浅谈塔式起重机制造方面的技术改进及应用

　　摘 要：随着我国国民经济的快速发展，也掀起了建筑行业的新高峰，也给我国塔式起重机行业带来了新的挑战和机遇。从塔机的技术发展方面来看，虽然新的产品层出不穷，新产品在生产效能、操作简便、保养容易和运行可靠方面均有提高，但是塔机的技术并无根本性的改变。塔机的研究正朝着组合式发展。所谓的组合式，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔身分解成若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理再将各部分划分成若干模块。由于社会稳定，建筑业的发展前景很好，作为建筑业主要的运输机械，塔机市场将会长期保持良好的状态，同时随着人类文明的不断进步，人们越来越珍惜生命和健康，也会越来越认识到安全的重要性在未来的几十年内，人们将会通过高科技新技术，新材料等在塔机中得到广泛的应用摇拉装置也会得到普及，电子技术和计算机技术也会进一步介入，因此高性能高可靠性，操作简便的塔机新品种会层出不穷，塔式起重机的本质安全也会很大的提高。

　　关键词：塔式起重机,变频器,安全性能,回转机构,发展

　　塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。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。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载 (T)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。

　　我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步,相对于中西欧国家由于建筑业疲软造成的塔机业的不景气, 我国的塔机业正处于一个迅速的发展时期。

　　随着我国国民经济的快速发展，也掀起了建筑行业的新高峰，也给我国塔式起重机行业带来了新的挑战和机遇。从塔机的技术发展方面来看，虽然新的产品层出不穷，新产品在生产效能、操作简便、保养容易和运行可靠方面均有提高，但是塔机的技术并无根本性的改变。塔机的研究正朝着组合式发展。所谓的组合式，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔身分解成若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理再将各部分划分成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特征的塔机，以满足施工的具体需求。推行组合式的塔机有助于加快塔机产品开发进度，节省产品开发费用，并能更好的为客户服务。并且要想使我国国产塔式起重机得到长足的发展，必须要增加其制造方面的技术改进及应用，淘汰故障率高，可靠性较差，质量不高的产品。

　　因此改进塔式起重机的生产现状势在必行。就目前形势来看需要发展生产臂较长，起重量大的塔式起重机并采用井式结构塔身和回转内塔身，开发自升式塔机使回转以下部分可通用，提高塔机在重机综合性能上的力量。就此浅谈一下以下三方面塔机的技术改进和应用。

　　(一)变频器在塔式起重机起升机构的作用要进一步改进：

　　起升机构是塔式起重机最重要的传动机构,目前传统调速方式下要求重载低速,轻载高速,调速范围大;起升机构调速方式的优劣直接影响整机性能｡起升机构调速方式选择原则有三个:首先要平稳,冲击小;其次要经济和可靠,符合国情;三是要便于维修｡变频调速是当今最先进的交流调速方式｡随着国际变频器价格的逐步下降,变频调速技术应用越来越广泛｡国内塔机起升机构的应用已多年,效果良好,但使用面不广｡它的优点是慢就位速度可长时间运行,实现零速制动,运行平稳无冲击,能延长结构和传动件的寿命,对钢丝绳排绳和寿命大有裨益,同时提高了塔机的安全性｡但其在起升机构使用面很窄,一是进口变频器仍然较贵,国产变频器不过关;二是变频器一旦出了问题,一般修不了,大多只能换新;变频调速由于成本高,一般中小吨位起升机构应用少,大吨位则较多。变频器在塔式起重机起升机构的进一步完善中，塔式起重机在起升机构中应用变频技术以日本安川变频器为主,主要应用于中大塔机,同时4绳最大起重量小于等于6T的小中型塔机竞争激烈,成本控制严格,所以变频器应用极少｡随着电力电子技术的发展,国产变频器技术日益成熟,价格优势明显,应用于中小塔机已经成为可能｡

　　(二)塔式起重机回转机构的要改进:

　　对回转传动机构断轴，齿轮齿圈打碎的分析，如BPR塔式起重机，性能确实很好，此塔吊回转机构的原设计是一个单面驱动装置，经过多年运转开始断轴，行星减速机齿轮、齿圈打碎的现象发生了，在外单位加工齿轮、齿圈和轴之后，进行组装调试，回转减速机运转不到3个月齿轮、齿圈又开始打碎，行星减速机齿轮、齿圈一年之内已打碎3次，轴断3次，每次加工齿轮、齿圈和轴加工费都在万元以上，一年下来加工费就要3万元以上，给机施公司和施工单位带来严重的经济损失。分析电器调速系统后发现是因为陀螺仪已经损坏，进口一个陀螺仪需要好几万元，国内维修的陀螺仪，用不了一天就会损坏，陀螺仪的作用相当于一个测速发电机，是用来控制回转速度的装置，它能使行星减速传动系统不受冲击，使行星齿轮平均分担载荷。由于电器调速系统不能正常工作，使回转减速机长期受过载的冲击，造成回转行星减速机打齿的现象，这是原因之一;另一个原因是减速机构的座孔出现变形，由圆型变成了椭圆形，减速机在椭圆孔内，来回摆动，使减速机及其输出轴受到一个很大的弯矩，减速机输出轴在2～3个月内，就会损坏。经常造成停机修理，而且每次停机时间较长。要想从根本上解决BPR回转机构的机械故障，就必须选择新的调速方法和减速机传动机构。必须彻底改变BPR回转原有的单面驱动形式，因为回转机构上箱体减速机上下座孔的同心度已经改变导致无法修复，单边驱动的电机调速问题和陀螺仪问题在国内无法解决。经过市场调研和技术论证，参照四川建筑机械厂生产的C7050型塔式起重机的回转机构形式，将单边驱动改为双边驱动，以下是两种塔式起重机回转机构的技术参数对比。

