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第一節(jié)、塔式起重機(jī)的類型和特點(diǎn)
一、按有無(wú)行走機(jī)構(gòu)可分為移動(dòng)式塔式起重機(jī)和固定式起重機(jī)。
移動(dòng)式塔式起重機(jī)根據(jù)行走裝置的不同又可分為軌道式、輪胎式、汽車(chē)式、履帶式四種。軌道式塔式起重機(jī)塔身固定于行走底架上，可在專設(shè)的軌道上運(yùn)行，穩(wěn)定性好，能帶負(fù)荷行走，工作效率高，因而廣泛應(yīng)用于建筑安裝工程。輪胎式、汽車(chē)式和履帶式塔式起重機(jī)無(wú)軌道裝置，移動(dòng)方便，但不能帶負(fù)荷行走、穩(wěn)定性較差，目前已很少生產(chǎn)。
固定式塔式起重機(jī)根據(jù)裝設(shè)位置的不同，又分為附著自升式和內(nèi)爬式兩種，附著自升塔式起重機(jī)能隨建筑物升高而升高，適用于高層建筑，建筑結(jié)構(gòu)僅承受由起重機(jī)傳來(lái)的水平載荷，附著方便，但占用結(jié)構(gòu)用鋼多；內(nèi)爬式起重機(jī)在建筑物內(nèi)部（電梯井、樓梯間），借助一套托架和提升系統(tǒng)進(jìn)行爬升，頂升較繁瑣，但占用結(jié)構(gòu)用鋼少，不需要裝設(shè)基礎(chǔ)，全部自重及載荷均由建筑物承受。
二、按起重臂的構(gòu)造特點(diǎn)可分為俯仰變幅起重臂（動(dòng)臂）和小車(chē)變幅起重臂（平臂）塔式起重機(jī)。
俯仰變幅起重臂塔式起重機(jī)是靠起重臂升降未實(shí)現(xiàn)變幅的，其優(yōu)點(diǎn)是：能充分發(fā)揮起重臂的有效高度，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是最小幅度被限制在最大幅度的30%左右，不能完全靠近塔身，變幅時(shí)負(fù)荷隨起重臂一起升降，不能帶負(fù)荷變幅。
小車(chē)變幅起重臂塔式起重機(jī)是靠水平起重臂軌道上安裝的小車(chē)行走實(shí)現(xiàn)變幅的，其優(yōu)點(diǎn)是：變幅范圍大，載重小車(chē)可駛近塔身，能帶負(fù)荷變幅，缺點(diǎn)是：起重臂受力情況復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)要求高，且起重臂和小車(chē)必須處于建筑物上部，塔尖安裝高度比建筑物屋面要高出15-20米。
三、按塔身結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)方式可分為下回轉(zhuǎn)（塔身回轉(zhuǎn)）和上回轉(zhuǎn)（塔身不回轉(zhuǎn)）塔式起重機(jī)。
下回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)將回轉(zhuǎn)支承、平衡重主要機(jī)構(gòu)等均設(shè)置在下端，其優(yōu)點(diǎn)是：塔式所受彎矩較少，重心低，穩(wěn)定性好，安裝維修方便，缺點(diǎn)是對(duì)回轉(zhuǎn)支承要求較高，安裝高度受到限制。
上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)將回轉(zhuǎn)支承，平衡重，主要機(jī)構(gòu)均設(shè)置在上端，其優(yōu)點(diǎn)是由于塔身不回轉(zhuǎn)，可簡(jiǎn)化塔身下部結(jié)構(gòu)、頂升加節(jié)方便。缺點(diǎn)是：當(dāng)建筑物超過(guò)塔身高度時(shí)，由于平衡臂的影響，限制起重機(jī)的回轉(zhuǎn)，同時(shí)重心較高，風(fēng)壓增大，壓重增加，使整機(jī)總重量增加。
四、按起重機(jī)安裝方式不同，可分為能進(jìn)行折疊運(yùn)輸，自行整體架設(shè)的快速安裝塔式起重機(jī)和需借助輔機(jī)進(jìn)行組拼和拆裝的塔式起重機(jī)。
能自行架設(shè)的快裝式塔機(jī)都屬于中小型下回轉(zhuǎn)塔機(jī)，主要用于工期短，要求頻繁移動(dòng)的低層建筑上，主要優(yōu)點(diǎn)是能提高工作效率，節(jié)省安裝成本，省時(shí)省工省料，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修量大。
