前言
概述发展趋势
总体设计
概述
第1章前言
1.1概述
塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家九十年代末期水平并跻身于当代国际市场。
QTZ40型塔式起重机简称QTZ40型塔机，是一种结构合理，性能比较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。高层建筑施工中，它的幅度利用率比其他类型起重机高，其幅度利用率可达全幅度的80%。
QTZ40型塔式起重机是400kN·m上回转自升式塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机，几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高，所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很大。
1.2 发展趋势
塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术，如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后，它的服务对象更为广泛。因此，幅度、起重量和起升高度均有了显著的提高。
就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面：①整机性能：由于先进技术和材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻20%左右；②高性能、高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥；③电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；④操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善；⑤向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。
第2章总体设计
2.1 概述
确定总体设计方案
塔机金属结构
塔顶总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节，它是后续设计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下，才能更好的完成设计。总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行，一般由总工程师负责设计。2.2 确定总体设计方案QTZ40塔式起重机是上回转液压自升式起重机。尽管其设计型号有各种各样，但其基本结构大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构，工作机构，液压顶升系统，电器控制系统及安全保护装置等五大部分组成。
2.2.1 金属结构
塔式起重机金属结构部分由塔顶，吊臂，平衡臂，上、下支座，塔身，转台等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，个别部件也会有所增减。金属结构是塔式起重机的骨架，承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载荷，是塔式起重机的重要组成部分，其重量通常约占整机重量的一半以上，因此金属结构设计合理与否对减轻起重机自重，提高起重性能，节约钢材以及提高起重机的可靠性等都有重要意义。
1. 塔顶
自升塔式起重机塔身向上延伸的顶端是塔顶，又称塔帽或塔尖。其功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。
自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个转柱，由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。人字架式塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖的共同特点是构造简单自重轻，加工容易，存放方便，拆卸运输便利。
塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂架长度的1/7-1/10，长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高
吊臂
构造型式度超过一定极限时，弦杆应力下降效果便不显著，过分加高
塔尖高度不仅导致塔尖自重加大，而且会增加安装困难需要
换用起重能力更大的辅助吊机。因此，设计时，应权衡各方
面的条件选择适当的塔顶高度。
本设计采用前倾截锥柱式塔顶，断面尺寸为 1.36m×
1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管
焊接而成，顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳，
以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮，顶部应装有安全灯和避雷针。
其结构如图2-1所示：
图2-1 塔顶结构图
2. 起重臂
1）构造型式
塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂，按构造型式可分
为：小车变幅水平臂架；俯仰变幅臂架，简称动臂；伸缩式
小车变幅臂架；折曲式臂架。
小车变幅水平臂架，简称小车臂架，是一种承受压弯作
用的水平臂架，是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是：
吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移，并能平稳准
确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。
小车臂架可概分为三种不同型式：单吊点小车臂架，双
吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂
架。单吊点小车变幅臂架是静定结构，而双吊点小车变幅臂
架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单
