塔式起重机类型及稳定性计算.pptx

第一节 概述 塔式起重机是一种塔身竖立、起重臂回转的起重机械，在工业与民用建筑施工中是完成建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。基本结构图如图所示。1-固定基础；2-固定支腿；3-附着装置；4-顶升机构；5-下支座；6-上支座；7-回转机构；8-回转塔身；9-司机室；10-变幅机构；11-载重小车；12-吊钩；13-起重臂；14-起重臂拉杆；15-塔顶；16-平衡臂拉杆；17-平衡臂；18-平衡重；19-起升机构；20-电控柜；21-塔身第1页/共30页 工作机构主要包括：起升机构、回转机构、小车牵引机构、台车行走驱动机构等；起升机构是塔式起重机中最重要、最基本的机构。是以间歇，重复工作方式，将重物通过其中吊钩或其他吊具悬挂在承载构件（如钢丝绳、链条）上进行起升、下降，或起升与运移，主要安装在塔式起重机的起重臂上。其主要组成部分有：电机、变速箱、制动器、卷筒、底架、轴承座和安全装置等。塔式起重机在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。因为塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧的减少。因此塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的是使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。第2页/共30页 塔式起重机起源于西欧，目前西欧一些国家仍然是塔式起重机主要生产国。1900年颁发塔式起重机第一项专利，1923 年制造出第一台较完整的塔式起重机，至30年代在德国已开始批量生产和正式应用。1941年颁布了世界上第一个建筑用塔式起重机标准，即德国 DIN8670 工业标准，规定了起重量(t)和起重幅度(m)乘积的起重力矩为塔式起重机起重能力的标量。第二次世界大战使欧洲许多城市变为废墟，战争结束后房荒十分严重，巨大的建筑工程量迫切要求建筑施工迅速实现机械化，因而推动了塔式起重机的发展，出现了许多功效高、拆装方便的新型塔式起重机。后来，城市建设中高层建筑的比重增大，促进了自升塔式起重机的迅速发展。1.塔机的发展 第3页/共30页 早期发展的是借助于绳轮系统或液压顶升系统使套架与塔式起重机能交替伸缩的内爬式自升塔式起重机。这种起重机布置在建筑物内部楼梯间等处，全部荷重支承在楼梯间墙壁或附近楼板上，上部施工司机能一目了然，起重臂幅度能充分利用，但地面上的装卸工作，司机看不到，施工结束后的拆除有一定的难度。后来于50年代末、60年代初又发展了附着式自升塔式起重机。这种起重机独立于地面基础上，横向与建筑物拉结，利用爬升套架和顶升机械使塔身自升。这种自升塔式起重机装拆方便、司机视野开阔，就用愈来愈广泛。目前能设计和制造塔式起重机的国家有德国、法国、英国、意大利、美国、俄罗斯、西班牙、瑞典、日本、澳大利亚等，品种和型号繁多。但在产量、系列品种等方面，德国的里勃海尔(Liebherr)、派因奈尔(Peiner)和法国的波坦(Potain)等厂在世界上都居领先地位。第4页/共30页2.我国塔机的发展历程 在中国塔式起重机的生产与应用已有40多年的历史，经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。20世纪50年代，为满足国家经济建设的需要，中国引进了前苏联以及东一些国家的塔式起重机，并进行仿制。1954年仿制民主德国设计的样机，在抚顺试验成功了中国第一台TQ2-6型塔式起重机。60年代由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构中采用了比较先进的技术。如直流电机调速、可控硅调速、涡流制动器，在回转和运行机构中安装液力偶合器等。70年代，塔式起重机服务更加广泛。塔式起重机的幅度、起重量和起升高度均有了显著提高。塔式起重机又向一机多用方向发展，中国塔式起重机进入了技术提高、品种增多的新阶段。第5页/共30页 进入80年代，我国塔式起重机相继出现了不少新产品，主要生产有QT80A、QTZ100、QTZ120等自升式塔式起重机，QT60、QTK60、QT25HK等下回转快装塔式起重机和QT90上回转动臂下顶升接高塔式起重机。90年代以后，中国塔式起重机进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，更有部分产品出口到国外。3.我国目前塔机存在的问题 大型、特大型塔机短缺，中、小型品种过剩，并急需更新换代。智能化、数字化控制技术差距很大，跟不上市场需求，可靠性较差，事故率较高。试验手段不足，多数厂家不具备对原材料的预处理和配套件进厂检验的能力。第6页/共30页4.