需經(jīng)輔機(jī)拆裝的塔式起重機(jī)，主要用于中高層建筑及工作幅度大，起重量大的場(chǎng)所，是目前建筑工地上的主要機(jī)種。
五、按有無(wú)塔尖的結(jié)構(gòu)可分為平頭塔式起重機(jī)和尖頭塔式起重機(jī)。
平頭塔式起重機(jī)是最近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型塔式起重機(jī)，其特點(diǎn)是在原自升式塔機(jī)的結(jié)構(gòu)上取消了塔尖及其前后拉桿部分，增強(qiáng)了大臂和平衡臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，大臂和平衡臂直接相連，其優(yōu)點(diǎn)是：1、整機(jī)體積小，安裝便捷安全，降低運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)成本；2、起重臂耐受性能好，受力均勻一致，對(duì)結(jié)構(gòu)及連接部分損壞?。?、部件設(shè)計(jì)可標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、互換性強(qiáng)，減少設(shè)備閑置，提高投資效益，其缺點(diǎn)是在同類型塔機(jī)中平頭塔機(jī)價(jià)格稍高。
第二節(jié) 塔式起重機(jī)的性能參數(shù)
塔式起重機(jī)的技術(shù)性能是用各種參數(shù)表示的，其主要參數(shù)包括幅度、起重量、起重力矩、自由高度、最大高度等；其一般參數(shù)包括：各種速度、結(jié)構(gòu)重量、尺寸、尾部尺寸及軌距軸距等，下面分別簡(jiǎn)述：
一、幅度是從塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心線至吊鉤中心線的水平距離，通常稱為回轉(zhuǎn)半徑式工作半徑。對(duì)于俯仰變幅的起重臂，其俯仰的與水平的夾角在13度-65度之間，因此變幅范圍較小，而小車(chē)變幅的起重臂始終是水平的，變幅的范圍較大，因此小車(chē)變幅的起重機(jī)在工作幅度上有優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于俯仰變幅起重機(jī)的實(shí)際吊鉤幅度一般是將吊鉤放至地面，然后用卷尺測(cè)量塔機(jī)中心到吊鉤的水平限高；對(duì)于小車(chē)變幅起重機(jī)的實(shí)際吊鉤幅度可以將其在大臂上每節(jié)的長(zhǎng)度相加再加上塔機(jī)中心至大臂根部的長(zhǎng)度即可算出實(shí)際吊鉤的幅度。
二、起重量
起重量是吊鉤能吊起的重量，其中包括吊索、吊具及容器的重量，起重量因幅度的改變而改變，因此每臺(tái)起重機(jī)都有自己本身的起重量與起重幅度的對(duì)應(yīng)表，俗稱工作曲線表。
起重量包括兩個(gè)參數(shù)：即最大起重量及最大幅度起重量。
最大起重量由起重機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)確定，主要包括其鋼絲繩、吊鉤、臂架、起重機(jī)構(gòu)等。其吊點(diǎn)必須在幅度較小的位置。
最大幅度起重量除了與起重機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其傾翻力矩有關(guān)，是一個(gè)很重要的參數(shù)。
塔式起重機(jī)的起重量是隨吊鉤的滑輪組數(shù)不同而不同。一般兩繩是單繩起重量的一倍，四繩是兩繩起重量的一倍等等?？筛鶕?jù)需要而進(jìn)行變換。
為了防止塔式起重機(jī)起重超過(guò)其最大起重量，所有塔式起重機(jī)都安裝有重量限制器，有的稱測(cè)力環(huán)，重量限制器內(nèi)裝存有多個(gè)限制開(kāi)關(guān)，除了限位塔機(jī)最大額定重量外，在高速起吊和中速起吊時(shí)，也可進(jìn)行重量限制，高速時(shí)吊重最輕，中速時(shí)吊重中等，低速時(shí)吊重最重。.
