【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(shi)任何一個大(da)型(xing)建筑(zhu)工(gong)地(di)中的常見設(she)備。它(ta)是(shi)那么(me)的顯眼——常常聳(song)入(ru)云霄幾(ji)十米，而且“胳膊”伸出那么(me)遠。建筑(zhu)工(gong)人用塔式起重機(ji)來提升鋼(gang)材、水泥，諸(zhu)如乙(yi)炔炬和發電機(ji)之類的大(da)型(xing)工(gong)具，以及(ji)其他各種不同的建筑(zhu)材料。

當(dang)您(nin)(nin)觀望某個聳(song)立的(de)起重機(ji)時，不禁會(hui)對(dui)它的(de)本事(shi)感到有些不可思議：它為何不會(hui)翻到？這(zhe)么長的(de)吊(diao)桿怎么能舉起這(zhe)么重的(de)物體？它是怎么做到隨建筑物的(de)增(zeng)(zeng)高(gao)而增(zeng)(zeng)高(gao)的(de)？如果您(nin)(nin)想了解塔式起重機(ji)的(de)工(gong)作原(yuan)理(li)，那么本文恰(qia)能為您(nin)(nin)所用。在本文中，您(nin)(nin)將能找到所有這(zhe)些問題(ti)的(de)答(da)案，還(huan)能了解其他(ta)更多您(nin)(nin)所不知(zhi)道(dao)的(de)知(zhi)識(shi)。

所有的塔式起重機的基本組成部(bu)件(jian)都是(shi)相同的：

起重機(ji)的基座通過(guo)螺栓與一塊支撐起重機(ji)的大型混(hun)凝土(tu)板固定在(zai)一起。

基座與塔(ta)柱(zhu)（或塔(ta)）相連(lian)，塔(ta)體高(gao)(gao)度即(ji)塔(ta)式起重機(ji)的高(gao)(gao)度。

與(yu)塔頂相連(lian)的是(shi)回轉(zhuan)(zhuan)單元——包(bao)括齒輪和電機——它們使得起(qi)重機水平(ping)旋轉(zhuan)(zhuan)：

在回轉單元的頂部有三個部分：

水平伸出的(de)長(chang)起重臂（或工作(zuo)臂），它(ta)是起重機中負荷重物的(de)部分。一個起重小車，它(ta)能沿起重臂行走(zou)，使得起吊物靠(kao)近(jin)或遠離起重機的(de)中心(xin)：

較短一些(xie)的水(shui)平機械臂(bei)，其中(zhong)放置了起重(zhong)機的電(dian)(dian)機及電(dian)(dian)器設備，以及實心的大塊配重(zhong)：

操作艙：

機械臂中(zhong)含(han)有用于提升重(zhong)物的電(dian)機，以及用于驅(qu)動起重(zhong)機的電(dian)器控制設備和電(dian)纜卷筒(tong)，如(ru)下所(suo)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(rang)我(wo)們來(lai)了(le)解一下這個設備能對付多重的物(wu)體。

一個典型的塔式起重機規格如下：

最大自(zi)由高(gao)度——80米(mi)

如(ru)果起重機(ji)(ji)跟建(jian)筑物相(xiang)連，那(nei)么(me)當建(jian)筑物在(zai)升高時(shi)，起重機(ji)(ji)能(neng)達到的高度(du)就遠不(bu)止(zhi)80米(mi)了。

最大工(gong)作半徑——70米

最大提升重量——18噸，300噸-米

配重——16.3噸(dun)

起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機的(de)(de)最(zui)大(da)提升重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)為18噸(dun)，但如(ru)果重(zhong)(zhong)(zhong)物(wu)是放置(zhi)(zhi)于起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)臂的(de)(de)末端的(de)(de)，那么(me)起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機將(jiang)(jiang)不能(neng)提升那么(me)大(da)的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)。重(zhong)(zhong)(zhong)物(wu)離塔(ta)柱越(yue)近，起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機能(neng)安(an)全提升的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)就越(yue)大(da)。300噸(dun)-米這一規(gui)格(ge)便解釋了這一關系。例(li)如(ru)，如(ru)果操(cao)作(zuo)員將(jiang)(jiang)重(zhong)(zhong)(zhong)物(wu)置(zhi)(zhi)于與塔(ta)柱相距30米的(de)(de)地(di)方，那么(me)起(qi)重(zhong)(zhong)(zhong)機最(zui)多能(neng)提升10.1噸(dun)的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)物(wu)。

