塔式起重机基础知识讲稿.

起重机械检验人员培训讲义山东省特种设备检验研究院东营分院王秀民塔式起重机基础知识(2012年9月济南）山东省特种设备检验研究院东营分院王秀民[e-mail]18654601618山东省特种设备检验研究院东营分院王秀民二〇一二年九月塔式起重机基础知识一、国内外塔式起重机的发展概况（一）国外概况1900年――第一项有关塔式起重机的专利诞生。（西欧）1905年――出现了第一台塔身固定的，有臂架的原始塔机。1923年――出现了第一台较完整的近代塔机。1930年――德国开始批量生产塔机，用于建筑施工。1941年――第一部塔机标准――德国工业标准DIN8670公布了，首次正式规定t·m――起重力矩表示塔机的起重能力。1946年～1979年――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1980年至今――受建筑市场的影响，发展低迷。（二）中国情况1953年――从原民主德国引进“建筑师－I”型塔机1954年――在抚顺试制成功第一台TQ2-6型塔机1954年～1979年――低水平慢速发展1980年～1989年――较快发展（改革开放的结果：生产厂家几十家）1991年～1999年――快速发展（厂家增加，产量增加，标准化建设加快，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，开始规范管理，生产厂家百余家）2000年至今――火（经济火――房地产业火――建筑业火――厂家大量增加（500余家）――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）→事故频发！（三）我国塔机标准化建设情况有关塔机的技术标准，迄今已颁布施行的有：JG/T5037塔式起重机分类GB/T9462塔式起重机技术条件GB/T54塔式起重机司机室技术条件JG/T53塔式起重机车轮技术条件JG/T89起重设备、吊钩防脱棘爪的设计要求JG/T72塔式起重机用限矩型液力偶合器JG/T5111长期堵转力矩电动机式电缆卷筒GB/T13752塔式起重机设计规范JG/T5112塔式起重机钢结构制造与检验GB/T5031塔式起重机性能试验GB/T17806塔式起重机可靠性试验方法GB/T17807塔式起重机结构试验方法JG/T100塔式起重机操作使用规程GB5144塔式起重机安全规程我国标准分类：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准标准的性质分为：强制性标准、推荐性标准二、塔机的分类、组成、和参数（一）名称由来英文名称――tower(塔)crane（起重机），名称因该类起重机的外型象“塔”而来！（二）主要用途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。（三）分类1.按回转支承位置分上回转塔机下回转塔机2.按变幅方式分主要有（1）小车变幅式（2）动臂变幅式3.按安装方式分（1）快速安装式（下回转式）（2）非快速安装式（上回转式）4.按底架固定情况分（1）固定式（2）轨行式5.按升高方式分（1）自升式（2）固定高度（基本已淘汰）自升式（1）附着式（2）内爬式（四）塔机参数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1１项，其名称及定义示于表1.表1塔机基本参数及定义（据GB5031-1994）名词术语定义1.幅度2.起升高度3.额定起升载荷4.轴距5.轮距6.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.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。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包括平衡重、压重和整机重7.尾部回转半径8.额定起升速度9.额定回转速度10.最低稳定速度11．工作级别回转中心线至平衡重或平衡臂端部最大距离在额定起升载荷时，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。如不指明钢丝绳在卷筒上的卷绕层数，既按最外层钢丝绳中心计算和测量带着额定起升载荷回转时的最大稳定转速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分为Ａ１～Ａ６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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2塔机主参数系列（kN·m）公称起重力矩100160200250315400500600800100012501600200025003150400050006300（五）塔机的组成按作用和工作性质区分，塔式起重机一般由下列部分组成：1.结构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。2.机构由起升机构、回转机构、变幅机构、运行机构、架设机构、液压机构等部分组成。3.电气由电源、电线与电缆、控制与保护、电动机等部分组成。4.安全装置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。5.附属装置由配重与压重、基础与轨道、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、检修装置等部分组成。这些组成部分中，1、2、3、4中的大部分是任何类型的塔式起重机都必须具备的5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自行准备，如配重、压重、轨道、基础、附着连杆等。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。