发展趋势 向多用途方向发展 起重臂长由短臂向长臂发展 发展积木塔身 工作速度由低速向高速发展顶升机构通用化 发展智能化、数字化控制技术5.塔式起重机必须具有的特点1）起升高度和工作幅度较大，起重力矩大；2）工作速度高，具有良好的调速性能；3）装拆、运输方便迅速。第7页/共30页里勃海尔塔式起重机平头式塔式起重机第8页/共30页第9页/共30页第10页/共30页第二节 塔式起重机类型及组成 一、塔式起重机类型 按起重机工作制度级别（以工作速度、起重能力与作业频度为依据）可分力轻级、中级、重级和特重级四种。按工地上对塔式起重机使用架设类的要求分类 固定式、轨道行走式、附着式和内爬式四种第11页/共30页第12页/共30页按塔式起重机的起重变幅形式分类（1 1）起重臂架改变仰角可进行变幅的塔式起重机在同样臂趾高度的情况下具有一定的高度优势。（2 2）起重小车变幅的塔式起重机 优点：水平变幅就位快，效率高，并具有起重幅度上的优势、一般大幅度的起重机上采用。缺点：由于臂架受力以弯矩为主，故臂架的本身重量较大（3 3）折臂变幅的塔式起重机第13页/共30页第14页/共30页按塔式起重机旋转部位所处的位置分类第15页/共30页（1 1）下旋式塔式起重机 回转支承布置在塔身的下部，塔式起重机旋转时塔身与上部起重臂架一起旋转。这类塔式起重机重心较低，塔身弦杆单向受力，大部分结构都布置在转台上，增加了起重的稳定性，维修保养方便。但是这类塔式起重机不宜使用在起升高度较高的自升塔式起重机上，因为塔式起重机旋转时塔身无法附墙或内爬，它的回转支承装置较复杂，制造精度要求也高。第16页/共30页 （2 2）上旋式塔式起重机 其回转支承布置在塔式起重机的塔身上部，当塔式起重机旋转时塔身不旋转。由于这类塔式起重机上部起重与变幅的绳轮系统不与下部转台联系，所以适于自升塔式起重机，它起重高度高，对回转机构以及结构受载的要求低，制造工艺简单，但也带来了塔式起重机中心较高，稳定性较差的弱点。第17页/共30页二、塔式起重机的组成 塔式起重机的总体组成可分为金属结构部分、机械传动部分、电器控制与安全保护部分以及与外部支承的附加设施。金属结构部分包括行走台车架、支腿、底架平台、塔身、套架、回转承座、转台、驾驶室（包括电器控制室）、塔帽、起重臂架、平衡臂架以及绳轮系统支架等。机械传动部分包括起升机构、行走机构、变幅机构、回转机构、顶升机构、电梯卷杨机构以及电缆卷筒等组成。电器控制与安全保护部分包括电动机、控制器、动力线、照明灯各安全保护装置以及中央集电环等。外部支承的附加设施包括轨道基础及附着支撑等组成。第18页/共30页第19页/共30页第20页/共30页第三节 塔式起重机主要技术性能及参数 一 基本参数 包括：起重力矩、起重量、基本臂最大工作幅度、起升高度、轨距和各工作机构的工作速度等。起重力矩的规定：以基本臂的最大工作幅度与相应的最大起重量的乘积值计算。额定起重量：基本臂最大幅度时能吊起的重量。起升高度：指塔式起重机运行或固定状态时，空载、塔身处于最大高度、吊钩位于最大幅度处，吊钩支承面对塔式起重机支承面的允许最大垂直距离。最大起升速度：指塔式起重机空载，吊钩上升至起升高度过程中稳定运动状态下的最大平均上升速度。第21页/共30页回转速度：指塔式起重机空载，风速小于3 m/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。型式和型号按ZB J04 008执行。型号编制图示如下：标记示例：公称起重力矩400 KNm的快装式塔式起重机：塔式起重机QTK400JG/T 5037公称起重力矩600 KNm的固定塔式起重机：塔式起重机QTG600JG/T 5037第22页/共30页第23页/共30页第24页/共30页第四节 稳定性计算 按塔式起重机设计规范的规定，对塔式起重机需验算三种工作状态的抗倾翻稳定性：静态，无风的工作状态；动态有风的工作状态；料斗突然卸载的工作状态。一、工作状态稳定性1 静态无风工况起重机自重和起升载荷对倾覆边力矩之合大于或等于零。验算公式：第25页/共30页2 有风动载工况（1）无水平侧向力作用带载稳定回转，重物升降起制动，吊臂垂直于轨道，风作用于吊臂平面。验算公式：第26页/共30页（2）有水平侧向力作用回转机构起、制动，起升机构起、制动，风力垂直作用于臂架平面用合力圆来验算其倾覆稳定性：作用在起重机上的垂直力、水平力用合力表示，如在回转过程中起重机总合力轨迹位于支承轮廓内，则起重机稳定。二、非工作状态稳定性（1）突然卸载或吊具脱落时的自身稳定性第27页/共30页（2）暴风侵袭下的起重机稳定性 1）在非工作状态下不能自由回转的起重机 2）在非工作状态下能自由回转的起重机三、安装架设（拆卸）稳定性（1）下回转塔式起重机第28页/共30页整体拖行时，还需要满足：（2）上回转塔式起重机对于塔身和平衡重先安装，吊臂后装的塔式起重机，必须验算起重机计算时的稳定性：第29页/共30页感谢您的观看！第30页/共30页