【塔式起重機分類】塔式起重機的分類和特點 塔式起重機的工作原理

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塔式起重機的工作原理

塔式起重機是任何一個大型建(jian)筑工(gong)地中的(de)(de)(de)常見(jian)設備。它(ta)是那么的(de)(de)(de)顯眼(yan)——常常聳入云霄幾十米，而且“胳膊”伸出那么遠。建(jian)筑工(gong)人(ren)用塔式(shi)起重機(ji)(ji)來提(ti)升鋼材、水泥，諸如(ru)乙(yi)炔炬和(he)發電(dian)機(ji)(ji)之(zhi)類的(de)(de)(de)大型工(gong)具，以及其他各種(zhong)不同的(de)(de)(de)建(jian)筑材料。

當您(nin)(nin)觀望某個(ge)聳立的(de)起重(zhong)機時，不禁會對它(ta)的(de)本事(shi)感到有些(xie)(xie)不可思議：它(ta)為何不會翻到？這(zhe)么長(chang)的(de)吊桿怎么能(neng)(neng)舉(ju)起這(zhe)么重(zhong)的(de)物(wu)體？它(ta)是怎么做到隨建筑物(wu)的(de)增(zeng)高(gao)(gao)而(er)增(zeng)高(gao)(gao)的(de)？如果您(nin)(nin)想了(le)解塔式起重(zhong)機的(de)工(gong)作原理，那么本文(wen)恰能(neng)(neng)為您(nin)(nin)所(suo)用。在本文(wen)中(zhong)，您(nin)(nin)將(jiang)能(neng)(neng)找到所(suo)有這(zhe)些(xie)(xie)問題的(de)答案(an)，還能(neng)(neng)了(le)解其他更多您(nin)(nin)所(suo)不知道的(de)知識。

所有的塔式起重機的基本組成部件都(dou)是(shi)相同(tong)的：

起重機(ji)的基座通過(guo)螺栓與(yu)一塊支撐(cheng)起重機(ji)的大型(xing)混凝土板固定在(zai)一起。

基座與塔柱（或塔）相連，塔體高度即塔式(shi)起重機的(de)高度。

與塔頂相連的是回轉(zhuan)單元——包(bao)括齒輪和電機——它們使得起重機水平旋轉(zhuan)：

在回轉單元的頂部有三個部分：

水平伸出的長(chang)起重(zhong)臂(bei)（或工作(zuo)臂(bei)），它是(shi)起重(zhong)機中負(fu)荷重(zhong)物(wu)的部分(fen)。一(yi)個起重(zhong)小車，它能沿起重(zhong)臂(bei)行走(zou)，使得(de)起吊物(wu)靠(kao)近(jin)或遠離起重(zhong)機的中心：

較短一些的水平(ping)機(ji)械(xie)臂，其中放置了起(qi)重(zhong)機(ji)的電機(ji)及電器設備，以及實心的大(da)塊配重(zhong)：

操作艙：

機(ji)械臂中含有用于提升重物(wu)的(de)電機(ji)，以及(ji)用于驅動(dong)起重機(ji)的(de)電器控制設備和電纜卷筒，如下所示：

用于驅動回轉單元的電機置于回轉單元的大齒輪上方：

現在讓我(wo)們來了解一下這個(ge)設備(bei)能對付多重(zhong)的(de)物體。

一個典型的塔式起重機規格如下：

最大自由高度(du)——80米(mi)

如(ru)果(guo)起(qi)(qi)重(zhong)(zhong)機跟建筑物相(xiang)連，那么當建筑物在升高(gao)(gao)時，起(qi)(qi)重(zhong)(zhong)機能達到的高(gao)(gao)度就遠不止80米了。

最大(da)工作半(ban)徑——70米

最大(da)提升重(zhong)量——18噸，300噸-米

配重(zhong)——16.3噸

起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的最大提升重(zhong)(zhong)(zhong)量為(wei)18噸，但如果重(zhong)(zhong)(zhong)物是放置于起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)臂的末端的，那(nei)么(me)起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)將不(bu)能提升那(nei)么(me)大的重(zhong)(zhong)(zhong)量。重(zhong)(zhong)(zhong)物離塔柱越(yue)近，起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)能安全提升的重(zhong)(zhong)(zhong)量就越(yue)大。300噸-米這一規格(ge)便解(jie)釋了這一關系。例如，如果操作員(yuan)將重(zhong)(zhong)(zhong)物置于與塔柱相距(ju)30米的地方，那(nei)么(me)起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)(ji)最多能提升10.1噸的重(zhong)(zhong)(zhong)物。