吊点式构造；双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于50m。
采用前倾截
锥柱式塔顶
采用小车变
幅水平臂架
分节问题截面形式双吊点小车变幅臂架结构自重轻，据分析与同等起重性能的
单吊点小车变幅臂架相比，自重均可减轻5%-10%。小车变幅
臂架拉索吊点可以设在下弦处，也可设在上弦处，现今通用
小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂架。这种臂架
的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。
2）分节问题
臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点，
使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最
佳选择，首先要解决好分节问题。
小车臂架常用的标准节间长度有6、7、8、10、12m五种。
为便于组合成若干不同长度的臂架，除标准节间外，一般都
配设1~2个3~5m长的延接节，一个根部节，一个首部节和端
头节。端头节构造应当简单轻巧，配有小车牵引绳换向滑轮、
起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长，但可
与任一标准节间配装，形成一个完整的起重臂。本次设计选
用标准节长度为6m，另加上2m长的延接节。其示意图见图
2-2：
图2-2臂架分节
3）截面形式及截面尺度
塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形
截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面，
本次设计的QTZ40采用正三角形截面。选用这种方式的优点
是：节省钢材，减轻重量，从而节约成本。其尺寸截面形式
如图2-3所示：
选用标准节
长度为6m，
另加
上2m长的
延接节
及截面尺
度
腹杆布置和杆件材料选用
图2-3 臂架截面及其腹杆布置
1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆
臂架一-五节：B=1020mm H=800mm
臂架六-七节：B=1017mm H=800mm
臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、塔顶高度及
拉杆结构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊
点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂架全长有关。设
计臂架长度为40m，共分七节。
4）腹杆布置和杆件材料选用
矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式，而三
角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式，也可
采用顺斜置式。此两种布置方式各有特点。
当采用顺斜置式式，焊缝长度较短、质量不易保证。焊
接变形不均匀，节点刚度较差，且不便于布置小车变幅机构。
因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于，这种布置方
式应用区段不受限制，焊缝长度较长，强度易于保证，焊接
变形较均匀，节点刚度较好，便于布置小车变幅机构。
臂架杆件材料有多种选择可能性。一般情况下，上吊点
小车变幅臂架的上弦以选用16Mn实心钢为宜，但造价要高。
因此本设计选用20号无缝圆钢管。其特点是：惯性矩、长细
比要小，抗失稳能力高。下弦采用等边角钢对焊的箱型截面
杆件，经济实用，具有良好的抗压性能。因此上弦杆选用?89
×8、?89×7，下弦选用的角钢型号为：∠75×8、∠75×5，
臂间由销轴连接。
5）吊点的选择与构造
吊点可分为单吊点和双吊点。其设计原则是：臂架长度
小于50m，对最大起吊量并无特大要求，一般采用单吊点结
采用正三角
形截面
上弦选用
20号无缝
圆钢管、下
弦选用角钢
吊点的选择与构造
平衡臂和平衡重
平衡臂的结构型式构。若臂架总长在50m以上，或对跨中附近最大起吊量有特
大要求应采用双吊点。采用单吊点结构时，吊点可以设在上
弦或下弦。吊点以左可看作简支梁，以右可看作悬臂梁。在
设计中采用双吊点。
3. 平衡臂与平衡重
QTZ40塔式起重机是上回转塔机。上回转塔机均需配设
平衡臂，其功能是支撑平衡重（或称配重），用以构成设计上
所需要的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩，在小车
变幅水平臂架自升式塔机中，平衡臂也是延伸了的转台，除
平衡重外，还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同
平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，
二则增大钢丝绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排
绕并避免发生乱绳现象。
1）平衡臂的结构型式
平衡臂的构造设计必须保证所要求的平衡力矩得到满
足。短平衡臂的优点是：便于保证塔机在狭窄的空间里进行
安装架设和拆卸，适合在城市建筑密集地区承担施工任务的
塔机使用，不易受邻近建筑物的干扰，结构自重较轻。长平
衡臂的主要优点是：可以适当减少平衡重的用量，相应减少
塔身上部的垂直载荷。平衡重与平衡臂的长度成反比关系，
而平衡臂长度与起重臂之间又存在一定关系，因此，平衡臂
的合理设计可节约材料，降低整机造价。
常用平衡臂有以下三种结构型式：
平衡臂结构选用型式的原则是：自重比较轻；加工制造
简单，造型美观与起重臂匹配得体。故此次设计选用平面框
架式平衡臂。它由两根槽钢纵梁或由槽钢焊成的箱形断面组
合梁和系杆构成。在框架的上平面铺有走道板，走道板两旁
设有防护栏杆。这种平衡臂的优点是结构简单，加工容易。
平衡臂的长度是10.17m。如图2-4所示：
采用双吊点
平衡重
图2-4 平衡臂
2）平衡重
平衡重属于平衡臂系统的组成部分，它的用量甚是可观，
4. 拉杆
QTZ40塔式起重机采用双吊点式拉杆结构，拉杆由焊件组成，其材料为16Mn，拉杆节之间用过渡节连接，由受力特性计算出其拉杆点作为位置，其中在平衡臂和吊臂上设有拉板和销轴用来连接用。
