1、塔式起重机基础理论知识Page 2课程目标本课程主要是对塔式起重机基础理论知识做初步的介绍，使初学者对塔式起重机的结构组成、重要部件有简单的认知。目 录01 塔式起重机概况02 塔式起重机构造 塔机基础 塔机钢结构 塔机驱动系统 塔机安全保护系统 塔机辅助装置 塔机分类 塔机技术标准塔式起重机概况01Page 4Page 5塔式起重机概况塔机分类锤头系列塔机平头系列塔机动臂系列塔机Page 6塔式起重机概况塔式起重机技术标准标准：1、GB/T 5031-2008 塔式起重机2、GB/T 5144-2006 塔式起重机安全规程3、GB/T13752-2017 塔式起重机设计规范4、JG/T503
2、7-93 塔式起重机分类5、GB/T3811-2008 起重机设计规范Page 7塔式起重机概况中联明星塔机行走式塔机附着式塔机TC5010-4T2850LH800-63D5200-240TCR6055-32塔式起重机构造02Page 8Page 9塔式起重机构造塔式起重机塔机基础钢结构驱动系统安全保护系统电气控制系统辅助装置不可或缺锦上贴花注：电气控制系统有单独的课件做介绍，本课件不做累述。塔 机 基 础02-1Page 10Page 11塔机基础基础分类 塔机基础是塔机的根基，是保证塔机安全使用的前提。基础可分为两大类：一类是固定式基础，一类是行走轨道基础。固定基础由混凝土、钢筋和与塔身连
3、接的连接件组成。Page 12塔机基础固定式基础预埋螺栓固定式基础 序号序号名名 称称1地脚螺栓2垫板3螺母4垫圈5接地线6接地杆7螺栓8弹簧垫圈9螺母注意：固定式塔机的防雷保护，接地杆不要与建筑物基础的金属加固件连接。接地电阻、不得大于4欧姆。(1)横截面积不小于16mm2的绝缘铜电缆；(2)接地件至少插入地面以下1.5m。序号序号名称名称1固定支腿2接地线3接地杆4螺栓5弹簧垫圈6螺母预埋支腿固定式基础 注意：1 固定支腿只能使用一次，不许从基础中挖出来重新使用。2固定支腿受力最大，固定支腿是塔机最重要的受力部件之一，无论何种情况均应采用本公司提供的固定支腿，否则一切后果自负。Page 1
4、3塔机基础固定式基础底架固定式基础Page 14塔机基础固定式基础最常采用的固定式基础混凝土块式基础固定基础上的受力示意图Fv 垂直力Fh 水平力T 扭矩M 弯矩保证基础的安全基础混凝土强度（C35）基础地耐力满足要求基础稳定性满足要求Page 15塔机基础基础稳定性可按下式核算基础地耐力可按下式核算混凝土块式基础计算用户可按公司标准基础图选择基础块尺寸，或根据基础图中的塔机载荷按下式自行核算设计基础。固定式基础Page 16塔机基础固定式基础 混凝土块式基础范围内地耐力应一致，不允许某一角、某一边地耐力达不到要求。注意事项：基础块上一般不宜堆码重物（堆码重物会导致地基承受的垂直力增加），以免
5、增加地耐力的要求。对于正在使用的塔机基础要注意维护和有效管理，做好排水。特别对基础所在位置地下水位高，持力层在地下水位线以下时，如果长期受交变载荷作用，地耐力会明显降低，基础将失去稳定。基础钢筋、混凝土部分都由用户自行购买制作，公司提供基础图。地耐力严禁超过地面的最大许用压应力！轨道基础随机型不同而不同，轨距和轮压是设计行走轨道基础的主要依据。常用的轨道基础是采用铁路轨基布置的。当地耐力不够时可采用加密轨枕、用组合梁（砼梁、钢梁）等作为轨基。行走轨道一般采用铁路钢轨。行走基础一般都由用户自行购买轨道铺设，公司提供轨道基础图纸。Page 17塔机基础行走轨道基础轨枕行走轨道连接附件轨枕式行走轨道
