塔式起重机的设计与分析
《机电系统分析与设计》
专业：机械设计及理论
学院：机械工程与自动化学院
日期：2012年11月2日
塔式起重机的设计与分析
摘要：本论文主要涉及塔式起重机的机械设计和电器原理设计部分。塔式起重机的机械设计是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的塔式起重机结构，确定合理的运行参数，或者对确定的部件参数进行验算，并完成施工现场的宏观设计以及塔式起重机的安装。最后进行塔式起重机的保护装置及其电器原理设计。
关键词：塔式起重机，驱动装置，可编程控制器
塔式起重机是指机身为塔形刚架，能沿轨道行走，配有全围转臂的一种起重机。在大型塔机的塔架下部可通行混凝土运输车辆。是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。塔式起重机由于作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。
1 塔式起重机的机械设计
1.1 塔式起重机的设计实例
1.1.1 设计原始资料：
工程建筑类别为一类高层建筑，抗震设防烈度为7度，工程总建筑面积约9.2万m2，包括两层（局部三层）地下室和四层裙楼，其中地下室面积约4.1万m2，裙楼面积约5.1万m2。本工程合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级，人防防护等级为六级。塔机基本参数选择为最大载重10t，最高速度30m/min，最小/最大工作幅度4m/70m。
1.1.2 塔式起重机的类型
移动式塔吊、根据行走装置的不同又可分为轨道式、轮胎式、汽车式、履带式四种。轨道式塔吊、塔身固定于行走底架上，可在专设的轨道上运行，稳定性好，能带负荷行走，工作效率高，因而广泛应用于建筑安装工程。轮胎式、汽车式和履带式塔吊、无轨道装置，移动方便，但不能带负荷行走、稳定性较差，目前已很少生产。
固定式塔吊、根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种，附着自升塔吊、能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅承受由起重机传来的水平载荷，附着方便，但占用结构用钢多；内爬式起重机在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷均由建筑物承受。
根据此案例选用支腿固定式塔机。
1.1.3 塔机的金属结构
由起重臂、塔身、转台、承座、平衡臂、底架、塔尖等组成。起重臂构造型式为小车变
幅水平臂架，再往下分又有单吊点、双吊点和起重臂与平衡臂连成一体的锤头式小车变幅水平臂架。单吊点是静定结构，双吊点是超静定结构。锤头式小车变幅水平臂架，装设于塔身顶部，状若锤头，塔身如锤柄，不设塔尖，故又叫平头式。平头式的使结构形式更简单，更有利于受力，减轻自重，简化构造等优点。小车变幅臂架大都采用正三角形的截面。
塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体。现今塔机均采用方形断面，断面尺寸应用较广的有：1.2m×1.2m、1.4m×1.4m、1.6m×1.6m、2.0m×2.0m;塔身标准节常用尺寸是2.5m 和3m。塔身标准节采用的联接方式，应用最广的是盖板螺栓联接和套柱螺栓联接，其次是承插销轴联接和插板销轴联接。标准节有整体式塔身标准节和拼装式塔身标准节，后者加工精度高，制作难，但是堆放占地小，运费少。塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工上下。爬梯宽度不宜小于500mm，梯步间距不大于300mm，每500mm设一护圈。当爬梯高度超过10m时，梯子应分段转接，在转接处加设一道休息平台。
塔尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。
凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重的用量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t。平衡重可用铸铁或钢筋混凝土制成：前者加工费用高但迎风面积小;后者体积大迎风面大对稳定性不利，但简单经济，故一般均采用这种。通常的做法是将平衡重预制区分成2 ～3种规格，宽度、厚度一致，但高度加以调整，以便与不同长度臂架匹配使用。
1.1.4 塔机的零部件
每台塔机都要用许多种起重零部件，其中数量最大，技术要求严而规格繁杂的是钢丝绳。塔机用的钢丝绳按功能不同有：起升钢丝绳，变幅钢丝绳，臂架拉绳，平衡臂拉绳，小车牵引绳等。钢丝绳的特点是：整根的强度高，而且整根断面一样大小，强度一致，自重轻，能承受震动荷载，弹性大，能卷绕成盘，能在高速下平衡运动，并且无噪声，磨损后其外皮会产生许多毛刺，易于发现并便于及时处置。钢丝绳通常由一股股直径为0.3～0.4mm细钢丝搓成绳股，再由股捻成绳。塔机用的是交互捻，特点是不易松散和扭转。就绳股截面形状而言，高层建筑施工用塔机以采用多股不扭转钢丝绳最为适宜，此种钢丝绳由两层绳股组成同，两层绳股捻制方向相反，采用旋转力矩平衡的原理捻制而成，受力时自由端不发生扭转。塔机起升钢丝绳及变幅钢丝绳的安全系数一般取为5～6,小车牵引绳和臂架拉绳的安全系数取为3,塔机电梯升降绳安全系数不得小于10。钢丝绳的安全系数是不可缺少的安全储备系数，绝不可凭借这种安全储备面擅自提高钢丝绳的最大允许安全荷载。由于钢丝绳的重要性，必须加强对钢丝绳的定期全面检查，贮存于干燥面封闭的、有木地板或沥青混凝土地面的仓库内，以免腐蚀，装卸时不要损坏表面，堆放时要竖立安置。对钢丝绳进行系统润滑可以提高使用寿命。
变幅小车是水平臂架塔机必备的部件。整套变幅小车由车架结构、钢丝绳、滑轮、行轮、导向轮、钢丝绳承托轮、钢丝绳防脱辊、小车牵引绳张紧器及断绳保险器等组成。对于特长水平臂架(长度在50m以上)，在变幅小车一侧随挂一个检修吊篮，可载维修有员往各检修点进行维修和保养。作业完后，小车驶回臂架根部，使吊篮与变幅小车脱钩，固定在臂架结构上的专设支座处。其它的零部件还有滑轮，回转支承，吊钩和制动器等。
1.1.5 塔吊基础设计计算
取塔吊最大倾覆力矩，在非工作状态（HS）时：Mmax=1766KN·m，计算简图1如下：
图 1
1、x方向，受力简图2如下：
图2
以塔吊中心O点为基点计算：
M=Mmax=1766KN·m,M2=2Rb*4.5
设M=M2，则Rb=198KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。
（满足要求）
图3
以塔吊中心O点为基点计算：
M=Mmax=1766KN·m,M2=2Rb*5.25
设M=M2，则Rb=168KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。
（满足要求）
3、Z方向，受力简图4如下：
图4
以塔吊中心O点为基点计算：
M=Mmax=1766KN·m,M2=Rb*7.258
设M=M2，则Rb=244KN，根据单桩承载力设计值Rb<10600KN。
（满足要求）
1.2 塔式起重机的基本机构介绍
本案例中采取固定支腿式塔式起重机，其基本结构如下图5、6所示
图5 塔式起重机基本结构
1-固定基础；2-固定支腿；3-附着装置；
图6 塔式起重机基本结构
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
1.3 塔式起重机参数选择
1、整机性能参数
表 1 整机性能参数
2、起升机构性能参数指标
表2 起升机构性能参数指标
3、变幅机构性能参数指标
表3 变幅机构性能参数指标
4、起重特性表
表4 起重特性表
塔式起重机作为一种成熟的工程设备，其设计规范和标准早已完善给出，因此在本例中可以参考以下规范：
塔式起重机设计规范 GB ／T13752－1992； 塔式起重机技术条件 GB ／T9462－1999； 起重机设计规范 GB ／T3811-2008。
1.4 塔式起重机的部件计算和校核
一、电动机功率的确定需要进行以下三个步骤 1、计算电动机的静功率