5. 上、下支座
上支座上部分别与塔顶、起重臂、平衡臂连接，下部用高强螺栓与回转支承相连接在支承座两侧安装有回转机构，它下面的小齿轮准确地与回转支承外齿圈啮合，另一面设有限位开关。
下支座上部用高强螺栓与回转支承连接、支承上部结构，下部四角平面用4个销轴和8个M30的高强螺栓分别与爬升架和塔身连接。
6. 塔身
塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体，支撑着塔机上部结构的重量和承受载荷，并将这些载荷通过塔身传至底架或直接传递给地基基础。
1）塔身结构断面型式
塔身结构断面分为圆形断面、三角形断面及方形断面三类。圆形断面和三角形断面现在基本上不用，现今国内外生产的塔机均采用方形断面结构。因此本设计采用的也是方形断面结构。按塔身结构主弦杆材料的不同，这类方形断面塔架可分为：角钢焊接格桁架结构塔身，主弦杆为角钢辅以加强筋的矩形断面格桁架结构；角钢拼焊方钢管格桁架结构塔身及无缝钢管焊接格桁架结构塔身。由型钢或钢管焊成的空间桁架，其成本比较低，且能满足工作需要。因此主弦杆采用由等边角钢拼焊成的方管。这种样式具有选材方便、灵活的优点。常用的矩形尺寸有：1.2m×1.2m，1.3m×1.3m，1.4m ×1.4m，1.5m×1.5m，1.6m×1.6m，1.7m×1.7m，1.8m×1.8m，
拉杆上、下支座
塔身
塔身结构断面型式2.0m×2.0m。此次设计的尺寸为1.6m×1.6m。根据承载能力
的不同，同一种截面尺寸，其主弦杆又有两种不同截面之分。
主弦杆截面较大的标准节用于下部塔身，主弦杆截面较小的
标准节则用于上部塔身。塔身标准节的长度有 2.5m，3m，
3.33m，
4.5m，5m，6m，10m等多种规格，常用的尺寸是2.5m
和3m。选用标准节长度为2.5m。
2）塔身结构腹杆系统
塔身结构的腹杆系统采用角钢或无缝钢管制成，腹杆可
焊装与角钢主弦杆内侧或焊装于角钢主弦杆外侧。斜腹杆和
水平腹杆可采用同一规格，腹杆有三角形，K字型等多种布
置形式。腹杆不同会影响塔身的扭转刚度和弹性稳定。
本次设计腹杆采用三角形布置。适合于中等起重能力塔
身结构采用的腹杆布置方式。
3）标准节间的联接方式
塔身标准节的联接方式有：盖板螺栓联接，套柱螺栓联
接，承插销轴联接和瓦套法兰联接。盖板螺栓联接和套柱螺
栓联接应用最广。
本次设计的QTZ40塔机采用套柱螺栓联接，其特点是：
套柱采用齐口定位，螺栓受拉，用低合金结构钢制作。适用
于方钢管和角钢主弦杆塔身标准节的联接，虽加工工艺要求
比较复杂，但安装速度比较快。
4）塔身结构设计
采用方形断
面结构
设计的尺寸
为1.6m×
1.6m
选用标准节
长度为
2.5m
采用三角形
塔身结构腹杆系统
标准节间的联接方
式
塔身结构设计
QTZ40
图2-5 塔身结构示意图
5）塔身的接高问题
在进行具体接高操作之前，还应制定相关的安全操作规
程，以保证拆装作业的安全顺利进行。
7．转台装置
转台是一个直接坐在回转支承（转盘）上的承上启下的
支撑结构。
上回转自升式塔机的转台多采用型钢和钢板组焊成的工
字型断面环梁结构，它支撑着塔顶结构和回转塔架，并通过
回转支承及承座将上部载荷下传给塔身结构。
回转支承装置
回转支承简称转盘，是塔式起重机的重要部件，由齿圈、
座圈、滚动体、隔离快、连接螺栓及密封条等组成。按滚动
体的不同，回转支承可分为两大类：一是球式回转支承，另
一类是滚柱式回转支承。
1）柱式回转支承
柱式回转支承又可分为：转柱式和定柱式两类。定柱式
采用套柱螺
栓联接
回转支承结构简单，制造方便，起重回转部分转动惯量小，自重和驱动功率小，能使起重机重心降低。转柱式结构简单，制造方便，适用于起升高度和工作幅度以及起重量较大的塔机。
2）滚动轴承式回转支承
滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为：单排四点角接触球式回转支承、双排球式回转支承、单排交叉滚柱式回转支承、三排滚柱式回转支承。滚动轴承式回转支承装置结构紧凑，可同时承受垂直力、水平力和倾覆力矩是目前应用最广的回转支承装置。为保证轴承装置正常工作，对固定轴承座圈的机架要求有足够的刚度。滚动轴承式回转支承，回转部分固定，在大轴承的回转座圈上，而大轴承的的固定座圈则与塔身（底架或门座）的顶面相固结。
设计选用球式回转支承，其优点是：刚性好，变形比较小，对承座结构要求较低。钢球为纯滚动，摩擦阻力小，功率损失小。
根据构造不同和滚动体使用数量的多少，回转支承又分为单排四点接触球式回转支承、双排球式回转支承、单排交叉滚柱式回转支承和三排滚柱式回转支承。
设计采用单排四点接触球式回转支承，它是由一个座圈和齿圈组成，结构紧凑，重量轻，钢球与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩。
塔机底架构造随着塔身结构特点（转柱式塔身或定柱式塔身），起重机的走形方式（轨道式、轮胎式或履带式）及爬升方式（内爬式或外附着自升式）而异。
小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架结构可分为：十字型底架，带撑杆的十字型底架，带撑杆的井字型底架，带撑杆的水平框架式杆件拼装底架和塔身偏置式底架。
本次设计采用的是带撑杆的x底架。底架用工字钢焊接成框架结构，在四角安装有四条辐射状可拆卸支腿，该支腿用槽钢焊接而成，用螺栓与框架结构连接，底架通过20个预埋地脚螺栓与基础固定，螺栓为M36，底架外轮廓尺寸约为：长×宽×高=4600×4600×250 mm。
塔身的接高问题
转台装置回转支承
撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连，形成一
个空间结构，增加塔机整体稳定性。由于塔身撑杆的设置，
塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面，同时塔
身根部平面对底架的作用减小，从而改善底架的受力情况。
底架安装时，将底架拼装组合，放置于混凝土基础上，
对正四角的放射形支腿地脚螺栓，使底架垫平牢实，要求校
平，平面度小于1/1000，拧紧20个M36的地脚螺栓。
10. 附着装置
附着装置由一套附着框架，四套顶杆和三根撑杆组成，
通过它们将起重机塔身的中间节段锚固在建筑物上，以增加
塔身的刚度和整体稳定性．撑杆的长度可以调整，以满足塔
身中心线到建筑物的距离限制．
塔身附着装置是用角钢对焊组合成的附着框架，由螺栓
联接成框形，包箍于塔身标准的外表面，在附着框架下方的
塔身主弦杆上分别固定一个小抱箍，以支持附着框架的重量，