起重機有兩個極限開關能確保操作員未使起重機超重：

最大載重(zhong)開(kai)關檢測著繩索上的拉力以確保載重(zhong)沒有超過(guo)18噸。

載(zai)重(zhong)力矩開(kai)關確(que)保(bao)操作員在起重(zhong)臂上移動(dong)重(zhong)物(wu)時沒有超過起重(zhong)機的噸-米規(gui)格(ge)。在回(hui)轉單元內有一個貓頭組件能(neng)測得起重(zhong)臂上的塌縮(suo)量并能(neng)在超重(zhong)的情況發生(sheng)時得到感應(ying)。

現在我們知道，如果這(zhe)些物體中的(de)一(yi)個掉到工地上，那么(me)將(jiang)會導致災難(nan)性的(de)后果。讓我們看看是什么(me)使得(de)這(zhe)些龐大的(de)結構能夠保持豎直。

當(dang)您注視一(yi)個塔(ta)式起重機的(de)(de)時候，眼前(qian)的(de)(de)景象似乎是難以置(zhi)信的(de)(de)——一(yi)個沒有(you)任何拉(la)索支撐的(de)(de)結構居然可以穩穩地站(zhan)立，它們為什么不會傾(qing)倒(dao)呢？

與塔(ta)式起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)穩定性(xing)相關(guan)的(de)首要因素是(shi)一塊(kuai)很大(da)的(de)混(hun)凝(ning)(ning)土臺(tai)，在(zai)起(qi)重(zhong)機(ji)運抵之(zhi)前，施工隊(dui)會花上幾周的(de)時間來澆注這(zhe)個(ge)臺(tai)子。這(zhe)個(ge)混(hun)凝(ning)(ning)土臺(tai)通常有(you)10x10x1.3米(mi)，重(zhong)182,000千(qian)克——這(zhe)是(shi)本文談及的(de)起(qi)重(zhong)機(ji)所對(dui)應的(de)混(hun)凝(ning)(ning)土臺(tai)尺寸(cun)。深嵌入混(hun)凝(ning)(ning)土板內的(de)大(da)錨固螺栓能支撐起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)底部：

因此這些起(qi)重機實際(ji)上是(shi)由螺栓和地相(xiang)連來確保它們的穩定(ding)性的。在下一章節中，您(nin)會知道這些塔(ta)式起(qi)重機是(shi)如(ru)何“長高(gao)”的。

塔式起(qi)重機需(xu)要用10至12輛拖車(che)才能運達建筑工地。操作人員使用一臺移動(dong)吊車(che)來安裝起(qi)重臂和機械部(bu)分(fen)，并將這些水平的(de)部(bu)件放到一個(ge)由兩部(bu)分(fen)組成的(de)12米的(de)塔柱上(shang)。然后移動(dong)吊車(che)再在其上(shang)加配重。

塔(ta)柱由這(zhe)個(ge)(ge)堅固(gu)的(de)基座中(zhong)升起。它(ta)是一個(ge)(ge)大的(de)三(san)角珩架結(jie)構，截面通常有3.2平方米。這(zhe)種(zhong)三(san)角形的(de)結(jie)構使(shi)得塔(ta)柱有足夠的(de)強(qiang)度來保持豎直。

為了上升到最大的高度，起重機會在每一次(ci)將自(zi)身提升一節(jie)塔柱珩架的高(gao)度！工(gong)人們會使用一個契合于回轉(zhuan)單(dan)元和塔柱頂(ding)部(bu)間的頂(ding)部(bu)攀援(yuan)器或攀援(yuan)架。過程如(ru)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(hui)轉單元(yuan)從塔頂分(fen)離。在頂部攀援器上(shang)的大型液壓(ya)機能將回(hui)轉單元(yuan)推起6米。

起(qi)(qi)重機(ji)操作員(yuan)使(shi)用起(qi)(qi)重機(ji)將(jiang)另一(yi)個6米(mi)高的(de)塔(ta)柱(zhu)珩架(jia)推至由(you)攀援架(jia)撐(cheng)起(qi)(qi)的(de)空檔中。一(yi)旦塔(ta)柱(zhu)珩架(jia)就位，起(qi)(qi)重機(ji)也就“長高”了(le)6米(mi)！

大樓建成后即是起重(zhong)(zhong)機應該降下來的時候了(le)，整個過程(cheng)是相反的——起重(zhong)(zhong)機將其自身的塔柱分(fen)拆，然后變矮的起重(zhong)(zhong)機再分(fen)拆其余部分(fen)。