(KW)601000Q j F P ν
η
?=
?? （1）
式中：0F ——起升载荷N ，d G P F +=0，P 为起升载重，d G 为吊钩组重
P G d ?=%5.2，kw p 100=
V ——额定起升速度m/min ；由设计要求可知min /23m V = η——机构总传动效率
828.094.098.0927.097.0=???=???=机卷导组ηηηηη
故电机的静功率为：
kw v F P Q j 90.61100060=???=
η
2、初选电动机
50.0KW
E j P G P =≥? （2）
因此选择型号：YZP280M-8
表5 电机参数（YZP280M-8）
3、电动机过载能力校验
601000Q E j
M H F P ν
μλη?≥
???? （3）
式中：E P ——基准接电持续时电动机的额定功率（kw ）
M λ——电动机转矩的允许过载倍数；η=机构总传动效率；
H ——考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数（绕线异步电机取2.1） Q F ——最大起升载荷；μ——电动机台数；v ——额定起升速度，m/min ；
当基准接电持续率%40=c J 时，电动机的额定功率kw P E 55=； 4、电动机发热校核
9550r m
E z
T n P K θη?≥
?? （4）
式中：
E P ——基准接电持续率时电动机的额定功率，E P =55kw ； η——机构总传动效率 ，η=0.828； Z K ——系数，85.01000/1=-=Z K Z ；
θ
r T ——起重机构最不利工作循环的等效平均阻力矩，
η????=
i a D F T m Q r 2
其中，
Q F ——最大起升载荷N ；
m D ——卷筒计算直径，m D =325mm ； i —— 减速器传动比，i=15.55
二、卷筒设计
卷筒直径的计算
卷筒名义直径 mm d h D 32418181=?=?= 式中：1h ——卷绳直径比，M5查表得e=18；
d ——钢丝绳直径；钢丝绳选用35×17-18-1870型 具体尺寸计算如图7所示。
图7 卷筒尺寸图
mm
d R d h mm mm d t 9.955.004.528.020)2~1(=====+= 77.10800
=+=
Z D mH
Z π （5） 8.4564321=++++=
m
Zt
L L L L L （6）
三、减速器选择与计算
减速器输出轴上的阻力矩为：
2
2max m
D S M ?
?=φ程 （7） 式中：
m ax S ——钢丝绳的最大拉力，为35000N ；
2φ——起升动载荷系数，305.1)2.060/(4.005.12=-?+=h v φ m D —— 卷筒计算直径，m D 为325mm 由式（7）求解得： m N D S M m
?=?
?=19.74222
2max φ程 max 7422.1938750M M N m
=≤=?阻
表明满足尖峰负荷要求，故所选减速器合格。 四、联轴器选择与计算
max
m n
(0.7~0.8)T
T λ= （8）
式中： m λ——电动机过载系数；
n
T ——电动机额定转矩；
[]max
13T k k T
T =??≤。
式中：
T ——联轴器传递的扭矩；
1k ——联轴器重要系数，载荷组合II ，起升机构8.11=k ；
3
k ——角度偏差系数，一般情况下
3
k =1；
由上述两式得：2878.85N m T =?。 减速器选择与计算 传动装置传动比确定
55.15==
筒
总n n i θ
式中：
θ
n ——电动机高速
结合起升机构其他规格，选取减速器的中心距为335 mm ，选型号为QJR 减速器系列，查表得，在输入转速为750 r/min 的情况下，减速器许用输出扭矩为12.5 KN ·m 。
由于
][T T ≤
所以参照GB4323-84选用弹性套柱销联轴器TL11，其公称扭矩为40000 N ·m 。
2 塔式起重机结构系统介绍
2.1 塔式起重机液压系统
塔机液压系统中的主要元器件是液压泵、液压油缸、控制元件、油管和管接头、油箱和液压油滤清器等。
液压泵和液压马达是液压系统中最为复杂的部分，液压泵把油吸入并通过管道输送给液压缸或液压马达，从而使液压缸或马达得以进行正常运作。液压泵可以看成是液压和心脏，是液压的能量来源。我国的塔机液压顶升系统采用的液压泵大都是CB-G型齿轮泵，CB不齿轮的代号，G为固定的轴向间隙，工作压力为12.5~16MPa。
液压缸是液压系统的执行元件。从功能上来看，液压缸与液压马达同是所工作油流的压力能转变为机械能的转换装置。不同的是液压马达是用于旋转运动，而液压是用于直线运动。
一个液压顶升接高的全过程是：
·移动平衡重，使塔身不受不平衡力矩，起重臂就位，朝向与引进轨道方位相同并加以锁定，吊运一个塔身标准节安放在摆渡小车上；
·顶升；
·定位销就位并锁定，提起活塞杆，在套架中形成引进空间；
·引进标准节；
·提起标准节，推出摆渡小车；
·使标准节就位，安装联接螺栓；
·微微向上顶升，拔出定位锁使过渡节与已接高的塔身联固成一体。
2.2 电动机的选择
塔式起重机驱动装置最常用的电动机是三相笼型电动机，其次是三相绕线型异步电动机，只有个别情况下才采用直流电动机。
三相笼型电动机与其他两种电动机相比较具有结构简、制造方便和易隔、运行可靠、价格低廉等一系列优点，并且在输送机上便于实现自动控制，因此在煤矿井下得到广泛的应用。
三相绕线型电动机具有较好的调速特性，在其转子回路中串电阻，可以解决输送机各传动滚筒间的功率平衡问题，不致使个别电动机长时过载而烧坏或闷车；可以通过串电阻起动以减小对电网的负荷冲击，同时又可以按所需的加速度调整时间断电器或电流继电器进行电阻的逐步切换，以实现平稳起动。
直流电动机最突出的优点就是调速特性好，起动转矩大，但结构复杂，维护量大。与同容量的异步电机相比较，重量是异步电机的2倍，价格是异步电机的3倍，而且需要直流电源，因此只有在特殊情况（例如调速性能高）下才采用，直流电机在要求隔爆的场合使用很少。
因此，根据实际情况，本设计采用三相笼型电动机，型号为YZP280M-8。
2.3 减速器的选择
驱动单元用的减速器从结构形式分为直交轴式和平行轴式，按固定形式分为悬挂式与落地式。根据使用要求输出轴可以做成空心。
本设计选用图号为DCY560-32.5的减速器。
2.4 联轴器的选择
驱动装置中的联轴器分为告诉联轴器和低速联轴器，它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒中间。常见的告诉联轴器有尼龙柱销联轴器、液力联轴器和粉末联轴器等；常见的低速联轴器有十字滑块联轴器和棒销联轴器等。液力联轴器与笼型转子异步电动机联合工作具有改善电动机起动性能、均衡负荷、保护电机的优点。
本案例选用弹性套柱销联轴器TL11
2.5 制动器装置的选择
2.5.1 制动器的介绍
起重运输机械间歇动作，需经常起动、制动或停止。因此，需要良好可靠的制动装置。制动装置分为制动器和停止器。制动器：利用摩擦力将机械运动的部分或全部动能转化为热能，达到减速或制动的目的停止器：利用机械止挡作用支持物体，达到不使物体运动的目的制动装置有支持、调速或限速、制动的作用：
制动器应满足以下基本要求：
①能产生满足要求的制动力矩；
②松闸和抱闸迅速而平稳、动作准确可靠；
③摩擦零件的耐磨和耐热的性能良好；
④结构紧凑，体积小；
⑤调整和维修方便。
制动器的类型：按结构划分，常用的有块式、带式和盘式；按工作状态划分，有常闭式和常开式两种；常闭式制动器：机械不运转时抱闸、运转时松闸；常开式制动器：经常处于松闸状态，只在需要时才抱闸。
2.5.2 块式制动器的结构与类型
块式起重机的优点：块式制动器结构简单，安装和调整方便，广泛应用于各种类型的电动起重机上。块式制动器分为电磁瓦块式制动器和液压推杆瓦块式制动器，电磁瓦块式制动器又分为短行程和长行程。
1）电磁瓦块式制动器
短行程电磁瓦块制动器
优点：上闸、松闸动作迅速；体积小、重量轻；
铰链少，死行程小；制动瓦块与制动臂铰接，
故制动瓦块与制动轮接触均匀，磨损均匀
缺点：吸力有限，常用于制动力矩较小机构中，制动轮直径不大于300mm。
因此，当需要制动力矩较大时，必须采用长行程电磁瓦块制动器。