再由三根可伸缩调整的附着撑杆，通过销轴把该框架与建筑
物连接，使塔机在规定高度与建筑物附着。．附着装置如图
2-6所示：
2-6 附着装置
11. 套架与液压顶升机构
1）爬升架
爬升架主要由套架，平台，液压顶升装置及标准节引进
装置等组成。套架是套在塔身标准节外部。套架用无缝钢管
焊接而成，节高4.94米，截面尺寸2.0×2.0米2。外侧设有
平台和套架爬升导向装置—爬升滚轮。在套架内侧的下方，
选用球式回
转支承
底架附着装置还设有支承套架的支块，当套架上升到规定位置时，需将此
支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。
为便于顶升安装的安全需要特设有工作平台，爬升架内
侧沿塔身主弦杆安装8个滚轮，支撑在塔身主弦杆外侧，在
爬升架的横梁上，焊上两块耳板与液压系统油缸铰接承受油
缸的顶升载荷，爬升架下部有两个杠杆原理操纵的摆动爪，
在液压缸回收活塞以及引进标准节等过程中作为爬升架承托
上部结构重量之用。
2）顶升机构
顶升机构主要由顶升套架、顶升作业平台和液压顶升装
置组成，用于完成塔身的顶升加节接高工作。
3）套架
上回转自升塔机要有顶升套架。整体标准节用外套架。
外套架就是套架本体套在塔身的外部。套架本身就是一个空
间桁架结构。套架由框架，平台，栏杆，支承踏步块等组成。
安装套架时，大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。套架
的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接，其前方的上半
部没有焊腹杆，而是引入门框，因此其弦必须作特殊的加强，
以防止侧向局部失稳。门框内装有两根引入导轨，以便与标
准节的引入。
4）液压顶升
（1）按顶升接高方式的不同，液压顶升分为上顶升加节
接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种
形式。上顶升加节接高的工艺是由上向下插入标准节，多用
于俯仰变幅的动臂自升式塔是起重机。下顶升加节接高的优
点：人员在下部操作，安全方便。缺点是：顶升重量大，顶
升时锚固装置必须松开。中顶升加节接高的工艺是由塔身一
侧引入标准节，可适用于不同形式的臂架，内爬，外附均可，
而且顶升时无需松开锚固装置，应用面比较广。
本次设计的QTZ40塔式起重机采用上顶升加节接高。
（2）按顶升机构的传动方式不同，可分为绳轮顶升机构、
链轮顶升机构、齿条顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机
构等五种。绳轮顶升机构的特点是构造简单，但不平稳。链
采用带撑杆
的x底架
套架与液压顶升机
构
爬升架轮顶升机构与绳轮顶升机构相类似，采用较少。齿条顶升机构在每节外塔架内侧均装有齿条，内塔架外侧底部安装齿轮。齿轮在齿条上滚动，内塔架随之爬升或下降。丝杠爬升机构的丝杠装在内塔架中轴线处，或装在塔身的侧面内外塔架的空隙里。通过丝杠正、反转，完成顶升过程。
本次设计的QTZ40塔式起重机采用液压顶升机构。液压顶升机构由电动机驱动齿轮油泵，液压油经手动换向阀、平衡阀进入液压缸，使液压缸伸缩，实现塔机上部的爬升和拆卸。其主要优点是构造简单、工作可靠、平稳、安全、操作方便、爬升速度快。本机构另有一套手动操作的爬升吊装装置与顶升液压系统配合工作。液压顶升系统如图2-7所示：
9
8
5
3
10
6
7
12
4
2-7 液压顶升系统
1- 电动机 2-联轴器 3-齿轮泵 4-滤油器
5-溢流阀 6-压力表开关 7-压力表 8-手动换向阀
9-油缸 10-平衡阀
（3）顶升液压缸的布置：顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。所谓中央顶升，是指挥顶升液压缸布置在塔身的中央，并设上，下横梁各一个。液压缸上端固定在横梁铰点处。顶升时，活塞杆外身，通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。液压缸的大腔在上，小腔在下压力油不断注入液压缸大腔，小腔中液压油则回入油箱，从而使液压缸将塔式起重机的上部顶起。所谓侧顶升式，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时，压力油不断泵入油
顶升机构套架
液压顶升缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆外伸，通过
顶升横梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块间距视活
塞有效行程而定。一般取1-1.5m。由于液压缸上端铰接在顶
升套架横梁上，故能随着液压缸活塞杆的渐渐外伸而将塔机
上部顶起来。侧顶式的主要优点是：塔身标准节长度可适当
加大，液压缸行程可以相应缩短，加工制造比较方便，成本
亦低廉一些。本次设计的QTZ40塔式起重机采用侧顶式。
12. 基础
固定式塔式起重机，可靠的地基基础是保证塔机安全使
用的必备条件。该基础应根据不同地质情况，严格按照规定
制作。除在坚硬岩石地段可采用锚桩地基（分块基础）外，
一般情况下均采用整体钢筋混凝土基础。
钢筋混凝土基础有多种形式可供选用。对于有底架的固
定自升式塔式起重机，可视工程地质条件，周围环境以及施
工现场情况选用X形整体基础，四个条块分隔式基础或者四
个独立块体式基础。对于无底架的自升式塔式起重机则采用
整体式方块基础。如这种塔机必须安装在深基坑近旁，或者
塔机安装位置地质条件较差，则应采用钻孔灌注桩承台基础。
1） X形整体基础的形状及平面尺寸大致与塔式起重机X
形底架相似。塔式起重机的X形底架通过预埋地脚螺栓固定
在混凝土基础上，此种形式多用于轻型自升式塔式起重机，
如图2-8所示：
图2-8 X形整体基础
采用上顶升
加节接高
2）长条形基础由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底梁组成，其功能犹如两条钢筋混凝土的钢轨轨道基础，分别支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部荷载。如果塔机安装在混凝土砌块人行道上，或是安装在原有混凝土地面上，均可采用这种钢筋混凝土基础。
3）分块式基础由四个独立的钢筋混凝土块体组成，分别承受由底架结构传来的整机自重及载荷。钢筋混凝土块体构造尺寸视塔机支反力大小基地耐力而定。由于基础仅承受底架传递的垂直力，故可作为中心负荷独立柱基础处理。其优点是：构造比较简单，混凝土及钢筋用量都比较少，造价便宜。