起重機有兩個極限開關能確保操作員未使起重機超重：

最(zui)大載重開關(guan)檢測著(zhu)繩(sheng)索(suo)上(shang)的(de)拉力(li)以確保載重沒有超過18噸。

載重(zhong)力(li)矩開關確保(bao)操(cao)作員在(zai)(zai)起重(zhong)臂上(shang)移動重(zhong)物(wu)時沒有(you)超過起重(zhong)機的噸-米規格。在(zai)(zai)回轉單元(yuan)內有(you)一個(ge)貓頭組件能測得起重(zhong)臂上(shang)的塌縮量并能在(zai)(zai)超重(zhong)的情況發生(sheng)時得到感應。

現(xian)在(zai)我們(men)知道，如果(guo)(guo)這(zhe)些(xie)(xie)物體中的一個(ge)掉到(dao)工地上，那么將(jiang)會導致災(zai)難性的后果(guo)(guo)。讓(rang)我們(men)看看是什(shen)么使得這(zhe)些(xie)(xie)龐大的結構(gou)能夠保(bao)持豎直。

當您注視一(yi)個(ge)塔(ta)式起重(zhong)機的時候，眼前的景象(xiang)似(si)乎是(shi)難(nan)以置信的——一(yi)個(ge)沒有(you)任(ren)何拉(la)索支(zhi)撐(cheng)的結構(gou)居然(ran)可以穩穩地站立，它們(men)為什么不(bu)會傾倒呢？

與塔式起(qi)重(zhong)機的(de)穩定性(xing)相關的(de)首要因素是一(yi)塊(kuai)很大的(de)混凝土(tu)臺，在起(qi)重(zhong)機運抵之前，施工(gong)隊會花上幾周(zhou)的(de)時間來澆注這個臺子(zi)。這個混凝土(tu)臺通(tong)常(chang)有10x10x1.3米，重(zhong)182,000千克——這是本文(wen)談及的(de)起(qi)重(zhong)機所對應的(de)混凝土(tu)臺尺寸。深嵌入混凝土(tu)板(ban)內的(de)大錨(mao)固(gu)螺栓能(neng)支撐(cheng)起(qi)重(zhong)機的(de)底(di)部：

因此(ci)這些(xie)起重機實(shi)際上是由(you)螺栓和地相連(lian)來(lai)確(que)保它們的(de)穩定性的(de)。在下一章節中，您會知道這些(xie)塔(ta)式起重機是如何(he)“長高(gao)”的(de)。

塔式起重機(ji)需要用(yong)10至12輛拖車(che)才(cai)能運達建筑工(gong)地。操(cao)作人員(yuan)使用(yong)一(yi)臺移動(dong)吊車(che)來安裝起重臂和機(ji)械部(bu)分(fen)(fen)，并將這些水平(ping)的部(bu)件放到一(yi)個由兩部(bu)分(fen)(fen)組成的12米的塔柱上。然(ran)后(hou)移動(dong)吊車(che)再在(zai)其上加配重。

塔(ta)柱(zhu)由這個堅固(gu)的(de)基座中升起。它是一個大的(de)三角(jiao)珩架(jia)結構，截面通常有3.2平方米。這種三角(jiao)形的(de)結構使得塔(ta)柱(zhu)有足夠的(de)強(qiang)度來保持豎(shu)直。

為了上升到最大的高度，起重機會(hui)在每一次將自身(shen)提升一節塔柱珩架的高(gao)度！工人(ren)們會(hui)使(shi)用一個契合(he)于(yu)回轉單元和塔柱頂(ding)部(bu)間的頂(ding)部(bu)攀援(yuan)(yuan)器或攀援(yuan)(yuan)架。過程如下：

操作人員將重物懸掛于起重臂上以平衡配重。

操作(zuo)人員將回轉單(dan)元從塔頂(ding)分(fen)離。在頂(ding)部攀援器上(shang)的大型(xing)液壓(ya)機能將回轉單(dan)元推起6米(mi)。

起(qi)重機操作員使用起(qi)重機將另一(yi)個6米高(gao)的塔(ta)(ta)柱(zhu)珩架推至由攀(pan)援架撐起(qi)的空檔(dang)中。一(yi)旦塔(ta)(ta)柱(zhu)珩架就位，起(qi)重機也(ye)就“長高(gao)”了6米！