与液压推杆瓦块式制动器相比，电磁瓦块式制动器的很大缺点是电磁铁冲击很大，引起机构振动。
由于机构经常起动、制动，电磁铁碰撞使得电磁铁的使用寿命降低，需要经常检修和更换。
2）液压推杆瓦块式制动器
液压推杆松闸器在液压推杆瓦块式制动器中，是一个独立的组成部分。
液压推杆分为电动液压推杆和电磁液压推杆。
电动液压推杆：
优点：动作平稳；单位时间接合次数高，推力恒定；电动机功率小。
缺点：因电动机转子和杠杆系统惯性大，上闸和松闸时间长，不宜用于起升机构。
电磁液压推杆：
优点：兼具液压制动器和电磁制动器二者优点制动平稳、无噪声、工作可靠、寿命长。
缺点：构造复杂、成本高、维修困难，推广应用上受到限制。
按各工作机构制动力矩的大小确定。
机构所需制动力矩由计算求出，根据工作类型，查手册或制动器标准，选择与计算力矩相等或稍大于其额定力矩的标准制动器。
制动器的安全使用，制动器的可靠性至关重要。因此，需要掌握制动器的结构、性能；对其故障及产生的原因要十分清楚；经常检查和维修。
常见故障及原因有
①制动力矩不足：
制动带或制动轮磨损严重或局部损坏；
制动带与制动轮之间有油污或主弹簧过松；
某些零件卡滞、磨损、松动等，如活动铰链卡滞，锁紧螺母松动引起调整用的杠杆松脱；
松闸器的传动系统不灵活等。
②制动器突然失灵：
制动带严重磨损或损坏；
长行程电磁铁被卡住或衔铁与水平杠杆间联杆脱落
制动器主要零件损坏或主弹簧失效；
液压推杆或液压电磁推杆不动作；
电气发生故障等。
（2）制动器的检查与维护
升降机构制动器，每班开始作业之间必须检查一次；
运行机构制动器，每两到三天检查一次。
着重检查：
①制动器的传动系统
②制动轮
③制动带
④制动杠杆系统
⑤液压系统
（3）制动器的安全使用
制动器经调整后，使用前必须对制动距离、制动力矩、起吊载荷进行试验，确认正常后方可作业。
制动器合闸后，被吊物体或车体在单位时间内应有一段滑行距离，即惯性行程。
吊运额定载荷时的惯性行程，叫制动距离。
运行机构：制动距离约为运行速度(m/min)的7%
起升机构：制动距离约为升降速度(m/min)的1%
制动器必须能可靠地制动住额定载荷的1.25倍。
每次作业前，应先将物体吊离地面100~200mm，观察制动器工作是否正常。确认正常后，才能开始作业。
3 塔式起重机电控设计
3.1 指令说明
3.1.1 电控公用指令
所谓公用指令是指这些指令不管是在自动控制下还是手动控制下，对它们的操作都是有效的。其中一部分指令必须在开车前选定而在运行中禁止操作，它们是控制方式选择、运行方式选择；其余公用指令可随时根据需要进行操作。
控制方式选择开关用来选定系统控制采用的方法或模式，它分为自动、手动和检修三种方式。
运行方式选择开关用来确定设备（系统）处于何种状态。它分为工作、调试和停止三种形式。它与控制方式选择开关组合使用。可能的有效组合形式如表5。
表5
停止位置：手动与自动控制指令均失败，但部分公用操作指令有效（如信号按钮）。
检修位置：该位置与停止位置功能相同。
调试工况下，只能采用手动控制方式，除主电机与控制泵间存在联锁关系外，其余各设备间无连锁关系。
信号指令：在有电状态下，只要按下信号按钮，沿线电铃和蜂鸣器即响；松开按钮响声停止。
故障复位：当出现故障停车时，待故障处理完毕必须按动此按钮才能解除故障记忆，重新开车。
急停：输送机运行状态下，不论是自动控制还是手动控制，按下该按钮（带锁）时，将以最大的减速度停车。建议尽可能减少此种停车方式。
计时器控制指令：用于计时器控制的指令有3个，即起动停止和清零。起动用于计时器进行累积计时的开始；停止用于计时器的停止；清零用于将计时器复位归零。
3.1.2 自动控制指令
当系统确定为自动控制工作方式时，这些指令与公用指令同时有效。
润滑泵是否开启。在进行功率调节中或调节后，只要液粘调速器的传动比不是1：1，润滑泵就会自动开启，而不受此开关的限定。
起动、停止指令：用于对输送机实施开车与停车的控制。
3.1.3 手动控制指令
当系统确定为手动控制下调试或工作运行方式时，这些指令与公用指令同时有效。
油压调节：手动控制方式下，用于液粘调速器控制油压的增加或减小的调节，以实现加速或减速控制。
3.2 系统工作原理
3.2.1 自动工作方式
（1）起动
参考表1 ，开车前，司机将控制台上公用指令下的运行方式开关置于“工作位置”，控制方式开关置于“自动”位置，“远近控选择”置于“近控”位置，同时将自动控制指令下的主电机选择开关转到所需的位置，其他转换开关据现场情况而定，至此系统具备了自动工作方式的条件。司机可直接按动自动控制指令下的起动按钮使输送机自动起动投入正常运行。
（2）正常停车
运行中的输送机系统出现下列情况之一时，控制系统将实施正常停车程序，如图4所示。
①人为按动停车按钮
②打滑故障时
（3）紧急停车
当系统出现下列情况之一时，控制系统进入紧急停车程序，急停过程如图5
①人为按动急停按钮
②主电机或控制油泵电机或润滑油泵电机失电
③堆取料机停止运行
④制动器突然抱闸
3.2.2 手动工作方式
（1）起动
开车前，司机将运行方式开关置于“工作”位置，控制方式开关置于“手动”位置，远近控制选择置于“近控”。至此，控制系统具备了手动工作方式的条件，这时可操作手动控制方式指令下的相关按钮完成输送机的起动。
（2）正常停车
当司机需要正常停车时，按下列程序操作如图8所示。
图8 手动工作方式下正常停车过程图
（3）紧急停车
当控制系统出现下列情况之一时，将自动起动紧急停车程序如下图9所示
①人为按下控制台上的急停按钮
②常规保护动作
③制动器抱闸或失电
④手动调试方式
图9 手动工作方式下紧急停车过车过程框图
为了满足对系统中各设备的单独调试要求，控制系统设有手动调试，见表。在此方式下可以通过操作手动控制方式下的指令开关按钮和开关来起动、停止有关设备。除主电机与控制泵不能同时运行外（由内部应逻辑保证），其他设备之间设有联锁关系。
3.2.3 信号与报警
当系统中出现下列情况之一时，沿线电铃将报警。
（1）自动控制工作方式下的开车前；
（2）任何情况下，司机按下信号按钮；
（3）电动机、减速器出现超温时；
（4）在任何情况下，司机按下信号按钮。
4 小结
本文通过对塔式起重机关键技术的研究，在塔式起重机的运行特点基础上，对塔式起重机进行了总体设计，运用电控装置，能恰当地控制输送机在各种工况下的起车、停车与调速性能。
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[6] 严尊湘. 塔式起重机基础工程设计施工手册. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011
塔机附墙设计计算说明书
塔机附墙设计计算说明书 一、工程概述 本工程位于惠南镇中心位置，东南面临南汇中学体育场，在体育场的西北角有一信号塔，距小区5号楼南外墙皮约20米左右，东北面临近复旦大学太平洋金融学院，南侧临拱北路，西侧临观海路。 本项目总用地面积55103.4平方米，总建筑面积133288.98平方米（含保温建筑面积）。地上总建筑面积101191.19平方米（含保温建筑面积），包含4栋15层高层住宅，5栋16层高层住宅，2栋11层高层住宅,1栋5层多层住宅，3栋6层的多层住宅，1栋2层的商业配套用房及高层住宅群房的配套公建，地下总建筑面积32097.79平米。 本工程8#楼和9#楼合用安装一台南通惠尔建设机械有限公司出厂的QTZ63型（5510型）塔式起重机，臂长为58米，塔吊设置在9号楼东侧，（图1）安装高度超过使用说明书规定的最大独立高度，需进行附墙锚固，楼层高度为45.6m，塔机最大安装高度约为53m，设置有2道附墙，如图2所示。生产厂家在使用说明书中标明了建筑物外墙与塔吊中心的距离在4.0m左右，但由于该工程建筑物表面结构及工程施工工艺等因素的影响，塔吊安装后，塔吊中心距离建筑物外墙8.997m。所采用的附墙杆件的长度以及与建筑物间的夹角，与原说明书的规定有所不同。为了保证塔吊安全使用，我们对附墙杆件及其连接件作了稳定性及强度验算。 图1 22号楼1#塔吊布置图 图2 塔吊附墙示意图