大(da)多(duo)數的(de)建筑公(gong)司都會向諸(zhu)如Heede Southeast之類的(de)公(gong)司租用塔式起(qi)重(zhong)機。Heede公(gong)司負責將起(qi)重(zhong)機運(yun)到(dao)工地(di)并組(zu)裝起(qi)來(lai)，并在(zai)起(qi)重(zhong)機使用期間按月收(shou)取租金。

安(an)(an)裝(zhuang)和(he)拆(chai)卸起(qi)(qi)(qi)重機的(de)(de)(de)常規價格是(shi)60,000美元左右。這個價格包(bao)括了將起(qi)(qi)(qi)重機運(yun)送到工地的(de)(de)(de)運(yun)費(fei)、租(zu)用(yong)可移動(dong)起(qi)(qi)(qi)重機來安(an)(an)裝(zhuang)塔式(shi)起(qi)(qi)(qi)重機的(de)(de)(de)費(fei)用(yong)、安(an)(an)裝(zhuang)起(qi)(qi)(qi)重機的(de)(de)(de)人工費(fei)等。租(zu)用(yong)一(yi)臺46米高的(de)(de)(de)塔式(shi)起(qi)(qi)(qi)重機的(de)(de)(de)月租(zu)金約為15,000美元，此(ci)外還要加上租(zu)用(yong)攀(pan)援架和(he)額外的(de)(de)(de)塔節的(de)(de)(de)費(fei)用(yong)。

塔式起重機的分類和特點

一、按有無行走(zou)機(ji)(ji)構(gou)可分為移動式(shi)塔式(shi)起(qi)重機(ji)(ji)和(he)固定式(shi)起(qi)重機(ji)(ji)。

移動式(shi)(shi)(shi)塔式(shi)(shi)(shi)起重機根據行走裝置的不同又可分(fen)為軌道式(shi)(shi)(shi)、輪胎(tai)式(shi)(shi)(shi)、汽車式(shi)(shi)(shi)、履帶式(shi)(shi)(shi)四(si)種。

軌(gui)道(dao)式(shi)塔式(shi)起重機塔身固定于行走底架上，可在(zai)專(zhuan)設的軌(gui)道(dao)上運(yun)行，穩定性好(hao)，能(neng)帶(dai)負荷行走，工作(zuo)效率高，因(yin)而廣泛應用(yong)于建筑安(an)裝工程。

輪胎式(shi)(shi)、汽(qi)車式(shi)(shi)和履帶式(shi)(shi)塔式(shi)(shi)起重機無軌(gui)道裝(zhuang)置(zhi)，移動方便，但不能帶負荷行走(zou)、穩定(ding)性較差，目前(qian)已很少(shao)生產。

固(gu)定(ding)式塔式起重機(ji)根(gen)據(ju)裝設位置的不同(tong)，又(you)分為附著自升式和內爬式兩種：

附(fu)著(zhu)自(zi)升塔式起(qi)重機能(neng)隨建(jian)(jian)筑物升高(gao)(gao)而升高(gao)(gao)，適(shi)用于高(gao)(gao)層建(jian)(jian)筑，建(jian)(jian)筑結(jie)構僅(jin)承受(shou)由起(qi)重機傳來(lai)的水平載荷，附(fu)著(zhu)方便，但占用結(jie)構用鋼多；

內(nei)爬式起(qi)重機在建筑物(wu)內(nei)部（電(dian)梯(ti)井、樓梯(ti)間(jian)），借助一套托架和提升(sheng)系統(tong)進行爬升(sheng)，頂升(sheng)較繁瑣(suo)，但占用結構用鋼少，不(bu)需要裝設基(ji)礎，全部自重及載(zai)荷均(jun)由(you)建筑物(wu)承受。

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

俯仰變幅起重(zhong)臂(bei)塔式起重(zhong)機(ji)是靠起重(zhong)臂(bei)升降(jiang)未實(shi)現變幅的，其優(you)點是能充分發揮起重(zhong)臂(bei)的有效高度，機(ji)構(gou)簡單。