6、基础混凝土梁式行走轨道基础钢梁式行走轨道基础Page 18塔机基础行走轨道基础行走轨道基础总体布置示意图行走轨道基础端部保护装置行走轨道基础限位保护装置Page 19塔机基础其他形式基础 立塔点基础地耐力较小时可采取加大基础块尺寸或采用桩-承台基础方案。根据用户需要可设计混凝土桩+钢格构桩+承台复合基础。注意：采用桩基础时可由用户根据塔机基础载荷自行设计或由用户提供立塔 点基础地质勘测报告给研究院进行设计。Page 20塔机基础基础注意事项无论是行走轨道基础还是固定基础都要求按基础图要求进行接地。无论是行走轨道基础还是固定基础都要求按基础图要求进行接地。基础接地 基础是依据塔机载荷大小与立塔点
7、地耐力大小而设计的，当基础点地耐力或基础块尺寸达不到标 准基础图中要求时，用户需根据基础图中载荷自行设计或咨询公司研究院进行设计。基础一般是由用户按照所提供的基础图在施工现场制作完成。Page 21塔机基础基础注意事项塔机与建筑物之间的安全距离首先应满足安、拆塔要求，其次应满足当地的法律法规要求。塔机与建筑物之间的安全距离首先应满足安、拆塔要求，其次应满足当地的法律法规要求。在确定基础位置时必须考虑以下几个问题：基础地耐力的要求。按地耐力大小选择合适的基础块尺寸和基础形式。塔机附着的问题。应考虑合适的附着位置，避免立塔后不好附着。塔机安装拆卸的问题。考虑塔机与建筑物之间的距离，方便安、拆。下一
8、节：钢结构 钢 结 构02-2Page 22Page 23钢结构1.平衡臂 2.平衡臂拉杆 3.塔顶 4.障碍灯5.变幅机构 6.起重臂拉杆 7.起重臂 8.吊钩组 9.载重小车 10.起升机构 11.回转塔身 12.回转机构 13.顶升机构 14.爬升架 15.起重量限制器 16.司机室 17.上支座 18.回转支承 19.下支座 20.标准节 21.固定基节 22.固定基础 23.附着架 24.行走底架 25.被动台车 26.电缆卷筒 27.主动台车Page 24钢结构塔身整体式塔身节片式塔身节杆式塔身节 鱼尾板整体式标准节 连接套式整体标准节 塔身 鱼尾板式 榫头式杆式塔身节Page 2
9、5钢结构中联塔身特点 塔身系列丰富、齐全u 有鱼尾板式、榫头式、连接套式多种连接方式u 塔身节截面从1.2m 6.5mu 有整体式、片式、杆式多种结构形式 可满足各种用户的不同需求 充分考虑了塔身节运输的问题Page 26钢结构上、下支座与回转支承连接的高强螺栓司机室平台平台栏杆与回转塔身连接支腿安装回转机构位置Page 27钢结构上、下支座下支座与爬升架连接支腿下支座与塔身节连接支腿回转支承回转机构上支座下支座Page 28钢结构回转塔身u回转塔身，下端与上支座相连，上端与塔顶相连，上部分别有用于安装起重臂和平衡臂的耳板。在回转塔身的横梁上安装有起重量限制器，用以限制起重量。塔顶司机室平衡臂
10、起重臂上支座Page 29钢结构塔顶安装起重臂拉杆用滑轮工作平台，通过螺栓与塔顶连接带有护圈的爬梯塔顶为四棱锥形结构此处焊接有力矩限制器与起重臂拉杆及平衡臂拉杆连接的耳板，采用销轴连接下端与回转塔身采用销轴连接Page 30钢结构起重臂 起重臂是塔机完成水平输送的重要支撑件 起重臂由若干相同长度或不同长度的臂节组成 起重臂采用双吊点、变截面空间桁架结构。通过这两点用起重臂拉杆与塔顶连接 起重臂一般为三角形截面，下弦杆为尖角方钢管（方钢管）或两个角钢拼焊成的方管，上弦杆为方钢管，斜腹杆为无缝圆钢管。第一节根部与回转塔身用销轴连接。Page 31钢结构起重臂拉杆长拉杆短拉杆标准锤头式塔机都是采用双
11、拉杆；平头式塔机没有起重臂拉杆。Page 32钢结构平衡臂电控柜起升机构平衡重Page 33钢结构附着装置附着撑杆附着框附着框之间通过螺栓连接标准节附着撑杆长度调节螺杆 附着装置的三种常见布置型式Page 34钢结构附着装置u 建筑物附着处的受力情况u 满足塔机附着间距的要求u 附着架以上塔机悬高的极限值u 附着位置与说明书的要求不符时必须与公司联系，进行非标设计计算，出具非标附着方案Page 35钢结构司机室司机室为薄板结构，侧置于上支座右侧平台的前端，用销轴连接，四周均有大面积的玻璃窗，前上窗可以开启，视野开阔。司机室内壁用宝丽板装饰，美观舒适，内设有驾驶室电控箱和联动操纵台。也可应用户要