二、编制依据 本方案编制主要依据为：GB/T 13752-1992《塔式起重机设计规范》、GB 50017《钢结构设计规范》、GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》和永发QTZ63型塔式起重机使用说明书。 三、设计方案 1．原说明书要求 按照产品安装使用说明书：附着架由四根撑杆和一套环梁等组成，它主要是把塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。（见图3） 图3 原附着架示意图 2．改进设计方案 根据现场实际情况，塔机中心到连接点距离为8.997米。设计方案如图4所示。 图4 塔吊附墙杆设置图 四、计算说明 1．计算附墙架对塔身的支反力 假设塔身为一连续梁结构（见图5），以此进行结构的受力分析，可用力法求出附墙受力。实际使用中，塔机最上面的一道附墙受力最大，因为该道附墙节点力除由M引起的附墙受力外，还有承受由塔机悬臂端风
固定式塔式起重机基础设计
固定式塔式起重机桩基础的设计 中天建设集团有限公司 徐荣华 在高层房屋建筑施工中，为解决建筑材料和物件的垂直运输和水平运输，固定式塔式起重机得到了广泛的应用。根据《塔式起重机设计规范》GB/T13752——92第4.6.3条规定：固定式塔式起重机基础的设计应满足抗倾翻稳定性和地基承载力的条件。塔机在独立高度、在非工作工况受到暴风突袭时，基础所受的载荷最大，此状态最为不利，按此状态计算混凝土基础的抗倾翻稳定性（见下图一）： 图一: 基础抗倾翻稳定性分析图 3 b G F h F M e K K hK K ≤ +?+= (1) 地基承载力按下列公式计算： ][) 2( 3)(23) (2max B K K K K K P e b b G F bl G F P ≤-+= += (2) 式中e ——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； M K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的弯矩标准值； F K ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的垂直载荷标准
值； F hK ——荷载效应标准组合下作用在基础顶面上的水平载荷标准值； G K ——相应于荷载效应标准组合时,混凝土基础的重力标准值； P kmax ——荷载效应标准组合下基础底面边缘的最大压应力； [P B ]——地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定，一般取P B =200~300KPa 。 按照现行《建筑地基基础设计规范》GB50007——2002,上述[P B ]=1.2f a ，f a 为修正后的地基承载力特征值。 上式（1）与抗倾翻稳定性安全系数K =1.5是等同的，推导如下： 抗倾翻稳定性安全系数K=抗倾翻力矩/倾翻力矩= 5.13 )(2)(2)(=? +?+≥ +?+b G F b G F h F M b G F K K K K hk K K K (对图一中A 点取矩) 如果地基承载力不满足要求，则应对地基进行处理，当承载力高的土层埋置深度较浅时，可采用换填处理，当承载力高的土层埋置深度较深时，采用桩基础。下面是塔机桩基础设计内容和一个设计实例。 一． 塔机桩基础及承台（基础）计算 1. 桩基竖向承载力计算 应同时满足下列两式： 平均竖向力标准值N K = R n G F K K ≤+
塔式起重机基础知识汇总(整理版)
塔式起重机基础知识汇总 塔式起重机的技术性能是用各种参数表示的，其主要参数包括幅度、起重量、起重力矩、自由高度、最大高度等；其一般参数包括：各种速度、结构重量、尺寸、尾部尺寸及轨距轴距等，下面分别简述： 一、幅度： 幅度是从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离，通常称为回转半径式工作半径。 二、起重量 起重量是吊钩能吊起的重量，其中包括吊索、吊具及容器的重量，起重量因幅度的改变而改变，因此每台起重机都有自己本身的起重量与起重幅度的对应表，俗称工作曲线表。 起重量包括两个参数：即最大起重量及最大幅度起重量。 最大起重量由起重机的设计结构确定，主要包括其钢丝绳、吊钩、臂架、起重机构等。其吊点必须在幅度较小的位置。 最大幅度起重量除了与起重机设计结构有关，还与其倾翻力矩有关，是一个很重要的参数。 塔式起重机的起重量是随吊钩的滑轮组数不同而不同。一般两绳是单绳起重量的一倍，四绳是两绳起重量的一倍等等。可根据需要而进行变换。 为了防止塔式起重机起重超过其最大起重量，所有塔式起重机都安装有重量限制器，有的称测力环，重量限制器内装存有多个限制开关，除了限位塔机最大额定重量外，在高速起吊和中速起吊时，也可进行重量限制，高速时吊重最轻，中速时吊重中等，低速时吊重最重。. 三、起重力矩 起重量与相应幅度的乘积为起重力矩，过去的计量单位为TM，现行的计量单位为KNM，1TM等于10KNM。 额定起重力矩量是塔式起重机工作能力的最重要参数，它是防止塔机工作时重心偏移，而发生倾翻的关键参数。由于不同的幅度的起重力矩不均衡，幅度渐大，力矩渐小，因此常以各点幅度的平均力矩作为塔机的额定力矩。 塔式起重机的起重量随着幅度的增加而相应递减，因此，在各种幅度时都有额定的起重量，不同的幅度和相应的起重量连接起来，就绘制成起重机的性能曲线图，使操作人员一看明了不同幅度下的额定起重量，防止超载。 一般塔式起重机可以安装几种不同的臂长，每一种臂长的起重臂都有其特定的起重曲线，不过差别不大。 为了防止塔机工作时超力矩而发生安全事故，所有塔机都安装了力矩限位器，其工作原理是当力矩增大时，塔尖的主肢结构会发生弹性形变而触发限位开关动作，力矩
塔吊基础知识设计计算
塔式起重机方形独立基础的设计计算 余世章余婷媛 《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。 关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。 一、序言 随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。 塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。 二、塔吊基础设计步骤 2.1、确定塔吊型号
首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。 2.2、根据塔机型号确定荷载 厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。 2.3、确定塔吊基础厚度h 根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。 2.4、基础外形尺寸的确定 根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。 2.5、基础配筋计算 求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。 2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算 三、方形独立基础尺寸的确定 3.1方形基础宽度B的上限值 根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）：
QTZ80自升塔式起重机的基础设计
目录 一、编制依据： (1) 二、工程概况 (1) 三、塔式起重机位置布置 (1) 四、塔吊基础的施工 (2) 五、QTZ80自升塔式起重机的基础设计: (3) 六、QTZ80塔吊基础计算书 (3)
一、编制依据： 1、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91 2、《建筑施工安全检查标准》JGJ59—99《实施细则》 3、《紫玉兰庭施工组织设计》 4、《TQC63自升塔式起重机使用说明》、《TQC80自升塔式起重机使用说明》 5、《紫玉兰庭施工图》 6、工程所在地现场与工程周边的环境。 7、《地基基础设计规范》（GB50007-2002） 8、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99） 9、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 二、工程概况 1、工程名称：紫玉兰庭 2、地点：西安市碑林区名胜路9号 3、建筑面积：55138㎡ 4、层次：地上24层。 5、标高：A区建筑总高度为85.8米，C区建筑总高度为81.7米。 6、结构形式：现浇钢筋混凝土框架、剪力墙结构，楼板为现浇钢筋混凝土梁、板结构。 三、塔式起重机位置布置 QTZ80 2.5m 1.7m。
