大型塔式起重機頂升系統(tǒng)設計的注意事項

1、<p>　　大型塔式起重機頂升系統(tǒng)設計的注意事項</p><p>　　摘要：針對塔式起重機頂升系統(tǒng)的設計與安全問題，對各個環(huán)節(jié)可能發(fā)生的問題作了必要的說明，要以安全第一的設計觀點來進行各項設計，防止安全事故的發(fā)生。 </p><p>　　關鍵詞：安全起重機事故頂升系統(tǒng) </p><p>　　中圖分類號： TU714 文獻標識碼： A </p>

2、<p>　　隨著經(jīng)濟發(fā)展，高層及超高層建筑逐漸增多，塔機作為其施工的主吊機械，在滿足經(jīng)濟發(fā)展及工程建設需要的同時，其安全性也曾為行業(yè)重點關注的問題。由于塔機事故在施工建設中占比較高，影響較大，因此在設計時安全性是第一考慮要素，而頂升系統(tǒng)又是塔機中的重中之重。本文以山東豐匯集團公司生產(chǎn)的FZQ系列塔式起重頂升系統(tǒng)為例，對其安全設計注意點進行介紹： </p><p>　　一、頂升系統(tǒng)中各個部件的相關位置的

3、關系 </p><p>　　塔身一般由基礎節(jié)、標準節(jié)、附著節(jié)組成，本文中我們以標準節(jié)代替塔身來進行敘述。標準節(jié)兩個頂升耳板間的中心距離、下一頂升耳板的頂升軸心與標準節(jié)的主弦桿下端面的距離、油缸 的行程、油缸的安裝尺寸、撐桿的長度等都會直接影響整個頂升、標準節(jié)引入過程的順利完成。所以設計過程中要綜合考慮各個因素，找到合適的切入點。 </p><p>　　關鍵尺寸和注意事項： </p&g

4、t;<p>　　1．暫確定頂升梁頂升軸外緣與標準節(jié)頂升耳板的距離差取為大約20-30mm，給出油缸的安裝尺寸，從而可確定套架上頂升支承梁及油缸軸上中心尺寸。如圖2所示 </p><p>　　2．標準節(jié)的兩個頂升耳板間的中心距離、下一頂升耳板與標準節(jié)的主弦桿下端面的距離、頂升梁的油缸軸與頂升軸間的距離、頂升梁及油缸座在爬升套架上的位置尺寸等。 </p><p>　　圖1頂升系統(tǒng)

5、的相關位置關系圖 </p><p>　　3．考慮撐桿的安全剛度，撐桿不宜太長，過長則減弱其強度，使之易彎曲變形、折斷引發(fā)塔機頂升過程的安全事故；在頂升到最大位置時要保證導向輪不冒頂，即導向滾輪中心軸線距離標準節(jié)主弦上端面的距離不小于60mm。如圖3所示： </p><p>　　4．頂升梁軸中心與標準節(jié)頂升耳板中心的距離、撐桿與標準節(jié)頂升耳板中心的距離的取值過大或過小都會影響頂升的有效行程、

6、頂升和換肩的次數(shù)，從而使效率降低。 </p><p>　　5．保證撐桿能夠順利擺入頂升耳板內(nèi)，取撐桿軸座外緣與標準節(jié)頂升耳板邊緣的距離差為大小30mm既可以滿足要求。如下圖4所示： </p><p>　　圖2初始安裝位置 圖3最大行程導向輪位置圖4 最大行程撐桿位置 </p><p>　　二、塔機頂升過程中的干涉 </p><p>　　塔機頂

7、升過程中所產(chǎn)生的干涉，對塔機頂升、進節(jié)的安全穩(wěn)定性同樣不可忽視，必須在設計過程中就防止和避免其產(chǎn)生。塔機頂升過程中的干涉主要有： </p><p>　　1．油缸與頂升套架平臺的干涉 </p><p>　　油缸與頂升平臺干涉，取決于油缸連接耳板的位置、油缸的外徑、平臺的安裝位置以及頂升橫梁的邊緣尺寸，在設計頂升套架平臺的安裝位置時，應考慮頂升套架平臺的內(nèi)邊緣與油缸中心軸線之間的距離要大于油缸

8、半徑（留出適當?shù)陌惭b間隙，一般取10～20mm）；還要注意頂升梁的邊緣也不能與塔身上的部件干涉。頂升平臺的內(nèi)邊緣不得與頂升過程中的頂升油缸發(fā)生相擦、相碰，頂升橫梁也不能與頂升套架平臺和塔身上的部件有相擦、相碰，否則頂升過程就存在安全隱患。 </p><p>　　2．爬升導向滾輪與頂升耳板焊縫的干涉 </p><p>　　爬升導向滾輪的輪面（接觸面）寬度與頂升的安全穩(wěn)定性有關。在不影響頂升穩(wěn)