4）无底架固定式自升式塔机的钢筋混凝土基础，必须是整体大块体式大体积混凝土基础。塔机的塔身结构通过塔身基础节、预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基础上。
由于塔身结构与混凝土基础联固成整体，混凝土基础能发挥承上启下的作用：将塔机上不得载荷全部传给地基。由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式起重机的最大
支反力、地基承载力以及压重的需求而选定的，因而能确保塔机在最不利工况下均可安全工作，不会产生倾翻事故。基础预埋深度根据施工现场地基情况而定，一般塔式起重机埋设深度为1-1.5米，但应注意须将基础整体埋住。
本次设计的QTZ40塔式起重机，选用的混凝土基础为x 基础（如图2-9所示）。混凝土外轮廓尺寸约为：长×宽×高=7000×7000×1100 mm（长×宽×高），总混凝土方量约11立方米，基础重量约25吨，承载能力为10N/cm2。基础用钢筋混凝土捣制，混凝土标号为300号，在基础内预埋有地脚螺栓、分布钢筋和受力钢筋等。基础的制作应严格按图施工。基础的土质应坚固牢实，要求承载能力大于0.15Mpa，混凝土基础的深度﹥1100mm 。顶升液压缸布置采用侧顶式
选用x基础
基础
图2-9 塔机设计基础
2.2.2 工作机构
工作机构是为实现起重机不同的运动要求而设置的。对于自升式塔式起重机，主要包括起升机构，回转机构，变幅
机构和顶升机构。依靠这些机构完成起吊重物、运送重物到指定地点并安装就位三项运动在内的吊装作业。
为了提高塔机生产率，加快吊装施工进度，无论是起升机构、变幅机构、回转机构均应具备较高的工作速度，并要求从静止到全速运行，或从全速运行转入静停的全过程，都能平缓进行，避免产生急剧冲动，对金属结构产生破坏性影响。对于高层建筑施工用的塔机来说，由于起升高度大，起重臂长，起重量大，对工作机构调速系统有更高的要求。
1. 起升机构
起升机构是塔式起重机使用频繁而又最重要的工作机构。它主要由电动机、减速机、卷筒和制动器为了提高起重机的工作效率和安全可靠性，要求起升机构具有适合的调速性能。起升机构简图如图2-10所示。
2-10起升机构简图1-三速电机 2-联轴器 3-液力推杆制动器
4-ZQ500圆柱齿轮减速器 5-卷筒 6-高度限位器
根据使用说明书，起升机构由一合三速电动机驱动，电动机型号Y ZTD F225M1-4/8/32,N=15/15/3.7KW,n=1400/700/ 144r?p?m。通过弹性联轴节与ZQ500型圆柱齿轮变速箱驱动起升卷筒，本机构采用液力推杆制动器。起升速度由电控三速电动机实现其“两快一慢”的动作，本机构还备有高度限位装置，避免起升时卷筒发生过卷现象，通过调整高度限位装器行程开关的碰块的位置，以实现吊钩在最大高度时，起升机构断电，保护高度限位的安全。高度限位器只是一种安全装置，不允许用来作工作装置使用。
工作机构起升机构
1) 起升机构的传动方式
（1）机械传动：其动力是由发动机经机械传动装置传至起升机构起升卷筒，同时也传至其它工作机构，由于集中驱动，为保证各机构独立运动，整机的传动比较复杂。起升机构的调速困难、操作麻烦、但工作可靠。
（2）电力传动：由直流或交流电动机通过减速器带动起升卷筒。直流电动机传动的机械特性适合起升机构工作要求，调速性能好，但直流电的获得较为困难。交流电机传动由于能直接自电网取得电流，结构简单、机组重量轻。
（3）液压传动：有高速液压马达传动和低速大扭矩液压马达传动。前者重量轻、体积小、容积效率高。后者传动零件少，起、制动性能好，但容积效率较低，易影响机构转速，体积与重量较大。
考虑经济性、工作情况、工作效益等，本次设计采用电力传动。
2）起升机构的驱动方式
：
多速电机起升机构：这种起升机构构造简单，它是由一个多速电动机配上减速器、钢丝绳卷筒组成。其制动器可以是电机本身带的电磁盘式制动器，也可以是独立的液压推杆制动器。
绕线转子异步电动机串接可变电阻调速起升机构：这种由绕线转子异步电动机驱动、串接可变电阻调速的起升机构主要用于轻型快装塔机。由于绕线式电动机本身具有良好的启动特性，通过在转子绕组中串接可变电阻，以凸轮控制器进行控制，从而实现平稳启动和均匀调速的要求。
配用电磁换挡减速器的3极笼型电动机驱动起升机构：这种调速起升机构具有较前一类更高的调速性能，由三极笼型电动机、电磁换挡2挡减速器、传动系统和钢丝绳卷筒组成。采用这种起升机构，可使调速档数增加一倍，从而使工作速度与吊载更相适应，提高起升机构的生产效率。这种调速起升机构由于具有较好的价格性能比，其应用正日趋普及。
本设计选用多速电机起升机构。这种起升机构特点是：
起升机构的传动方
式结构简单、运行可靠，成本低，维护工作量小，并且可以带
载变速。但在变换极速时，速度冲击和电流冲击都比较大，
故只适用与小容量的电机。
3）起升机构的减速器圆柱齿轮减速器效率高，功率范
围大，使用普遍，但体积大。蜗轮减速器的尺寸小，传动比
大，重量轻，但效率低，寿命短。行星齿轮减速器包括摆线
针轮行星减速器和少齿差行星减速器，具有结构紧凑、传动
比大、重量轻等特点，但价格较贵。比较上述性能，选用圆
柱齿轮减速器。
4）起升机构的制动器
起升机构的制动器可布置在高速轴上，也可布置在低速
轴上。制动器布置在高速轴上时，所需制动力矩小，但制动
时冲击较大，通常采用块式制动器。布置在低速轴上的制动
器，所需制动力矩较大，通常采用带式制动器或点盘式制动
器。本设计将制动器布置在高速轴上，采用块式制动器。
5）滑轮组倍率
在起升机构中，滑轮倍率装置是为了使起升机构的起重
能力提高一倍，而起升速度会降低一倍，这样起升机构能够
更加灵活地满足施工的需要。塔式起重机一般都为单联滑轮
组，故倍率a等于承载分支数Z。起升速度有6种，见表2-1
表2-1起升特性参数表
倍率
空钩 2 2 0.188 4 4
92 61 14 3020 4.5
四倍率与二倍率转化方便、快捷，起升机构钢丝绳缠绕
示意图及倍率转换如图2-11所示：
采用电力传
动
起升机构的驱动方
式
起升机构的减速器
图2-11 起升机构钢丝绳缠绕示意图
1-起升卷筒2-塔顶滑轮 3-起重量限制器滑轮
4-载重小车5-臂端固定点6-上滑轮7-吊钩滑轮组
将上滑轮6用销轴与吊钩滑轮组7的两滑轮的杆交点连
接起来，此时即为四倍率状态；拔出销子，上滑轮6上升到
载重小车4处固定后，就变为二倍率状态。2. 回转机构
塔机是靠起重臂回转来保障其工作覆盖面的。回转运动
的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上