四、塔吊基础的施工 1、QTZ80塔吊在基础底板以下，根据塔吊基础尺寸开挖到标高；基础底下采用500厚3：7灰土夯实、平整；上面采用C35钢筋混凝土0.8米厚。 2、施工顺序：土方开挖灰土夯实（浇垫层）钢筋绑扎底筋塔吊标准件就位固定钢筋绑扎面筋支模混凝土浇筑。 3、施工时应注意事项：钢筋的间距必须符合要求；混凝土浇筑过程中必须由专人负责检测塔吊标准件的水平，一有偏差应及时校正；混凝土下料应四周同时往中间下料浇筑，严禁一边往另一边浇筑。 4、塔吊基础的具体要求： ㈠、使用的钢筋必须有合格证和复试报告。 ㈡、位置必须与确定位置一致。 ㈢、混凝土强度必须高于规定强度。留置试块不得少于2组。 ㈣、标准件的四角的水平偏差不得大于1‰。 ㈤、基础必须留设避雷接地筋外露。 ㈥、标准预埋件必须保持与结构平行。 5、塔吊基础的质量标准： ①、塔吊基础的灰土厚度偏差±30mm；密实度96%。 ②、塔吊基础钢筋下料尺寸偏差±10mm；钢筋绑扎间距偏差±20mm；保护层偏差±5mm； ③、塔吊基础混凝土同结构验收标准。
塔式起重机安装基础设计
塔式起重机安装基础设计 摘要：塔式起重机械是建筑施工中广泛使用的起重设备，其安装基础的设计制 作将直接影响到机械的使用安全，本文针对此情况进行了塔式起重机基础的设计，以期对今后的塔机安装施工提供借鉴。 关键词：塔式起重机安装；基础；设计 1 概述 固定式塔式起重机都需要安装在基础上，基础是将塔机所承载的载荷力和自 身自重及风载力等传递到地基上的连接部分，基础的设计合理性以及施工质量直 接关系到塔机的安全使用。塔机基础一般分为带压重和不带压重两种，其中带压 重的基础中不预埋任何构件，塔机底座直接放置于基础平面上（如FZQ2000Z型 附着式塔式起重机），在底架上安放压重，满足抗倾覆稳定的要求，固定基础只 承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，基础和连接件都可较小。不带压重基础分 为三种，固定脚式塔机基础（如STT293平臂式塔式起重机），将四个固定脚直 接浇筑到基础中；地脚螺栓式塔机基础(如QTZ80塔式起重机)，将地脚螺栓事先 浇筑在基础中，上面与十字梁或固定脚依靠高强螺母连接；预埋节式塔机基础 （如ZSC60300平臂式塔式起重机），将预埋节事先浇筑到基础中，上面通过销 轴与基础节连接。不用压重的基础，塔身与预埋在基础里的连接件连接，则基础 不仅要承受水平剪力、水平扭矩和垂直压力，还要承受较大的弯矩。因此为承受 这些载荷，基础要做得大些。 2 基础所承受载荷的计算、分析 塔式起重机基础的设计要求必须满足塔机的稳定性、基础的强度要求和基础 均匀沉降要求三个方面。 塔机稳定性是指塔机在能保持整机的稳定而不致倾翻的特性，它是保证塔机 安全使用的重要因素之一。它由稳定性系数M稳/M倾来表示，M稳为塔机的自重、基础重和平衡重所产生的保持塔机稳定的力矩；M倾为起着倾翻塔机作用的 外力产生的力矩。稳定系数随着工况的变化而变化，稳定系数越大表示塔机的稳 定性越好。塔机在设计时以考虑到各种不同工况下稳定性的要求，在设计塔机基 础时其尺寸和质量必须满足稳定性要求。 塔机基础内部的结构应具有足够的强度，即能够承受各种工况下作用于基础 上的垂直力、水平力及倾覆力矩。 塔机基础在长时间的使用过程中所受的载荷一直在不断的变化，如果地基沉 降不均匀可致使塔机垂直的偏差增大，从而影响塔机的稳定性，因此要求地基沉 降均匀。 塔吊基础的设计要根据塔机自重、风载荷、倾覆弯矩和起重臂回转启动刹车 或大风吹来时产生的扭矩等因素综合考虑。同时要考虑工作状态和非工作状态两 种情况。 塔吊附墙（附着）装置只承担风载荷等水平载荷及弯矩、扭矩，不承担自重 等竖向载荷，将塔身、附墙（附着）简化为多跨连续梁受力模型，通过受力分析，可以得出结论：塔吊在独立高度状态下，所承受的风载荷等水平载荷及各种弯矩、扭矩对底座即对基础产生的载荷最大。安装附墙（附着）装置以后，各种水平载 荷及弯矩、扭矩等主要由附墙（附着）承担。塔吊上升到最大高度以后，对基础 的载荷与独立高度相比仅多了标准接的重量，而其所传递的风载荷要小得多。故 下面以某厂生产的5015塔吊为例（见图3－2 塔机稳定性计算简图），根据《塔
建筑施工塔式起重机安装规范
建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程（JGJ196-2010） 1总则 1.0.1为贯彻安全第一、预防为主、综合治理的方针,确保塔式超重机在安装、使用、拆卸时的安全，制定本规程。 1.0.2本规程适用于房屋建筑工程、市政工程所用塔式起重机的安装、使用和拆卸。 1.0.3本规程规定了塔式起重机的安装、使用和拆卸的基本技术要求。当本规程与国家法律、行政法相抵触时,应按国家法律、行政法规的规定执行。 1.0.4塔式起重机的安装安装、使用和拆卸,除应符合本规和规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2基本规定 2.0.1塔式起重机安装、拆卸单位必须具有从事塔式起重机安装、拆卸业务的资质、 2.0.2塔式起重机安装、拆卸单位应具备安全管理保证体系，有健全的安全管理制度：2.0.3塔式起重机安装、拆卸作业应配备下列人员： 1持有安全生产考核合格证书的项目负责人和安全负责人、机械管理人员； 2具有建筑施工特种作业操作资格证书的建筑起重机械安装拆卸工、起重司机、 起重信号工、司索工等特种作业操作人员。 2.0.4塔式起重机应具有特种设备制造许可证、产品介格证、制造监督检验证明，并已在县级以上地方建设主管部门备案登记。 2.0.5塔式起重机心符合现行国家标准《塔式起重机安全规程》GB5144及《塔式起重机》 GB/T50311的相关规定。 2.0.6塔机启用前应检查下列项目： 1塔式起重机的析案登记证明等文件； 2建筑施工特种作业人员的操作资格证书； 3专项施工方案； 4辅助起重机械的合格证及操作人员资格征书。 2.0.7对塔式起重机应建立技术档案，其技术档案应包括下列内容： 1购销合同、制造许可证、产品合格证、制造监督检验证书、使用说明书、备案证明等原始资料； 2定期检验报告、定期自行检查记录、定期维护保养记录、维修和技术改造记录，运行故障和生产安全事故记录、累计运转记录等运行资料：
7030塔吊机基础方案
目录 1 编制依据 (3) 2 工程概况及基础设计 (3) 2.1 工程概况 (3) 2.2 基础设计 (3) 3 施工准备 (4) 3.1 技术准备 (4) 3.2 施工人员、材料、机具准备 (4) 3.3 现场准备 (5) 4．施工工艺流程及主要工序施工方法 (5) 4.1 施工工艺流程： (5) 4.2 主要工序施工方法 (5) 4.2.1 施工前测量放线 (5) 4.2.2 基础钢筋绑扎 (5) 4.2.3塔机固定支脚安装 (6) 4.2.4 模板支设 (6) 4.2.5 混凝土施工 (6) 5 质量、安全、文明措施 (7) 5.1 质量措施： (7) 5.2 安全施工措施 (7) 5.3 文明施工措施 (8) 6 附图 .............................................. 错误！未定义书签。
附图1：661、662塔机平面布置图 (10) 附图2：663、664塔机平面布置图 (11) 附图3：塔机钢筋混凝土基础图 (9) 附图4 塔机固定支脚安装地位施工示意图 (13) 附图5：塔机钢筋混凝土基础模板支设图 (11) 附件6：C7030塔吊基础说明书 (15)