大樓建成后即是起(qi)重機(ji)應(ying)該降下來的時候了，整個過程是相反(fan)的——起(qi)重機(ji)將(jiang)其自身的塔柱分(fen)拆(chai)，然后變(bian)矮的起(qi)重機(ji)再分(fen)拆(chai)其余部(bu)分(fen)。

大多(duo)數的(de)建筑公(gong)司(si)都會向諸如Heede Southeast之(zhi)類的(de)公(gong)司(si)租用(yong)塔式(shi)起(qi)重(zhong)機。Heede公(gong)司(si)負責將起(qi)重(zhong)機運到工地并組(zu)裝起(qi)來，并在起(qi)重(zhong)機使(shi)用(yong)期間按月收(shou)取租金。

安(an)裝和(he)拆卸起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)的常規價格是(shi)60,000美元左右。這個(ge)價格包(bao)括了將起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)運送(song)到工地的運費(fei)、租(zu)用(yong)(yong)可移動起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)來安(an)裝塔式起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)的費(fei)用(yong)(yong)、安(an)裝起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)的人工費(fei)等。租(zu)用(yong)(yong)一臺(tai)46米高(gao)的塔式起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)(ji)的月(yue)租(zu)金約為(wei)15,000美元，此外(wai)還要加上租(zu)用(yong)(yong)攀援架(jia)和(he)額外(wai)的塔節的費(fei)用(yong)(yong)。

塔式起重機的分類和特點

一、按有無(wu)行走機(ji)構可(ke)分為移動式(shi)塔(ta)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)和固定(ding)式(shi)起(qi)重(zhong)機(ji)。

移動式塔式起重(zhong)機根據行走裝置(zhi)的不(bu)同又可分為軌道式、輪胎式、汽(qi)車式、履帶(dai)式四種。

軌道式(shi)塔(ta)式(shi)起重機塔(ta)身固定于(yu)行走(zou)底架(jia)上(shang)，可在(zai)專(zhuan)設的軌道上(shang)運行，穩定性好(hao)，能帶(dai)負荷行走(zou)，工(gong)作效率高，因而廣泛應(ying)用于(yu)建筑安裝工(gong)程。

輪胎式、汽車式和(he)履帶(dai)式塔式起重機(ji)無軌道裝置，移動(dong)方便，但不能(neng)帶(dai)負荷行走、穩定(ding)性較差，目(mu)前已很少生產。

固定式塔式起重(zhong)機根據裝(zhuang)設位置的不同，又分(fen)為(wei)附著自(zi)升式和內爬式兩種：

附著自升(sheng)(sheng)塔式起重(zhong)機能隨建(jian)筑物(wu)升(sheng)(sheng)高(gao)而升(sheng)(sheng)高(gao)，適用(yong)于高(gao)層建(jian)筑，建(jian)筑結(jie)構僅承受由起重(zhong)機傳來的(de)水平載(zai)荷，附著方便，但占用(yong)結(jie)構用(yong)鋼多；

內(nei)爬(pa)式(shi)起重機在建筑物(wu)內(nei)部（電梯(ti)井、樓梯(ti)間），借助(zhu)一套托架和(he)提升系統進行爬(pa)升，頂升較繁瑣，但占用結構用鋼少，不需要裝設(she)基礎，全部自重及載荷均(jun)由建筑物(wu)承(cheng)受(shou)。

二、按(an)起(qi)重(zhong)臂(bei)的構(gou)造特(te)點可分為俯仰變(bian)幅起(qi)重(zhong)臂(bei)（動臂(bei)）和小車變(bian)幅起(qi)重(zhong)臂(bei)（平臂(bei)）塔式起(qi)重(zhong)機。

俯仰變幅(fu)起(qi)重臂塔式(shi)起(qi)重機是(shi)靠起(qi)重臂升降未實現變幅(fu)的，其優(you)點是(shi)能充分發揮起(qi)重臂的有效(xiao)高度，機構簡單。

小車變(bian)幅起重(zhong)臂(bei)(bei)塔(ta)(ta)式起重(zhong)機是(shi)靠水平(ping)起重(zhong)臂(bei)(bei)軌道(dao)上(shang)安(an)裝(zhuang)的(de)小車行走實現變(bian)幅的(de)，其優點(dian)是(shi)變(bian)幅范圍大(da)，載重(zhong)小車可駛近塔(ta)(ta)身，能(neng)帶負荷(he)變(bian)幅，缺點(dian)是(shi)：起重(zhong)臂(bei)(bei)受(shou)力情況(kuang)復(fu)雜，對結構要求高，且起重(zhong)臂(bei)(bei)和小車必(bi)須處于(yu)建(jian)筑(zhu)物上(shang)部，塔(ta)(ta)尖(jian)安(an)裝(zhuang)高度比建(jian)筑(zhu)物屋面要高出(chu)15-20米。