并由回转机构驱动小齿轮。小齿轮与回转支承的大齿圈啮合，
带动回转上支座相对于下支座运动。
回转机构是重负荷工作机构，不仅要附带很重的吊载和
臂架等结构部件转动，而且要克服很大的迎风阻力。这些均
是影响回转机构设计及电动机功率选择的因素。
目前采用的回转机构有以下几种：
1）电动机——液力耦合器——减速器——小齿轮回转
机构
这种回转机构呈“1”字型立式安装，由于中间装有液力
耦合器，可减缓电机启动时的速度冲击，因此运动比较平稳。
但靠电机反接制动，特别在就位时，只能靠操作人员“点动”。
特点是：结构简单，运行可靠，造价相对较低，但调速性能
不好。
2）带涡流制动器的力矩电机——行星减速机——小齿
选用多速电
机起升机构
选用圆柱齿
轮减速器
采用块式制
动器
2、中联塔机遵循的主要标准 GB5144-94 塔式起重机安全规程 GB/T13752-92 塔式起重机设计规范 GB/T9462-1999 塔式起重机技术条件 GB/T5031-94 塔式起重机性能试验 GB/T17806-1999 塔式起重机可靠性试验方法GB/T17807-1999 塔式起重机结构试验方法JG/T5037-93 塔式起重机分类 3、中联塔机特点综述
中联重科具有五十年的塔机设计经验,是塔机行业技术归口单位和理事长单位,为国内80%的塔机行业厂家转让了技术,多次组织并承担国家攻关项目,主持编写了国家和行业相关技术标准,聚集了行业最优秀的专家,是国内最权威的塔机技术中心。 中联自1995年自行生产塔机以来,经过这么多年的努力,5013、5015、5613、5616、5023、5518、6015-10、6016-8、6020、6517、7030、7035、7052、 TCT7032已成系列,其性能参数完全符合市场需要,多年来中大型塔机销量一直雄居国内同类产品的首位。 1997年,在成熟的塔机技术基础上,中联独创性地推出起重、布料两用机,实现一机多用,革命性地拓展了塔机在建设领域的应用范围。 中联塔机,无论是在技术水平,还是在制造质量,在国内都居领先地位,与世界先进水平同步。 中联塔机的技术特点: 3.1独有的技术服务 中联塔机研究所的电话直接面向客户,可随时提供技术咨询;有非标附着架提供机制;新机可免费提供基础咨询。以上三项是一般塔机生产厂家无法提供的技术服务,这是中联的技术优势。 3.2强有力的设计 采用精确的ADAMS运动分析和I—DEAS有限元分析计算,使塔机每一部位处于合 理的受力状态,且具有良好的强度、刚度和抗疲劳性。 在设计过程中,专家对塔机的总体方案及关键部件进行严格把关,专家评审委员会对塔机的总体方案和每一部件进行认真讨论和审定。
Luffing
載荷表 Load Chart
主要性能參數 Main Specifications kVA 380V (±5%) 50 Hz / 60 Hz 200 * ※ 與製造商聯繫 Contact with us, please . 塔身節 Mast 臂長 Jib length A (m) B (m) C (m) H (m) H205B L1-2-3 30/48 24/36 32 160 >160* L4-5 30/42 24/30 30 L6 30/42 24/30 28 L69B1 L1 41 35 42 153 >153* L2 35 29 36 L3 32 26 33 L4-5 29 23 30 L6 26 20 27 塔身節Mast 臂長 Jib length H1 (m) A (m) P (t) R (t) X (m)Y (m)H205B L1 60 18 124 ※ 3.28 2.40L2-3 54 121 ※ 3.28 2.40L4-5-6 48 116 ※ 3.28 2.40L1-2-3 42 12 112 ※ 3.28 2.40L4-5 36 107 ※ 3.28 2.40L6 30 103 ※ 3.28 2.40L69B1 L1 49.512-15 99 41.5 2.58 2.17L2-3 43.512-15 97 41.5 2.58 2.17L4-5 40.512-15 96 41.5 2.58 2.17L6 37.5 12-15 94 41.5 2.58 2.17
Luffing
載荷表 Load Chart 2.4t 10.0t 3040506019.69m 17.31m 12 18(m) (t)IV II Luffing STL330-12t 工作狀態支反力 Ho(m)
塔式起重机平衡臂的作用、功能及检验要求分析 笔者从事起重机械制造和建筑工地及市政工程工地建筑起重机械检验检测工作多年，特别是从事建筑起重机械检验检测工作，深刻感受到责任重大，检测塔式起重机平衡臂部位，应特别引起高度重视。本文着重研究分析了塔式起重机平衡臂理论方面的问题和检验检测时应特别要注意的问题，供同行们参考借鉴，共同重视塔式起重机平衡臂的检测问题。 1塔式起重机的分类 1.1按标准分 按标准分类可分为快速安装式和非快速安装式。 (1)快速安装式：可以整体拖运、自身架设，起重力矩和起升高度都不大;(2)非快速安装式：虽无整体拖运、自身架设的优点，但起重力矩、起升、臂架长度却可以设计得较大。 1.2按变幅方式分 按变幅方式分为小车水平变幅和动臂变幅。 1.3按回转部位分 按回转部位分为下回转和上回转。 1.4按使用方式分
按使用方式分为有轨行、固定、附着内爬式。 1.5按工作级别分 按工作级别分为检修、建筑用、造船、港口装卸、 混凝土浇灌。 2塔式起重机的主要性能指标 塔式起重机的主要参数为标准臂长时最大幅度处的起重力矩，被称为公称起重力矩，在JG/T 5037中，还同时规定基本参数起升高度、最大起重量、轨距、工作速度、自重等。其主要性能中，特别注意的是塔式起重机的起重量特性，它与桥门式等其他起重机相比区别很大。 2.1起重量特性曲线确定的原则 为了确保安全，还要考虑一定的安全储备，即最大安全工作载荷的限制，此值不超过额定起重量的110%。这要由起重量限制器来控制，起重量限制器的控制方式不同，也影响起重量特性。 塔式起重机起重量特性曲线的确定要求，由下列因素控制;(1)整机抗倾翻确定性;(2)起重力矩限制器控制的设定值。 2.2起重量特性曲线相关的具体因素 (1)变幅小车、吊钩滑轮组、钢丝绳的自重q。自重q使起重力矩随幅度增大而减少，此机械自重q越大，起重力矩减少越多。塔式起重机不同幅度处的