12、求加装空调。下一节：驱动系统 驱 动 系 统02-3Page 36Page 37驱动系统驱动系统组成驱动系统是塔机所有动作的执行者，按其功能分为起升驱动系统、回转驱动系统、变幅驱动系统、行走机构驱动系统、顶升驱动系统。变幅驱动回转驱动顶升驱动 行走驱动起升驱动Page 38驱动系统起升驱动系统 起升驱动系统的功能是与变幅驱动系统共同完成重物在垂直面内吊运。起升驱动系统由起升机构、绳轮系统、吊 钩等组成 起升机构有两种布置型式 型L型价格 低价格 相对高容绳量受到减速机的影响结构紧凑主要用于容绳量不大的塔机配置容绳量不受减速机的影响占的空间大主要用于大容绳量的塔机配置Page 39驱动系统起升驱
13、动系统变频调速：改变电压的频率实现速度调节；双速绕线电机调速：通过电机转子串接电阻的切换，改变电机的输出转速实现速度调节；多极电机调速：通过接触器直接改变电机转速。中联塔机都是通过改变电机的输出转速，达到起升机构多档变速中联塔机都是通过改变电机的输出转速，达到起升机构多档变速的目的。回转、变幅、行走驱动都是如此。顶升驱动系统除外。的目的。回转、变幅、行走驱动都是如此。顶升驱动系统除外。u起升机构的调速方式有三种变频电机双速绕线电机多级电机冲击小冲击次之冲击较大各档速度可长时间运行低速不能长时间运行低速长时间运行电机发热，建议不长时间运行。相对成本高相对成本居中相对成本低可实现无级变速只能有级变
14、速只能有级变速Page 40驱动系统起升驱动系统起升电机起升机构安装底架起升卷筒起升高度限位器起升减速机起升制动器起升机构构造起升机构构造起升绕绳起升绕绳目前目前32t及以上均配置第二制动器。及以上均配置第二制动器。Page 41驱动系统起升驱动系统吊钩型式 Page 42驱动系统变幅驱动系统 变幅驱动系统的功能是与回转驱动系统共同完成重物在水平面内的吊运。变幅驱动系统由变幅机构、绳轮系统、载重小车等组成 变幅机构的调速方式有两种变频调速：改变电压的频率实现速度调节；有级电机调速：通过接触器直接改变电机转速。变幅电机幅度限位器变幅卷筒变幅机构安装座，一般用螺栓安装在起重臂上Page 43驱动系
15、统变幅驱动系统变幅机构的构造1-电机 2-幅度限位器 3-减速机 4-卷筒 变幅驱动系统的绕绳Page 44驱动系统变幅驱动系统小车架行走滚轮侧滚轮防断轴板起升滑轮吊篮防断绳装置 载重小车单小车：单小车：最大最大起重量起重量12t及以下塔机及以下塔机用；用；双小车：双小车：最大最大起重量起重量16t、20t、25t、42t、80t、120t、240t塔机塔机用；用；三小车三小车：最大最大起重量起重量63t塔机塔机用。用。Page 45驱动系统回转驱动系统 回转驱动系统的功能是与变幅驱动系统共同完成重物在圆周内的吊运。回转驱动系统由回转机构、回转支承等组成回转机构安装在上支座上，与安装在上下支座
16、之间回转支承通过齿啮合，实现回转的驱动。回转支承回转机构Page 46驱动系统回转驱动系统变频调速：改变电压的频率实现速度调节绕线电机：电机转子串接电阻的切换改变电机转速 电压调速：改变输入力矩电机的电压改变速度回转机构的调速方式有三种调速方式的比较调速方式的比较变频调速绕线电机电压调速冲击小冲击次之冲击较大各挡速度可长时间运行低速不能长时间运行低速长时间运行电机发热，建议不长时间运行。成本高成本中成本低可实现无级变速只能有级变速只能有级变速Page 47驱动系统行走驱动系统 行走驱动系统的组成 u 由底架、压重、轨道基础、行走台车及供电装置组成 u 不配置行走台车及供电装置，即变成为底架固定