三、起重力矩
起重量與相應(yīng)幅度的乘積為起重力矩，過(guò)去的計(jì)量單位為T(mén)M，現(xiàn)行的計(jì)量單位為KNM，1TM等于10KNM。
額定起重力矩量是塔式起重機(jī)工作能力的最重要參數(shù)，它是防止塔機(jī)工作時(shí)重心偏移，而發(fā)生傾翻的關(guān)鍵參數(shù)。由于不同的幅度的起重力矩不均衡，幅度漸大，力矩漸小，因此常以各點(diǎn)幅度的平均力矩作為塔機(jī)的額定力矩。
塔式起重機(jī)的起重量隨著幅度的增加而相應(yīng)遞減，因此，在各種幅度時(shí)都有額定的起重量，不同的幅度和相應(yīng)的起重量連接起來(lái)，就繪制成起重機(jī)的性能曲線圖，使操作人員一看明了不同幅度下的額定起重量，防止超載。
一般塔式起重機(jī)可以安裝幾種不同的臂長(zhǎng)，每一種臂長(zhǎng)的起重臂都有其特定的起重曲線，不過(guò)差別不大。
為了防止塔機(jī)工作時(shí)超力矩而發(fā)生安全事故，所有塔機(jī)都安裝了力矩限位器，其工作原理是當(dāng)力矩增大時(shí)，塔尖的主肢結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生彈性形變而觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，力矩限制器也裝有多個(gè)限制開(kāi)關(guān)，達(dá)到額定力矩之后，不僅起升不能動(dòng)作，小車(chē)也不能向外變幅。另外，當(dāng)達(dá)到80%額定力矩之后，小車(chē)自動(dòng)切斷高速，只能慢速向前，防止因慣性而超力矩。
四、起升高度
起升高度也稱吊鉤高度，是從塔機(jī)的混凝土基礎(chǔ)表面（或行走軌道頂面）到吊鉤的垂直距離。對(duì)小車(chē)變幅的塔式起重機(jī)，其最大起升高度是不可變的，對(duì)于俯仰變幅的塔式起重機(jī)，其起升高度隨不同幅度而變化，最小幅度時(shí)起升高度可比塔尖高幾十米，因此俯仰變幅的塔機(jī)在起升高度上有優(yōu)勢(shì)。
塔機(jī)起升高度包括兩個(gè)參數(shù)，一是塔機(jī)安裝自由高度時(shí)的起升高度，二是塔機(jī)附著時(shí)的最大起升高度，塔機(jī)在安裝自由高度時(shí)不需附著，一般塔式起重機(jī)能達(dá)到40米，能滿足小高層以下建筑的需要。
為了防止塔機(jī)吊鉤起升超高而損壞設(shè)備發(fā)生安全事故，每臺(tái)塔機(jī)上卻安裝有高度限制器，當(dāng)?shù)蹉^上升到離臂架1-2米時(shí)自動(dòng)切斷起升電源，防止吊鉤繼續(xù)上升。
五、工作速度
塔式起重機(jī)的工作速度包括：起升速度、回轉(zhuǎn)速度、變幅速度、大車(chē)行走速度等等。在起重作業(yè)中，起升速度是最重要的參數(shù)，特別是高層建筑中，提高起升速度就能提高工作效率，同時(shí)吊物就位時(shí)需要慢速，因此起升速度變化范圍大是起吊性能優(yōu)越的表現(xiàn)。
起升速度不僅與起升機(jī)構(gòu)有關(guān)，而且與吊鉤滑輪組的倍率有關(guān)，2繩的比4繩快一倍，單繩的比2繩快一倍。
在起重作業(yè)中，回轉(zhuǎn)、變幅、大車(chē)行走等，其速度都不要求過(guò)快，但必須能平穩(wěn)地起動(dòng)和制動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，變頻控制是比較理想的。
六、尾部尺寸、部件重量及外廊尺寸。
下回轉(zhuǎn)起重機(jī)的尾部尺寸是由回轉(zhuǎn)中心至轉(zhuǎn)臺(tái)尾部（包括壓重塊）的最大回轉(zhuǎn)半徑，上回轉(zhuǎn)起重機(jī)的尾部尺寸是由回轉(zhuǎn)中心線至平衡臂尾部（包括平衡塊）的最大回轉(zhuǎn)半徑。塔式起重機(jī)的尾部尺寸是影響塔機(jī)安裝拆卸以及回轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)的重要參數(shù)。
塔式起重機(jī)的各部件的重量的外廊尺寸是塔機(jī)在運(yùn)輸、吊裝拆卸時(shí)的重要參數(shù)。
第三節(jié) 塔式起重機(jī)的用電安全
一、塔式起重機(jī)的供電系統(tǒng)