1.塔式起重机概述 在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机很多，其中应用最广泛的是塔式起重机。塔式起重机具有其他起重机械难以相比的优点，如塔身高，起重臂长，有效作业面广，能同时进行起升，回转行走，变幅等动作，生产效率高；采用电力操纵，动作平衡，安全可靠；结构相对较为简单，运转可靠，保养维修业较为容易。因此，他是起重机已成为现代工业与民用建筑不可缺少的主要施工机械。 塔式起重机工作高度大，一般自升式塔机工作高度可在100m左右，特殊用途的可在300m以上。因此塔机的起升机构必须要有较大的容绳量。塔机起升起升机构的卷筒都采用多层缠绕的方式。塔机分为上回转塔机（本次设计题目）和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：行走式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。 塔机机械通常结构庞大，机构复杂。塔机的工作机构有五种：起升机构（本次设计题目）、变幅机构、小车牵引机构、回转机构和大车走行机构(行走式的塔机)。 2.专业课程设计的题目 上回转自升式塔式起重机起身机构设计 型号：QTZ200 起重力矩（Kn·m）：2000 最大幅度/起重载荷（m/KN）：40/35 最小幅度/起重载荷（m/KN）：10/200 起升高度（m）：162（附着式）55（固定式） 工作速度（m/min）：6~80（2绳）3~40（4绳） 起重臂长（m）：40 平衡臂长（m）：20 3.塔式起重机起升机构设计 起重机起升机构用来实现物品的上升与下降。起升机构是任何起重机必须具备的，使物品获得升降运动的基本组成。起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。塔式起重机起升机构具有一般起重机起升机构的组成特点。起升机构应具备起升高度大、制动平稳、慢速就位、就位准确、起升速度可调等特点。 起升机构的组成和工作原理 起身机构主要由驱动装置（原动机）、传动装置（减速器）、卷筒、滑轮组、取
塔机附墙设计计算说明书 一、工程概述 本工程位于惠南镇中心位置，东南面临南汇中学体育场，在体育场的西北角有一信号塔，距小区5号楼南外墙皮约20米左右，东北面临近复旦大学太平洋金融学院，南侧临拱北路，西侧临观海路。 本项目总用地面积平方米，总建筑面积平方米（含保温建筑面积）。地上总建筑面积平方米（含保温建筑面积），包含4栋15层高层住宅，5栋16层高层住宅，2栋11层高层住宅,1栋5层多层住宅，3栋6层的多层住宅，1栋2层的商业配套用房及高层住宅群房的配套公建，地下总建筑面积平米。 本工程8#楼和9#楼合用安装一台南通惠尔建设机械有限公司出厂的QTZ63型（5510型）塔式起重机，臂长为58米，塔吊设置在9号楼东侧，（图1）安装高度超过使用说明书规定的最大独立高度，需进行附墙锚固，楼层高度为，塔机最大安装高度约为53m，设置有2道附墙，如图2所示。生产厂家在使用说明书中标明了建筑物外墙与塔吊中心的距离在左右，但由于该工程建筑物表面结构及工程施工工艺等因素的影响，塔吊安装后，塔吊中心距离建筑物外墙。所采用的附墙杆件的长度以及与建筑物间的夹角，与原说明书的规定有所不同。为了保证塔吊安全使用，我们对附墙杆件及其连接件作了稳定性及强度验算。 图1 22号楼1#塔吊布置图 图2 塔吊附墙示意图
二、编制依据 本方案编制主要依据为：GB/T 13752-1992《塔式起重机设计规范》、GB 50017《钢结构设计规范》、GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》和永发QTZ63型塔式起重机使用说明书。 三、设计方案 1．原说明书要求 按照产品安装使用说明书：附着架由四根撑杆和一套环梁等组成，它主要是把塔机固定在建筑物的柱子上，起着依附作用。（见图3） 图3 原附着架示意图 2．改进设计方案 根据现场实际情况，塔机中心到连接点距离为米。设计方案如图4所示。 图4 塔吊附墙杆设置图 四、计算说明 1．计算附墙架对塔身的支反力 假设塔身为一连续梁结构（见图5），以此进行结构的受力分析，可用力法求出附墙受力。实际使用中，塔机最上面的一道附墙受力最大，因为该道附墙节点力除由M引起的附墙受力外，还有承受由塔机悬臂端风
目录 摘要--------------------------------------------------------- IV ABSTRAC --------------------------------------------------------- V 1 绪论--------------------------------------------------------- 1 1.1动臂塔式起重机概论------------------------------------------------------- 1 1.1.1动臂塔式起重机发展状况----------------------------------------------- 1 1.1.2 塔式起重机的应用与发展趋势------------------------------------------ 2 1.2 课题任务---------------------------------------------------------------- 2 1. 2.1 课题背景和研究意义-------------------------------------------------- 3 1.2.2 课题论述------------------------------------------------------------ 3 2 整机方案设计-------------------------------------------------- 4 2.1起重臂的臂根铰接点后置回转中心2m ----------------------------------------- 4 2.2起重臂架截面形式及材料--------------------------------------------------- 4 2. 3 A形架及防倾覆装置------------------------------------------------------- 4 2.3.1防后倾装置----------------------------------------------------------- 5 2.4固定平衡重--------------------------------------------------------------- 5 2.5上转台与平衡臂的布置（简称回转平台）------------------------------------- 5 2.6塔身标准节的连接采用销轴连接--------------------------------------------- 6