小(xiao)車變幅起重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)臂(bei)塔(ta)(ta)(ta)式起重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)機是(shi)靠水(shui)平起重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)臂(bei)軌道上安裝(zhuang)的小(xiao)車行走(zou)實現(xian)變幅的，其優點(dian)是(shi)變幅范圍大，載重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)小(xiao)車可駛近(jin)塔(ta)(ta)(ta)身，能帶負荷(he)變幅，缺點(dian)是(shi)：起重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)臂(bei)受力情況復雜，對結構要求高，且起重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)臂(bei)和(he)小(xiao)車必須處于建筑物上部(bu)，塔(ta)(ta)(ta)尖安裝(zhuang)高度比建筑物屋面要高出15-20米。

三(san)、按塔(ta)身結構回轉(zhuan)(zhuan)方式可分為下(xia)回轉(zhuan)(zhuan)（塔(ta)身回轉(zhuan)(zhuan)）和上回轉(zhuan)(zhuan)（塔(ta)身不回轉(zhuan)(zhuan)）塔(ta)式起重機。

下回轉(zhuan)塔(ta)(ta)式起重(zhong)機將回轉(zhuan)支承(cheng)、平衡重(zhong)主要(yao)機構等(deng)均設置在下端，其優點是(shi)：塔(ta)(ta)式所受(shou)彎矩較少，重(zhong)心低，穩定(ding)性好，安裝維(wei)修(xiu)方便，缺點是(shi)對回轉(zhuan)支承(cheng)要(yao)求較高，安裝高度受(shou)到限制。

上回(hui)轉塔式起重(zhong)機(ji)(ji)(ji)將(jiang)回(hui)轉支承(cheng)，平(ping)衡(heng)重(zhong)，主要機(ji)(ji)(ji)構均設置在上端，其優點(dian)是由(you)于塔身不回(hui)轉，可簡化塔身下部結構、頂升加節方便。缺點(dian)是：當建筑物超過塔身高度時(shi)，由(you)于平(ping)衡(heng)臂的影響，限制起重(zhong)機(ji)(ji)(ji)的回(hui)轉，同時(shi)重(zhong)心較高，風(feng)壓增大，壓重(zhong)增加，使整(zheng)機(ji)(ji)(ji)總重(zhong)量(liang)增加。

四(si)、按起(qi)重機(ji)安裝(zhuang)方式(shi)不同(tong)，可分為(wei)能進行(xing)折疊運輸，自行(xing)整體(ti)架設的快速安裝(zhuang)塔式(shi)起(qi)重機(ji)和需借助(zhu)輔機(ji)進行(xing)組(zu)拼和拆裝(zhuang)的塔式(shi)起(qi)重機(ji)。

能(neng)自行架(jia)設的快裝式塔機都屬(shu)于(yu)中小型下回轉(zhuan)塔機，主要(yao)用于(yu)工期短(duan)，要(yao)求頻繁(fan)移動(dong)的低層建(jian)筑(zhu)上，主要(yao)優點是能(neng)提高工作效率(lv)，節省(sheng)安裝成本，省(sheng)時省(sheng)工省(sheng)料，缺點是結構(gou)復雜，維修量大。

需(xu)經(jing)輔機拆裝的塔式起重(zhong)機，主要用于(yu)中高(gao)層建筑(zhu)及工(gong)作(zuo)幅度大，起重(zhong)量大的場(chang)所，是目前建筑(zhu)工(gong)地(di)上的主要機種。

五、按(an)有無塔(ta)尖的結構可(ke)分為平頭(tou)塔(ta)式(shi)起重機和塔(ta)頭(tou)塔(ta)式(shi)起重機。

平頭塔式起重機是最近幾(ji)年發展起(qi)來的一種新(xin)型塔(ta)式(shi)起(qi)重機，其特點(dian)是在原自升(sheng)式(shi)塔(ta)機的結構上取(qu)消了塔(ta)帽及其前后拉桿(gan)部分，增(zeng)強了大臂(bei)和(he)平衡(heng)臂(bei)的結構強度，大臂(bei)和(he)平衡(heng)臂(bei)直接相連(lian)，其優點(dian)是：

1、整機體積小，安(an)裝(zhuang)便捷(jie)安(an)全，降低運輸和倉儲成本；

2、起重臂耐(nai)受性能好，受力均勻(yun)一致，對結構(gou)及連接部分損壞小(xiao)；

3、部件設計可標(biao)準化(hua)、模塊(kuai)化(hua)、互換(huan)性(xing)強(qiang)，減少設備閑置，提高(gao)投(tou)資效益。

其缺點是在同類型塔(ta)機(ji)中平(ping)頭塔(ta)機(ji)價格稍高。