1 编制依据 1.1 C7030塔机使用说明书 1.2 GB50007-2002 《建筑地基基础设计规范》 1.3 GB50204-2002 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 1.4 GB50202-2002 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 1.5 《建筑施工手册》（第四版，缩印本） 2 工程概况及基础设计 2.1 工程概况 塔机基础为固定式钢筋混凝土基础，基础坐落在岩石地基之上，地基岩石为中风化岩石。 2.2 基础设计 现场塔吊的吊钩高度为24.7米，基岩的承载力为2.8Mpa,根据厂家提供的C7030塔机使用说明书，基础长宽均为6.45米，厚度为1.7米，基础下层配筋为双向B25@116mm 钢筋网片，上层配筋为双向B20@116mm钢筋网片，上下层钢筋之间的拉筋为双向B20@540mm ，混凝土强度等级为C30。详见附图3《塔机钢筋混凝土基础详图》。 2.3防雷接地 用4根2.5米长的接地棒埋于塔吊基础四角的旁边，用—40×4镀锌扁铁将四根接地棒焊接成一体，并在两个斜对角用—40×4镀锌扁铁将其与塔机基础节进行焊接。接地电阻不能大于4欧姆。
塔吊基础设计计算方法
塔吊基础设计计算方法 地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。 标签：塔吊基础；四桩；预应力管桩；承载力；倾覆力矩 1 工程概况 广东水利电力职业技术学院从化校区教工宿舍工程包括C1C4、C5C6、C15C16共3栋主体建安工程，二期精装修以及其他配套工程等。 三栋建筑由教工宿舍C1C4和教工宿舍C5C6、教工宿舍C15C16组成，总建筑面积：17782.82m2。其中教工宿舍C1C4地上6层；教工宿舍C5C6地上12层；教工宿舍C15C16地上6层，基地建筑面积2358.99m2（其中C1C4为862.89m2；C5C6为745.05m2；C15C16为751.05m2）。C1C4首层层高3m，二层～六层层高为3.0m，六层以上层高均为3.2m；C5C6首层层高4m，二层～十二层层高3m，十二层以上4.7m；C15C16首层层高3m，二层～六层层高3m，六层以上3.9m。C1C4、C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。 教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，教工宿舍C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。建筑安全等级为二级，抗震设防类型为丙类。地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。建筑防火类别为二类，耐火等级为二级；主体建筑屋面工程防水为2级。 根据施工现场场地条件及周边环境情况，安装1台塔式起重机负责建筑材料的垂直及水平运输。 2 塔吊基础（四桩）设计 2.1 计算参数 采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.60m，地下室开挖深度为0m；现场地面标高-0.60m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-2.90m。 2.1.1 塔吊基础受力情况 图1 塔吊基础受力示意图
塔式起重机使用安全要求
编号：SM-ZD-43674 塔式起重机使用安全要求Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
塔式起重机使用安全要求 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1．起重机塔基，必须严格按照原厂使用规定或符合以下要求： （1）塔基土壤承载能力中型塔为8～12t／m2，重型塔为12～16t／m2； （2）塔基旁应开挖排水沟； 2．起重机的安装、顶升、拆卸必须按照原厂规定进行，并制订安全作业措施，由专业队（组）在队（组）长负责统一指导下进行，并要有技术和安全人员在场监护。 3．起重机安装后，在无荷载情况下，塔身与地面的垂直度偏差值不得超过3／1000。 4．起重机专用的配电箱，电源开关应合乎规定要求。电缆卷筒必须运转灵活、安全可靠，不得拖缆。 5．起重机必须安装行走、变幅、吊钩高度等限位器和力矩限制器等安全装置。并保证灵敏可靠。对有升降式驾驶室
建筑施工塔式起重机维护与使用年限的规定
建筑施工塔式起重机维护与使用年限的规定为规范建筑施工塔式起重机（以下简称“塔机”）使用的安全管理工作，特制定如下规定。 一、塔机安装前的检查和使用中的检查维护保养 塔机的维护保养应严格遵守设备使用说明书和《塔式起重机安全规程》、《塔式起重机操作使用规程》、《起重机械安全规程》等的规定。 (一)塔机在安装及增加塔身标准节之前，安装单位应对结构件和高强度螺栓进行检查，若发现下列问题应修复或更换后方可进行安装： ⒈目视可见的结构件裂纹及焊缝裂纹； ⒉连接件的轴、孔严重磨损； ⒊结构件母材严重锈蚀； ⒋结构件整体或局部塑性变形，销孔塑性变形。 (二)办理安装告知手续时安装单位应提供上述检查内容的有关证明。 (三)塔机的司机室内应备有一份有关操作维修内容的使用说明书，塔机司机必须每天停机对机械做一次例行保养，并按
使用说明书规定的部位、周期和润滑剂做好润滑。 (四)塔机使用单位应与塔机保养单位签定塔机保养合同，每月由保养单位对在用塔机进行一次强制性安全检查保养，确保塔机的安全使用性能，一般应包括： ⒈混凝土基础、地脚螺栓、附墙装置的状态； ⒉结构件的变形、裂纹、锈蚀情况； ⒊结构件连接部位的销轴、螺栓、定位板、法兰等的连接情况； ⒋所有的安全、防护装置完好状态； ⒌制动器性能和零部件的磨损情况； ⒍钢丝绳、滑轮的磨损情况和钢丝绳尾端在卷筒固定的状态； ⒎吊钩、吊钩螺母及防松装置； ⒏指示装置的可靠性和精度； ⒐动力系统和控制系统。 (五)塔机每月一次强制性安全检查保养后，由保养单位出具检查保养项目清单，项目清单应有检查保养单位和检查保养人的盖章、签名。塔机定期检查保养项目清单存放在塔机技术档
塔式起重机传动机构设计
1.塔式起重机概述 在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机很多，其中应用最广泛的是塔式起重机。塔式起重机具有其他起重机械难以相比的优点，如塔身高，起重臂长，有效作业面广，能同时进行起升，回转行走，变幅等动作，生产效率高；采用电力操纵，动作平衡，安全可靠；结构相对较为简单，运转可靠，保养维修业较为容易。因此，他是起重机已成为现代工业与民用建筑不可缺少的主要施工机械。 塔式起重机工作高度大，一般自升式塔机工作高度可在100m左右，特殊用途的可在300m以上。因此塔机的起升机构必须要有较大的容绳量。塔机起升起升机构的卷筒都采用多层缠绕的方式。塔机分为上回转塔机（本次设计题目）和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：行走式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。 塔机机械通常结构庞大，机构复杂。塔机的工作机构有五种：起升机构（本次设计题目）、变幅机构、小车牵引机构、回转机构和大车走行机构(行走式的塔机)。 2.专业课程设计的题目 上回转自升式塔式起重机起身机构设计 型号：QTZ200 起重力矩（Kn·m）：2000 最大幅度/起重载荷（m/KN）：40/35 最小幅度/起重载荷（m/KN）：10/200 起升高度（m）：162（附着式）55（固定式） 工作速度（m/min）：6~80（2绳）3~40（4绳） 起重臂长（m）：40 平衡臂长（m）：20 3.塔式起重机起升机构设计 起重机起升机构用来实现物品的上升与下降。起升机构是任何起重机必须具备的，使物品获得升降运动的基本组成。起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。塔式起重机起升机构具有一般起重机起升机构的组成特点。起升机构应具备起升高度大、制动平稳、慢速就位、就位准确、起升速度可调等特点。 起升机构的组成和工作原理 起身机构主要由驱动装置（原动机）、传动装置（减速器）、卷筒、滑轮组、取