17、式塔机 行走机构均采用变频调速平衡梁台车架夹轨钳与行走底架连接板减速机行走电机行走轮Page 48驱动系统行走驱动系统u 供电装置是给行走塔机提供电力的装置，由电缆卷筒及安装支架 组成u 配置M型电缆卷筒M型电缆卷筒 Page 49驱动系统顶升驱动系统u 顶升系统由爬升架和顶升机构组成 u 爬升架套装在塔身上，上部与下支座相连，负责完成塔机的顶升。上层平台爬升架结构下层平台引进平台爬升架液压泵站Page 50驱动系统顶升驱动系统u 顶升机构由泵站、油缸和顶升梁组成 顶升原理Page 51驱动系统顶升驱动系统 顶升原理（以TC5010-4顶升为例）u 将一节标准节吊至顶升爬升架引进横梁的正上方，
18、在标准节下端装上四只引进滚轮，缓慢落下吊钩，使装在标准节上的引进滚轮比较合适地落在引进平台上，然后摘下吊钩。u 再吊一节标准节，将载重小车开至顶升平衡位置。u 使用回转机构上的回转制动器，将塔机上部机构处于回转制动状态，不允许有回转运动。u 卸下塔身顶部与下支座连接的8个高强度螺栓。u 开动液压顶升系统，使油缸活塞杆伸出（步骤），将顶升横梁两端的销轴放入距顶升横梁最近的塔身节踏步的圆弧槽内并顶紧（步骤）。注：要设专人负责观察，确认顶升横梁两端销轴都放在踏步圆弧槽内！Page 52驱动系统顶升驱动系统u确认正常后，将油缸活塞全部缩回，提起顶升横梁（步骤），重新使顶升横梁顶在爬爪所搁的踏步的圆弧槽
19、内（步骤）。u再次伸出油缸，将塔机上部结构再顶起略超过半个塔身节高度，此时塔身上方恰好有能装入一个塔身节的空间。将爬升架引进平台上的标准节拉进至塔身正上方（步骤），稍微缩回油缸，将新引进的标准节落在塔身顶部并对正，卸下引进滚轮。Page 53驱动系统顶升驱动系统u用8件M30-10.9高强度螺栓(每根高强螺栓须有两个螺母)将上、下标准节连接牢靠(预紧力矩1400kNm)。u再次缩回油缸，将下支座落在新的塔身顶部上（步骤），并对正。说明：为方便下支座顺利对准塔身顶部的螺栓孔，在缩回油缸之前，可在下支座四角的螺栓孔内从上往下插入四根(每角一根)导向杆。u用8件M30高强螺栓将下支座与塔身连接牢靠(
20、每根高强螺栓须有两个螺母)。至此即完成一节标准节的加节工作。若连续加几节标准节，则可按照以上步骤重复几次即可。下一节：安全保护系统 安全保护系统02-4Page 54Page 55安全保护系统安全装置安全装置塔机的安全装置是在出现意外情况或发生误操作时，为保证塔机安全而设的保护装置。安全装置分为机械保护装置和电控保护装置。机械保护装置除栏杆平台外还有变幅机构防断绳装置和载重小车防断轴装置。电控安全保护装置行程限位器载荷限制器Page 56安全保护系统变幅机构防断绳装置 工作原理Page 57安全保护系统行程限位器 起升高度限位器，回转限位器、幅度限位器和行走机构限位开关 Page 58安全保护
21、系统载荷限制器 工作原理1安装块 2弹簧板 3行程开关 4调整螺杆 5缩紧螺母下一节：辅助装置 辅助装置02-5Page 59Page 60辅助装置智能化安全监控标配：起重量、起升高度、工作幅度选配X：GPS、风速、回转角度、倾翻角度“3+X”传感器配置安全监控系统6 大功能1报警功能3多模式切换4传感器防拆5黑匣子6一键操作故障诊断2Page 61辅助装置智能化安全监控1报警功能l 起升高度超限报警l 工作幅度超限报警l 起重量超载报警l 起重力矩超载报警l 限位器异常报警l 顶升模式倾翻报警l 试验模式超载报警l 试验模式超载报警Page 62辅助装置智能化安全监控工作模式多模式切换功能 试验模式顶升模式3种模式2Page 63辅助装置智能化安全监控传感器防拆功能3声光报警Page 64辅助装置智能化安全监控记录塔机关键信息，提供事故分析依据黑匣子功能4Page 65辅助装置智能化安全监控一键操作5按一次按钮可以完成一连串设定的动作故障诊断6 6对塔机关键故障点实时诊断和报警功能Page 66辅助装置智能化安全监控Page 67辅助装置智能化安全监控在吊钩冲顶、钢丝绳断裂时吊钩不坠落获得国家发明专利Page 68辅助装置智能化安全监控自动换倍率除尘、降温四倍率二倍率Page 69辅助装置一键润滑一键润滑系统
