。(6)轴距：前后轮轴的中心距：(7)自重：不包括压重，平衡重塔机全部自身的重量。6.2.3塔式起重机的主要机构塔式起重机是一种塔身直立、起重臂回转的起重机械(图6—1)。塔机主要由金属结构、工作机构和控制系统部分组成。1．金属结构塔机金属结构基础部件包括底架、塔身、转台、塔帽、起重臂、平衡臂等部分。(1)底架塔机底架结构的构造形式由塔机的结构形式(上回转和下回转)、行走方式(轨道式或轮胎式)及相对于建筑物的安装方式(附着及自升)而定。下回转轻型快速安装塔机多采用平面框架式底架，而中型或重型下回转塔机则多用水母式底架。上回转塔机，轨道中央要求用作临时堆场或作为人行通道时，可采用门架式底架。自升式塔机的底架多采用平面框架加斜撑式底架。轮胎式塔机则采用箱形梁式结构。(2)塔身塔身结构形式可分为两大类：固定高度式和可变高度式。轻型吊钩高度不大的下旋转塔机一般均采用固定高度塔身结构，而其他塔机的塔身高度多是可变的。可变高度塔身结构又可分为五种不同形式：折叠式塔身；伸缩式塔身；下接高式塔身；中接高式塔身和上接高式塔身。(3)塔帽塔帽结构形式多样，有竖直式、前倾式及后倾式之分。同塔身一样，主弦杆采用无缝钢管、圆钢、角钢或组焊方钢管制成，腹杆用无缝钢管或角钢制作。(4)起重臂起重臂为小车变幅臂架，一般采用正三角形断面。俯仰变幅臂架多采用矩形断面格桁结构，由角钢或钢管组成，节与节之间采用销轴连接或法兰盘连接或盖板螺栓连接。臂架结构钢材选用16Mn或Q235。(5)平衡臂上回转塔机的平衡臂多采用平面框架结构，主梁采用槽钢或工字钢，连系梁及腹杆采用无缝钢管或角钢制成。重型自升塔机的平衡臂常采用三角断面格桁结构。(6)转台2．工作机构塔机一般设置有起升机构、变幅机构、同转机构和行走机构。这四个机构是塔机最基本的工作机构。(1)起升机构塔机的起升机构绝大多数采用电动机驱动。常见的驱动方式是：l)滑环电动机驱动；2)双电机驱动(高速电动机和低速电动机，或负荷作业电机及空钩下降电机)。(2)变幅机构1)动臂变幅式塔机的变幅机构用以完成动臂的俯仰变化。2)水平臂小车变幅式塔机小车牵引机构的构造原理同起升机构，采用的传动方式是：变极电机→少齿差减速器或圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器→钢绳卷筒。(3)回转机构塔机回转机构日前常用的驱动方式足：滑环电机→液力偶合器→少齿差行星减速器→开式小齿轮→大齿圈(叫转支承装斤的齿幽)。轻型和中型塔机只装l台回转机构，重型的一般装用2台回转机构，而超重型塔机则根据起承能力和转动质量的大小，装设3台或4台回转机构。(4)大车行走机构轻、中型塔机采用4轮式行走机构，重型采用8轮或l2轮行走机构，超重型塔机采用12～16轮式行走机构。6.2.4吊钩、滑轮、卷筒与钢丝绳吊钩、滑轮与钢丝绳等是塔式起重机重要的配件。在选用和使用中应按规范进行检查，达到报废标准及时报废。1.吊钩的报废标准吊钩出现下列情况之一者，应予报废：(1)用20倍放大镜观察表面有裂纹及破口；(2)钩尾和螺纹部分等危险断面及钩筋有永久性变形；(3)挂绳处断面磨损量超过原高的10％；(4)心轴磨损量超过其直径的5％；(5)开口度比原尺寸增加15％：2.滑轮、卷筒的报废标准按GB5144-2005规定，当发现下列情况之一者应予以报废：(1)裂纹或轮缘破损；(2)卷筒壁磨损量达原壁厚的10％；(2)滑轮绳槽壁厚磨损量达原壁厚的20％；(3)滑轮槽底的磨损量超过相应钢丝绳直径的25％。3．钢丝绳的报废标准钢丝绳的报废应严格按照《起重机用钢丝绳检验与报废使用规范》(GB／T5972-2006)的规定。钢丝绳出现下列情况时必须撤废和更新：(1)钢丝绳断丝现象严重；(2)断丝的局部聚集；(3)当钢丝磨损或锈蚀严重，钢丝的直径减小达到其直径的40％时，应立即报废；(4)钢丝绳失去正常状态，产生严重变形时，必须立即报废。6.2.5安全装置为了保证塔机的安全作业，防止发生各项意外事故，根据《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1992、《塔式起重机技术条件》GB9462—1999和《塔式起重机安全规程》GB5144--2006的规定，塔机必须配备各类安全保护装置。安全装置有下列几个：1．起重力矩限制器起重力矩限制器主要作用是防止塔机起重力矩超载的安全装置，避免塔机由于严重超载而引起塔机的倾覆等恶性事故。力矩限制器仅对塔机臂架的纵垂直平面内的超载力矩起防护作用，不能防护风载、轨道的倾斜或陷落等引起的倾翻事故。对于起重力矩限制器除了要求一定的精度外，还要有高可靠性。根据力矩限制器的构造和塔式起重机形式的不同，它可安装在塔帽、起重臂根部和端部等部位。力矩限制器主要分为机械式和电子式两大类，机械力矩限制器按弹簧的不同可分为螺旋弹簧和板弹簧两类。当起重力矩大于相应工况额定值并小于额定值的110％时，应切断上升和幅度增大方向电源，但机构可做下降和减小幅度方向的运动。对小车变幅的塔机，起重力矩限制器应分别由起重量和幅度进行控制。力矩限制器是塔机最重要的安全装置，它应始终处于正常工作状态。在现场条件不完全具备的情况下，至少应在最大工作幅度进行力矩限制器试验，可以使用现场重物经台秤标定后，作为试验载荷使用，使力矩限制器的工作符合要求。2．重量限制器起重量限制器的作用是保护起吊物品的重量不超过塔机的允许的最大起重量，是用以防止塔机的吊物重量超过最大额定荷载，避免发生结构、机构及钢丝绳损坏事故。起重量限制器根据构造不同可在起重臂头部、根部等部位。它主要分为电子式和机械式两种：(1)电子式起重量限制器。电子式起重量限制器俗称“电子称”或称拉力传感器，当吊载荷的重力传感器的应变元件发生弹性变形时而与应变元件联成一体的电阻应变元件随其变形产生阻值变化，这一变化与载荷重量大小成正比，这就是电子称工作的基本原理，一般情况将电子式起重量限制器串接在起升钢丝绳中置地臂架的前端。(2)机械式起重量限制器。限制器安装在回转框架的前方，主要由支架、