　　通过对比后确认，C7050型塔式起重机的回转机构完全可以替换BPR塔式起重机的回转机构，此次改造的最大困难是BPR回转机构是单边驱动机构，所以回转齿圈模数比较大，模数为16，新机构是双边驱动机构，齿圈模数为12，在选用新齿圈后，减速机与齿圈啮合的中心距全部改变了。为了保证新减速机能够与大齿圈争取啮合必须在回转支承上箱体的上下座孔重新开孔，技术人员提出将上箱体整体封板更换，减速机座孔只手挤压力，完全可以用一块圆形钢板将上下封板旧孔封死，在新钢板上开一个偏心孔，就可以解决问题。上下偏心孔要保持同心度，加工要精确，同心度偏差为0.01mm。经过论证，技术部门同意了我的建议。这样，节约大量的技术改造资金和复杂的整体改装变形问题。上下封板的问题解决了，下面是关于封板在焊接中的变形问题。解决的方案是用钢板在上箱体与上下封板作固定支撑，防止焊接变形，用502焊条进行分段焊接，焊前要对圆形钢板开坡口角度为45°，这样可将钢板焊透，保持结构整体强度。在焊接当中，防止焊肉有加渣、气泡、咬肉现象，要保持整体的焊接质量不出问题，这样就解决了焊接中变形，强度等问题。

　　(三)塔式起重机的安全性能的要提升

　　塔式起重机是现代建筑施工中不可或缺的设备,它对提高建筑施工的效率,降低工人劳动强度起着非常重要的作用。然而塔机又是一种涉及人身安全的特种设备,其制造质量以及安装使用、维护保养等问题直接关系到人的生命安全,应引起生产厂家、使用单位和各有关部门的高度重视,采取各种措施,确保塔机在施工使用中的安全。笔者结合多年的施工安全经验,向大家介绍两个改进塔机安全使用性能的措施：

　　一、提高塔机标准节连接螺栓使用寿命的改进措施。塔机使用过程中,标准节连接螺栓经常因诱蚀而造成失效,甚至断裂,给塔机使用带来不安全因素。其主要原因在于标准节连接套与螺栓杆上螺母形成一个下端封闭的容器,雨水贮存在里面使得螺杆螺纹部分浸泡在带酸性的雨水里而发生诱蚀。针对这一情况,我们建议塔机生产厂家及使用者在连接套下端开一个小槽,即叫把雨水及时排除。问题也就迎刃而解。

　　二、塔机平衡臂游动滑轮随动系统防跳槽装置。塔式起重机平衡臂游动滑轮钢丝绳跳槽是塔机常见的故障之一。

　　近年来工伤事故统计资料表明，在整个施工过程中，电对人体的伤害事故与其他几种事故如高空坠落、物体打击、机械伤害等相比，呈上升趋势。塔式起重机作为施工中的垂直运输设备，运用十分普遍。在用电上与其他施工机具相比其特点是：多电动机驱动，用电量大;功能多电气控制元件也多;电气线路复杂;作业中与之相关的人员面广，因而发生用电事故的可能性很大。另外，塔式起重机在工地上高耸蓝天，易受雷电袭击。因此，加强管理，采取有效的用电安全技术措施，保证塔式起重机的用电安全，防止雷电袭击是面临的重要课题。为提高司机的安全性、适用性，新标准对改善人机作业环境、增加耐环境条件作了很多修改和补充。其中对司机室的设计和制造增加新的要求。司机室门、窗玻璃应使用钢化玻璃或夹层玻璃。司机室正面玻璃应设有雨刷器。可移动的司机室应设有锁止装置。司机室内应配备符合消防要求的灭火器。对于安置在塔机下部的操作台，在其上方应设有顶棚，顶棚承压试验应满足。司机室应通风、保暖和防雨;内壁应设有防火材料;地板应铺设绝缘层。当司机室内温度低于5℃时，应装设非明火取暖装置;当司机室内温度高于35℃时，应装设防暑通风装置。司机室的落地窗应设有防护栏杆。针对一些设计和制造商以蜗轮蜗杆减速器当作“具有同等制动功能装置”的习惯理解和做法，明确规定蜗轮蜗杆减速器自锁装置不能代替制动器。

　　由于社会稳定，建筑业的发展前景很好，作为建筑业主要的运输机械，塔机市场将会长期保持良好的状态，同时随着人类文明的不断进步，人们越来越珍惜生命和健康，也会越来越认识到安全的重要性在未来的几十年内，人们将会通过高科技新技术，新材料等在塔机中得到广泛的应用摇拉装置也会得到普及，电子技术和计算机技术也会进一步介入，因此高性能高可靠性，操作简便的塔机新品种会层出不穷，塔式起重机的本质安全也会很大的提高。

　　参考文献：

　　1. 《百度百科》

　　2.《建筑机械技术与管理》

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文章名称： 浅谈塔式起重机制造方面的技术改进及应用

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