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用5.5m ×5.5m ×1.2m ，基础砼标号为C35（7天和28天 期龄各一组），要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺 栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa ，基础的总重量不得小于80T ，砼 标 号 不 得 小 于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H ：37.50m ，塔身宽度B ：1.7m ， 自重F K ：453kN ，基础承台厚度h ：1.2m ，最大起重荷载Q ：60kN ，基础承台宽度b ：5.50m ， 混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计 计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn ·m ， F K = 530KN ，Fv K =74.9KN ，砼基础重量 G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷 载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=1.2m ）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b=5.5m) 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h 、G K 、b 代入式①得： e =1.28＜ b/3=1.83m 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊 基础底板处承载力特征值为372Kpa 。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为 372Kpa ，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长× 宽×高=5500×5500×1200的形式，塔吊采用预埋螺栓固定式，塔式起重机对地 面压应力为170Kpa ＜372Kpa 满足要求，直接按说明的大样图施工，不再做另外
塔式起重机的设计与分析
《机电系统分析与设计》 专业：机械设计及理论 学院：机械工程与自动化学院 日期：2012年11月2日
塔式起重机的设计与分析 摘要：本论文主要涉及塔式起重机的机械设计和电器原理设计部分。塔式起重机的机械设计是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的塔式起重机结构，确定合理的运行参数，或者对确定的部件参数进行验算，并完成施工现场的宏观设计以及塔式起重机的安装。最后进行塔式起重机的保护装置及其电器原理设计。 关键词：塔式起重机，驱动装置，可编程控制器 塔式起重机是指机身为塔形刚架，能沿轨道行走，配有全围转臂的一种起重机。在大型塔机的塔架下部可通行混凝土运输车辆。是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。塔式起重机由于作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。 1 塔式起重机的机械设计 1.1 塔式起重机的设计实例 1.1.1 设计原始资料： 工程建筑类别为一类高层建筑，抗震设防烈度为7度，工程总建筑面积约9.2万m2，包括两层（局部三层）地下室和四层裙楼，其中地下室面积约4.1万m2，裙楼面积约5.1万m2。本工程合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级，人防防护等级为六级。塔机基本参数选择为最大载重10t，最高速度30m/min，最小/最大工作幅度4m/70m。 1.1.2 塔式起重机的类型 移动式塔吊、根据行走装置的不同又可分为轨道式、轮胎式、汽车式、履带式四种。轨道式塔吊、塔身固定于行走底架上，可在专设的轨道上运行，稳定性好，能带负荷行走，工作效率高，因而广泛应用于建筑安装工程。轮胎式、汽车式和履带式塔吊、无轨道装置，移动方便，但不能带负荷行走、稳定性较差，目前已很少生产。 固定式塔吊、根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种，附着自升塔吊、能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅承受由起重机传来的水平载荷，附着方便，但占用结构用钢多；内爬式起重机在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷均由建筑物承受。 根据此案例选用支腿固定式塔机。 1.1.3 塔机的金属结构 由起重臂、塔身、转台、承座、平衡臂、底架、塔尖等组成。起重臂构造型式为小车变
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计
塔式起重机抗倾覆计算 及基础设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用××，基础砼标号为C35（7天和28天期龄各一组）， 要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa，基础的总重量不得小于80T，砼标号不得小于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H：，塔身宽度B：，自重F K ：453kN，基础承台厚度h：，最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度b：，混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn·m， F K = 530KN，Fv K =，砼基础重量G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b= 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h、G K 、b代入式①得： e =＜ b/3= 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊基础底板处承载力特征值为372Kpa。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为372Kpa，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长×
QTZ500塔式起重机总体及顶升套架的设计计算说明书
设计题目：QTZ500塔式起重机总体及套架设计设计人：李洪爽设计项目计算与说明结果 前言 塔式起重机概述 塔式起重机发展情况 第1章前言 1.1 塔式起重机概述 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塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于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地减小。因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的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。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点： 1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。 2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。 3.要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 QTZ500型自升式塔式起重机，其吊臂长50米，最大起重量4吨，额定起重力矩50吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。整机结构不算太大，可满足中小型施工的要求。 本机以基本高度（独立式）36米。用户需高层附着施工，只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。 1.2 塔式起重机发展情况 塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，1923年成