塔式起重機(jī)的供電系統(tǒng)為380V、50HZ、三相四制線，中性線直接接地系統(tǒng)。
所謂三相四制就是三相為火線、代號(hào)為A相、B相、C相，他們每?jī)上嘀g的電壓為380V，稱三相電源，用于三相用電設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)等，常稱工業(yè)（動(dòng)力）用電。另外一線為中性線，代號(hào)為N，當(dāng)中心線直接接地時(shí)即為零線，代號(hào)為0。零線與每相火線之間的電壓都為220V，稱單相電源，用于單相用電設(shè)備，如照明等，常稱民用電。三相四線制的最大優(yōu)點(diǎn)就是既能提供三相供電也能同時(shí)提供單相供電，大大方便了用戶使用各種電器設(shè)備。
塔機(jī)起重機(jī)既有三相用電設(shè)備，也有單相用電設(shè)備，是一種用電量較大，組合各種用電設(shè)備的大型機(jī)械。
二、塔式起重機(jī)的接地和接零。
1、采用單一的保護(hù)接地措施不能保證安全
在三相四線制中性線直接的電網(wǎng)中，如果采用單一的接地，當(dāng)塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu)漏電時(shí)，電流經(jīng)過(guò)塔機(jī)接地地阻和中性線接地電阻回到電源，由于兩個(gè)接地地阻阻值基本相等，其分壓也基本相等，這樣塔機(jī)接地地阻上就有220V一半的電壓，由于電流不大，電壓可長(zhǎng)時(shí)間存在。如果人站在潮濕的地上身體部位接觸了漏電的塔身，就等干與塔機(jī)的接地電阻并聯(lián)承受相近的電壓，這樣就有可能有觸電危險(xiǎn)。
2、采用保護(hù)接零措施雖能起保護(hù)作用但仍有安全隱患。
在三相四線制中性線接地的電網(wǎng)中，塔機(jī)采用金屬結(jié)構(gòu)接工作零線的保護(hù)措施。當(dāng)塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu)漏電時(shí)，漏電電流直接回到零線，形成相零短路，由于線路電阻小，電流很大，很快將漏電線路上保險(xiǎn)裝置斷開(kāi)，這樣就切斷了漏電電源，起到保護(hù)作用。但是由于工作零線在用電不平衡時(shí)有電流流過(guò)，而零線上存在一定的電阻，因此零線上就能產(chǎn)生一定的電壓，當(dāng)設(shè)備的金屬外殼接零時(shí)也就產(chǎn)生了一定的電壓，同時(shí)造成了安全隱患。
綜上所述，在同一電網(wǎng)中，不允許有的設(shè)備接零，有的設(shè)備接地。因?yàn)楫?dāng)接地設(shè)備漏電時(shí)零線對(duì)地也產(chǎn)生電壓，所有接零設(shè)備就會(huì)帶電，造成更大范圍的安全隱患。
3、采用三相五線制的用電系統(tǒng)能起到較理想的保護(hù)作用。
所謂三相五線制就是在三相四線的基礎(chǔ)上，加一根專用保護(hù)零線，常稱PE線，首端與電源端的工作零線相連，中間與工作零線無(wú)任何相連，末端進(jìn)行重復(fù)接地，由于專用保護(hù)零線平時(shí)無(wú)任何電流流過(guò)，設(shè)備外殼接在保護(hù)零線上，不會(huì)產(chǎn)生任何電壓，因此能起到比較可靠的保護(hù)作用。
采用保護(hù)接零的措施必須保證設(shè)備的過(guò)載短路保護(hù)裝置的可靠性，選擇熔斷器保護(hù)時(shí)不能盲目加大保險(xiǎn)容量，以保證熔斷器的熔斷作用。
4、實(shí)行重復(fù)接地可進(jìn)行雙重保護(hù)也是防雷保護(hù)的需要
在保護(hù)接零的基礎(chǔ)上進(jìn)行重復(fù)進(jìn)行有以下作用：
A、減輕保護(hù)零線意外斷線接觸不良時(shí)接零設(shè)備上電擊的危險(xiǎn)性；
B、減輕工作零線意外斷線式接觸不良時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)的“漂移”；
C、進(jìn)一步降低故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)意外帶電設(shè)備的對(duì)地電壓。并縮短漏電故障持續(xù)時(shí)間。