三、按塔身(shen)結構回(hui)(hui)轉(zhuan)方式可分(fen)為下回(hui)(hui)轉(zhuan)（塔身(shen)回(hui)(hui)轉(zhuan)）和上回(hui)(hui)轉(zhuan)（塔身(shen)不回(hui)(hui)轉(zhuan)）塔式起重機。

下回(hui)轉(zhuan)塔(ta)式(shi)起重機(ji)將回(hui)轉(zhuan)支承、平衡重主要(yao)機(ji)構(gou)等均(jun)設置(zhi)在下端，其優點是(shi)：塔(ta)式(shi)所(suo)受(shou)彎矩較(jiao)少(shao)，重心低，穩定性好(hao)，安裝維(wei)修方便，缺點是(shi)對回(hui)轉(zhuan)支承要(yao)求較(jiao)高(gao)(gao)，安裝高(gao)(gao)度受(shou)到限制。

上(shang)回(hui)(hui)轉(zhuan)塔式起重(zhong)(zhong)機(ji)將回(hui)(hui)轉(zhuan)支承，平衡(heng)重(zhong)(zhong)，主要機(ji)構(gou)(gou)均(jun)設置在(zai)上(shang)端，其優點(dian)是由于(yu)塔身不回(hui)(hui)轉(zhuan)，可簡化塔身下部結構(gou)(gou)、頂(ding)升加(jia)節方便。缺(que)點(dian)是：當建筑物超過塔身高度時(shi)，由于(yu)平衡(heng)臂的影響，限制起重(zhong)(zhong)機(ji)的回(hui)(hui)轉(zhuan)，同時(shi)重(zhong)(zhong)心較高，風壓(ya)增(zeng)(zeng)大，壓(ya)重(zhong)(zhong)增(zeng)(zeng)加(jia)，使(shi)整機(ji)總重(zhong)(zhong)量增(zeng)(zeng)加(jia)。

四、按起(qi)(qi)重機(ji)安裝(zhuang)方(fang)式不同，可(ke)分為能進行折疊運輸，自行整體架(jia)設的快(kuai)速安裝(zhuang)塔式起(qi)(qi)重機(ji)和(he)需借助輔(fu)機(ji)進行組拼和(he)拆裝(zhuang)的塔式起(qi)(qi)重機(ji)。

能自行架(jia)設(she)的快裝式塔機都屬于中小型下回轉塔機，主要(yao)用于工期短，要(yao)求頻繁移動的低層建筑上，主要(yao)優(you)點是能提高工作效率，節省(sheng)安裝成本，省(sheng)時(shi)省(sheng)工省(sheng)料，缺點是結構復雜，維修量大。

需(xu)經輔(fu)機(ji)拆裝的塔式起(qi)重(zhong)機(ji)，主要用于中(zhong)高層建(jian)(jian)筑(zhu)及工作(zuo)幅度大，起(qi)重(zhong)量(liang)大的場(chang)所，是目前(qian)建(jian)(jian)筑(zhu)工地上的主要機(ji)種。

五、按(an)有無塔(ta)尖的結構可分(fen)為平(ping)頭塔(ta)式(shi)起重(zhong)機(ji)和塔(ta)頭塔(ta)式(shi)起重(zhong)機(ji)。

平頭塔式起重機是(shi)最近幾年發展起來的一種(zhong)新型塔(ta)式起重(zhong)機(ji)，其(qi)(qi)特(te)點(dian)(dian)是(shi)在原自升式塔(ta)機(ji)的結構(gou)上取消了塔(ta)帽及其(qi)(qi)前后拉桿部(bu)分，增強(qiang)了大臂(bei)和(he)(he)平(ping)衡臂(bei)的結構(gou)強(qiang)度，大臂(bei)和(he)(he)平(ping)衡臂(bei)直(zhi)接相連，其(qi)(qi)優點(dian)(dian)是(shi)：

1、整機體積小(xiao)，安裝便捷安全，降(jiang)低運輸和倉(cang)儲(chu)成本；

2、起重(zhong)臂耐(nai)受(shou)性能好，受(shou)力均勻一致，對結構及連接部分損壞小；

3、部件設計可標準化、模塊(kuai)化、互換性強，減少設備(bei)閑置，提高(gao)投資效益(yi)。

其缺點是在同(tong)類(lei)型塔機中(zhong)平頭塔機價格稍高。