塔式起重机设计开题报告
河北建筑工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题 名称QTZ40塔式起重机总体及塔身的优化设计 系别：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机095 学生姓名： 学号： 指导教师：
课题来源导师课题课题类别工程设计 一、论文资料的准备 (一)塔式起重机概述 塔式起重机是一种塔身树立起重臂回转的起重机械，简称塔机，也叫塔吊，起源于西欧。具有工作效率高、使用范围广、回转半径大、起升高度大、操作方便以及安装与拆卸比较简便等特点。主要完成在高层建筑施工中预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作。塔式起重机必须具备下列特点： ①起升高度和工作幅度较大、起重力矩大； ②工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能； ③要求拆装运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 (二)国外塔式起重机的发展现状 国外塔机发展的主要代表性国家或地区有：欧洲、日本、澳大利亚。从20世纪90年代开始，欧洲塔机行业缓慢复苏，目前欧洲生产塔机的国家有德国、法国、英国、意大利、俄罗斯、西班牙、瑞典、丹麦等，主要厂家有法国Potain，德国Liebherr、Peiner、Wolff，意大利Comedil，丹麦Kroll,西班牙Comansa。在产量、系列品种、技术水平等方面，德国的Liebherr和法国的Potain在世界上居领先地位，Potain目前在法国、德国、意大利、葡萄牙、中国的工厂生产60多种型号塔机，迄今为止已在全球销售了超过100000台塔机，其中被国内行业熟知的FO/23B、H3/36B是我国1984年从Potain引进技术生产的。2003年，Potain为南京长江第三大桥工程提供的MD3600（最大起重力矩为3600tm），是Potain迄今为止建造的最大塔机。 20世纪80年代，日本塔机行业开始缓慢复苏，1987年开发了900t?m级内爬式自升塔机，1990年，日本最著名的塔机生产商石川岛( IHI)公司开发了日本国内最大的1500t?m 级内爬式自升塔式起重机－ JCC1500H（最大起重量70t），其在日本大吨位塔机市场中占有份额最高。截至目前，日本内爬塔机的主要机型有：80tm级、150tm级、400tm级、450tm 级、500tm级、600tm级、900tm级、1500tm级。另外，还开发了利用钢结构大楼钢立柱为塔身的钢柱塔身内爬式塔式起重机，使塔机结构更为简化，也增加了内爬式塔机的新机种。 俄罗斯继承前苏联传统，曾经也是一个塔机大国，拥有雄厚的开发和生产实力。1990年俄罗斯塔机产量达2526台，在随后的经济衰退时期，许多俄罗斯塔机制造厂处境困难，停止了生产，到2000年，俄罗斯塔式起重机年产36台，2001年产量77台。与1990年相比，
塔式起重机板式基础设计
浅谈塔式起重机板式基础设计 汪少波 （苏州中正建设工程有限公司） 【摘 要】： 板式塔式起重机基础作为最基本的基础形式被广泛应用于建设领域，几乎每个项目技术人员都会遇到板式塔吊基础的设计。本文对板式塔吊基础设计的规范及常见问题进行了分析，以期帮助技术人员更好的理解板式塔吊基础设计。 【关键词】：塔式起重机 板式基础 1引言 1.0.1 根据集团公司统计，近两年我们每年的塔吊安装台次近170余台，其中70%以上都采用了板式基础的形式，目前执行的主要规范依据为《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009，另外《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010、《高耸结构设计规范》GB50135-2006、《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92都可以作为设计参考依据。 1.0.2 从技术部门对塔吊基础方案的审批反馈情况来看，方案的设计情况差异较大，过分依赖软件，对规范理解不够，考虑因素不全面，加之不同规范有不同的条文规定，因此本文对板式塔吊基础的设计参考规范及常见问题进行了分析，希望通过本文的分析，帮助技术人员更好理解目前几本发行的有效规范，在塔吊基础设计时能采用合理参数，使塔吊基础设计兼具安全与经济性。 1.0.3 板式塔吊基础的设计主要包含地基承载力特征值确定于修正、塔吊传递给基础的荷载、基础尺寸确定、板式基础偏心距、承载力验算及基础脱开面积校核、软弱下卧层验算、地基变形计算、地基稳定性计算、冲切验算与配筋计算。 1.0.4 本文的一些计算分析结论主要依据无锡巨神生产的QTZ5013塔式起重机参数，在同级别的塔式起重机中，无锡巨神QTZ5013塔吊说明书所提供的荷载参数偏大且最全面，具有代表性，这个级别的塔吊也是应用最广泛的塔式起重机。无锡巨神QTZ5013塔式起重机荷载参数及荷载示意图见表1.0.4、图1.0.4-1、图1.0.4-2所示。 表1.0.4 无锡巨神QTZ塔式起重机荷载参数表 吊钩高度固定 方式 混凝土基础承受的载荷 工作状态非工作状态H1 H2 M1 M2 M3 P H1 H2 M1 M2 M3 P 40.1m a / 27.8 564 996 170 513 40.1m a 24.5 / 1252 / 67 513 73.5 / 1796 / / 434 40.1m b 24.5 / 1211 / 67 513 66.2 / 1628 / / 434 注：表中中固定方式a为大臂沿塔身对角线方向，b为大臂与塔身平行方向。P为基础所受的垂直力（kN），H1、H2为基础所受水平力（kN），M1、M2为基础所受的倾覆力矩（kN·m），M3为基础所
塔式起重机基础知识
塔式起重机基础知识 ?（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.升高方式分?（1）自升式 ?（2）固定高度 ?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） 1.幅度塔机空载时，塔机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离 2.起升高度空载时，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。 3.额定起升载荷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 4.轴距同一侧行走轮的轴心线或一组行走轮中心线之间的距离 5.轮距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 6.起重机重量包括平衡重、压重和整机重7.尾部回转半径回转中心线至平衡重或平衡臂端部最大距离8.额定起升速度在额定起升载荷时，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9.额定回转速度带着额定起升载荷回转时的最大稳定转速10.最低稳定 速度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11．工作级别分为Ａ１～Ａ６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。?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、