（六）塔机起重量特性曲线的确定原则1.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，可由下列因素控制：1)起升系统强度，如起升电机、制动器、卷筒与钢丝绳、吊钩等；2)结构强度、刚度、稳定性；3)整机抗翻稳定性；4)最大安全工作载荷；5)起重力矩限制器控制的设定值（实际曲线）。QQRmaxRmaxRL（最大额定起重量对应的有效工作幅度）QmaxO2.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/（R－d）－qd对（R－d）的影响情况,使R减小而Q增大！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Kn·m）（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，如快装式用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400kN·m的快装式塔机。QTZ800B—代表起重力矩800kN·m的自升式塔机，第二次改型设计。三、塔机的金属结构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性能高、工艺性好的轧制钢材，如GB700中的Q235B、Q235C，GB3077中的Q345（16Mn）；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。由于塔式起重机一般在户外露天使用，一般规定环境温度为-20～+40℃，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，都要采取相应措施。（一）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：（1）X型大型塔式起重机往往采用，特点是重量较轻，受力明确；（2）＃字型中小型塔式起重机多用此型，制造简单；（3）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；（4）轨距可变拖型适用于弯轨运行的行走式塔式起重机；（5）双W型这是国外大型塔式起重机较新的结构，例如H30/23C、MD900等，杆件长度小，便于运输与贮存；（6）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、码头上运办理车辆从中通过。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。（二）塔身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；对下回转的，塔身则是与臂架同时回转的，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，塔身均承受较大的压、弯、扭转、剪切载荷作用，强度、刚度、稳定及抗疲劳能力的校核都十分重要。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。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，主要有高强度螺栓、抗剪螺栓、横向销轴、瓦套连接等。高强螺栓横向销轴瓦套连接※高强度螺栓介绍：1.标准：a.GB9098.1《紧固件机械性质螺栓、螺钉和螺母》b.GB1231《钢结构用高强度大六角螺栓、螺母、垫圈技术条件》c.JG/T5057.40《建筑机械与设备高强度紧固件技术要求》2.性能等级a.各类高强度螺栓的性能等级为8.8、9.8、10.9、12.9级b.各类高强度螺母的性能等级为8、9、10、12c.各类高强度垫圈的性能等级为300HV（维氏硬度）。3.性能等级所表示的含义a.螺栓：10.910—表示螺栓材质公称拉力强度（σb）为1000MPa级。9—表示螺栓材质屈比值为0.9。螺栓材质的公称屈服强度达1000*0.9=900MPa级抗剪切等级为10.9GPa机械性能性能等级8.89.810.912.9抗拉强度σbN/mm2公称80090010001200min83090010401220屈服强度σ0.2N/mm2公称6407209001080min6607209401100b.螺母：10表示公称抗拉强度σb的1/100。4.常用材料有中碳钢和中碳合金钢：12.9—35CrMo40Cr42CrMo10.9—20MnTiB35UB40Cr458.8—453540Cr40B对材料没有严格限制，要求保证机械性能。5.标志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。6.制造工艺毛胚锻打，螺纹采用滚压法或切削法+热处理+表面处理。7．试验（楔负载强度数值为σbmin）栓头或根部不允许有裂纹。只允许在螺纹或螺纹与杆部交接处断裂。8.预紧力及预紧力距。高强度螺栓的连接，必须采用大预紧力，一般预紧应力应为该螺栓材料的屈服强度的0.6-0.7倍。预紧力和预紧力距值性能等级8.810.912.9σ0.26409001080螺栓直径d预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩c预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩c预紧力a预紧力矩b实际预紧力矩cmNN·mN·mNN·mN·mNN·mN·m2011400041037016000058052019200069062030262000145013003680002000180044200024002100注：连接板面要预处理，不刷防锈漆，表面不要锈蚀。9.防松a.不采用弹簧垫圈b．采用两个相同的双螺母防松。C．定期检查预紧力矩防松。第一次安装后使用100h之后普遍检查拧紧，以后每使用500h拧紧一次。10.质保