9、定性的同時，必須考慮導向滾輪輪面寬度應滿足不與頂升耳板焊縫發(fā)生干涉。爬升導向滾輪一旦與頂升耳板焊縫產(chǎn)生干涉，則會導致滾輪滾道高低不平使?jié)L輪跳動大，同時產(chǎn)生一個對橫斷面的沖擊力，使塔機頂升不能平穩(wěn)過渡運行，塔身整體波動，塔機的安全性就受到嚴重的影響。 </p><p>　　3．撐桿最大尺寸部位不能與塔身的頂升耳板發(fā)生干涉 </p><p>　　當油缸伸長到最大行程狀態(tài)時，考慮頂升橫梁或者油缸

10、是否與頂升套架干涉，發(fā)生干涉時，頂升無法進行。 </p><p>　　三、頂升橫梁兩軸端尺寸的確定 </p><p>　　頂升梁兩軸端距尺寸應同時滿足以下條件： </p><p>　　1．應滿足標準節(jié)上水平方向兩頂升耳板之間的位置要求，即應大于標準節(jié)上水平方向兩頂升耳板之間的距離尺寸（包括兩頂升耳板的厚度）； </p><p>　　2．防止頂

11、升梁兩軸端與爬升導向滾輪座耳板側面的干涉； </p><p>　　3．注意頂升梁兩軸端與兩頂升耳板外邊應留有一定的尺寸富余量，即頂升梁兩軸端之間的距離等于兩頂升耳板外邊尺寸 +40～50mm。頂升梁兩軸端之間的距離過短，當頂升過程中頂升梁不平穩(wěn)運動即偏向頂升時，頂升軸易從頂升耳板弧槽中滑脫出來，導致頂升單邊受力，使整個塔機傾翻倒塌，造成機毀人亡的嚴重事故，這是塔機必須避免的。這樣的事故就曾發(fā)生過，因此要引起特別的

12、重視。 </p><p><b>　　四、注意事項 </b></p><p>　　1．頂升前頂升橫梁軸落入頂升耳板弧槽內(nèi)時要盡量使頂升橫梁軸的中心線與頂升耳板的厚度方向的中心線重合，防止偏心太多頂升過程中頂升軸從頂升耳板弧槽中偏滑脫出。 </p><p>　　2．頂升重心的計算也相當重要，要是計算重心位置與實際位置相差太多，會使頂升時發(fā)生嚴重的

13、偏斜，輕者導向滾輪和塔身很快磨損，重者甚至會導致塔機傾翻的嚴重事故。 </p><p>　　五、頂升油缸的選型計算 </p><p>　　頂升油缸的大小直接影響油缸的工作能力，也影響塔機的頂升、進節(jié)能否進行。頂升過程是在高空中完成作業(yè)的，所以選取油缸時，必須要有足夠的安全系數(shù)。頂升一般采取低壓油缸，工作壓力在16～21MPa。以下為油缸的計算步驟： </p><p>

14、;　　現(xiàn)設塔機上部頂升重量（包含配重量）為G噸（即G×10000N）； </p><p>　　油缸橫截面上產(chǎn)生的推力為F N；（見圖5） </p><p>　　又F=P.S= Pπ(D-d)/4 P=16～21Mpa (N/mm) </p><p>　　要使所選油缸產(chǎn)生的推力能完成頂升過程，則必須F＞G， </p><p>　　即P

15、 πD/4＞G </p><p>　　可推出D＞=（mm） </p><p>　　油缸的壁厚和活塞桿的直徑d要根據(jù)所選擇的材料校核 </p><p>　　圖5油缸直徑示意圖 </p><p>　　其強度，一般取安全系數(shù)K。 </p><p>　　液壓油缸運動速度的計算：V== </p><p>

16、　　P——油缸產(chǎn)生的壓強Mpa（N/mm）；G——塔機頂升部分重量t （10000N） </p><p>　　D——油缸內(nèi)徑（mm）；V——液壓缸活塞推出速度（m/s）；Q——流量（m/s） </p><p>　　K——安全系數(shù)（一般取1.5～3，按計算精度和實際沖擊載荷的大小來確定） </p><p>　　以上計算只是概略計算，要得到精確的計算結果還得考慮到背壓力

17、、密封摩擦力、運動部件的慣性力、外部摩擦力以及其它影響液壓缸機械效率和容積效率的因素。 </p><p>　　油缸需要配備必要的緩沖減震裝置，防止在頂升過程中由于電機或者其他設備震動而引起頂升油缸的不穩(wěn)定動作，給整臺設備的安全埋下隱患。 </p><p>　　綜上所述，塔機的頂升安全非常重要。在設計塔機各部分時應縱觀全局、綜合考慮，將安全放在第一位，同時結合考慮成本，以達到最好的效益。 &

18、lt;/p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 起重機設計手冊．中國鐵道出版社，1997 </p><p>　　[2] 中華人民共和國國家標準鋼結構設計規(guī)范．中國計劃出版社，2003 </p><p>　　[3] 機械設計手冊．化學工業(yè)出版社，2001 </p><p&g