D、改善防雷性能，雖然塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)及其預(yù)埋基礎(chǔ)有防雷泄流的作用，由于重復(fù)接地對(duì)雷電流起分流作用，可降低沖擊過(guò)電壓。綜上所述，在三相五線制的電網(wǎng)中，設(shè)備外殼采用保護(hù)接零加重復(fù)接地的措施定比較理想的保護(hù)措施。
5、接地裝置的要求：
A、工作接地及保護(hù)接地的接地電阻不超過(guò)4歐，重復(fù)接地及防雷接地電阻不超過(guò)10歐。
B、接地導(dǎo)線應(yīng)用黃綠專用保護(hù)線，由于兼起防雷作用，宜用Φ25MM2以上的多股銅芯線。
C、接地體不宜少于兩個(gè)，采用鋼管Φ33-Φ45mm，角鐵40-60mm，長(zhǎng)2米以上，鍍鋅防銹，垂直埋設(shè)，上端入地0.5米。
D、導(dǎo)線與接地體的連接必須牢靠，采用焊接或壓接。
三、塔式起重機(jī)的供電及導(dǎo)線
1、塔式起重機(jī)的供用電容量
塔式起重機(jī)的裝機(jī)容量為塔機(jī)上所有用電設(shè)備容量的總和，而塔式起重機(jī)的供電容量為塔機(jī)上同時(shí)運(yùn)行的各用電設(shè)備的總和，由于塔機(jī)上一般同時(shí)運(yùn)行的設(shè)備只有起升、回轉(zhuǎn)行走三大機(jī)構(gòu)，所有將這三大機(jī)構(gòu)用電量相加即為塔機(jī)的總用電量。
由于電源變壓器至塔機(jī)之間一般都有一定的距離，而塔機(jī)的電纜線也有一定的長(zhǎng)度，因此存在一定的線路壓降，且塔機(jī)工作時(shí)頻繁的起制動(dòng)，尖峰電流經(jīng)常出現(xiàn)，因而供電應(yīng)考慮到尖峰時(shí)塔機(jī)內(nèi)外部壓降之和為5-10%,所以為塔機(jī)供電的變壓器的容量應(yīng)大于塔機(jī)用電量的一倍以上，若有其他大用單設(shè)備，變壓器的容量需另計(jì)算?，F(xiàn)將常用塔機(jī)的供電情況列表如下：
項(xiàng)目\設(shè)備型號(hào) TC5610（63TM） C5015(80TM) F023B(120TM)
起升 24KW 33 KW 51.5 KW
回轉(zhuǎn) 3.7 KW 6 KW 8.8 KW
行走 3.3 KW 4.4 KW 4.4 KW
總用電量 31 KW 43.4 KW 64.7 KW
變壓器容量 ＞70KVA ＞90KVA ＞140KVA
2、供電線路的導(dǎo)線選擇
目前在工地上多用架空線、鉛線居多，由于用電負(fù)荷大，線路壓降大，對(duì)塔機(jī)的安全運(yùn)行造成影響，在此情況下，塔機(jī)等大型設(shè)備宜采用專線供電。
由于一般導(dǎo)線運(yùn)行的最高溫度不超過(guò)60°C至70°C，否則導(dǎo)線的絕緣就會(huì)損壞和老化，因此，合理地選擇導(dǎo)線是安全運(yùn)行的重要因素，下面例舉主要導(dǎo)線在35°環(huán)境溫度下的安全參功值：
線徑 16平方米 25平方米 35平方米 50平方米
鉛線 65A 83A 100A 126A
銅線 80A 100A 125A 140A
為了幫助記憶，有個(gè)口訣可粗略計(jì)算導(dǎo)線的許用電流，口訣是：10下五，100上二，25、35四、三界，70，95兩倍半，穿管溫度八、九折，銅線升級(jí)算，裸線加一半。意思是以鋁線為例，截面積≤10mm2時(shí)，每平方毫米許用電流約為5A；截面積≥100 mm2每平方毫米許用電流為2A；截面積≤25 mm2且＞10 mm2時(shí)沒(méi)平方毫米許用電流為4A；截面積≥35 mm2且＜70 mm2時(shí)，每平方毫米許用電流為3A，截面積為70 mm2和95 mm2時(shí)，每平方毫米許用電流為2.5A，如穿管敷設(shè)應(yīng)打8折，如環(huán)境溫度超過(guò)35°則打九折，銅導(dǎo)線的許用電流打約與較大一級(jí)的鉛導(dǎo)線的許用電流相等，裸導(dǎo)線許用電流可提高50%。
在三相四線電網(wǎng)中，塔機(jī)和其他三相用電設(shè)備，其總工作電流可以用其總功率的2倍來(lái)粗略估算，因此以下幾種類型的塔機(jī)專用供電導(dǎo)線和電纜的參考值如下表：
項(xiàng)目\設(shè)備型號(hào) 60KNM塔機(jī) 80KNM塔機(jī) 120KNM塔機(jī)
工作電流 60-70A |