建筑力学作业 平面一般力系实际工程的应用——塔吊分析 1.塔吊介绍 塔吊，即塔式起重机。机身 很高，像塔，有长臂，轨道上 有小车，可在轨道上移动，工 作面很大，主要用于建筑工地 等处。塔吊一般用于建筑施工、 货物搬运、部分事故现场处理 等场合，主要作为材料、货物 等的高空运输或质量较大物体 的运送的工具。 塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。 塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。
如下图，塔吊可简化为所示主体结构模型 塔吊主体结构模型 塔吊结构图 根据塔吊的组成、用处及发展历程，我们可以对塔吊的结构有一个更加深入的了解。如下图1-2塔吊的主体结构模型图所示，塔吊的各个部分均已经标出在图上。
2.塔吊静力学分析 对塔吊整体为研究对象． 要保证机身满载是平衡而不向右倾倒，则必须 ∑M B=0, W2(a+b)-F A b-W1-W max l max=0； 限制条件F A≥0． 再考虑空载时的情形，这时W＝0. 要保证机身空载时平衡而不向左倾倒，则必须满足平衡方程： ∑M A＝0， W2 a+F B b-W1(b+e)=0； 限制条件F B≥0．
1)对塔吊的平衡臂，由平衡条件得： ∑F x =0, F 1cos θ=F x ； ∑F y =0, F 1sin θ+F y =W 2+m 1g ； ∑M=0， (F 1sin θ-W 2)l 1=m 1gl 2； 2)如左图塔吊吊臂，由平衡条件得 ∑Fx=0, F x =F 2cos α+F 3cos β； ∑F y =0, F 2sin α+F 2sin β+F `y =m 2g+W ； ∑M=0, F 2sin αl 3+F 3sin βl 4=m 2gl 5+Wl ． 3)如右图塔吊吊帽与拉杆的受力情况，则由共点力的平衡条件可得平衡方程如下： ∑Fx=0, F 1cos α= F 2cos β+ F 3cos γ ∑F y =0, F 1sin α+F 2sin β+ F 3sin γ=F L 1
塔式起重机抗倾覆计算 及基础设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用××，基础砼标号为C35（7天和28天期龄各一组）， 要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa，基础的总重量不得小于80T，砼标号不得小于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H：，塔身宽度B：，自重F K ：453kN，基础承台厚度h：，最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度b：，混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn·m， F K = 530KN，Fv K =，砼基础重量G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b= 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h、G K 、b代入式①得： e =＜ b/3= 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊基础底板处承载力特征值为372Kpa。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为372Kpa，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长×
Q T Z新塔式起重机使用 说明书 The final edition was revised on December 14th, 2020.
许可证号码：TS2432002-2012 ISO9001：2000国际质量体系认证 认证证书号00207Q11667R0M QTZ160（6518）塔式起重机 使用说明书 江苏通联建设机械有限公司 致用户 感谢您选购和使用本公司的塔式起重机！ 为了使您正确使用与维护该设备，操作前敬请仔细阅读本使用说明书，并妥善保管，以备查询。 本使用说明书中标有“注意：”的语句，涉及到施工的安全，敬请注意。 本公司致力于产品的不断完善，产品的某些局部结构或个别参数更改时，恕 不另行通知。如有疑问，请与本公司联系。 出厂编号： 出厂日期： 目 录 概 述...........................................1～8 第一篇 塔机的安装 第一章 立塔.................................1～35 本公司致力于塔机的不断完善，满足用户的各种需求，随机文件变化频繁。 该编号的随机文件与该编号的主机一 一对应，切忌混用！即使是同型号塔 机，也不保证适用！
第二章拆塔.................................1～4 第二篇塔机的使用与维护 第一章塔机安全操作规程..................... 1～3 第二章机构及电气操作....................... 1～5 第三章安全保护装置......................... 1～4 第四章保养与维修........................... 1～5 编制： 校对： 审核：
TC6013塔式起重机使用说明书目录 1、概述 (4) 2、起重机技术性能 (4) 整机外形图 (4) 起重性能表 (4) 起重特性曲线 (5) 技术性能表 (6) 主要技术数据 (6) 3、起重机构造简述 (8) 总体布置 (8) 金属结构部分 (8) 工作机构 (13) 绕绳系统 (15) 4、起重机的安装 (16) 组装注意事项 (16) 地基基础 (17) 接地装置 (17) 塔机组装 (17) 5、安全保护装置及调试 (25) 6、起重机的拆卸 (26) 拆卸注意事项 (26) 拆卸后的注意事项 (27) 7、起重机的使用 (28) 投入使用前的工作 (28) 安全操作规程 (29) 维修及保养 (30) 主要故障及排除方法 (32) 8、附图、附表 (34) 整机零部件明细表 (34) 轴承明细表 (35) 易损件明细表 (35) 附图 (36)
1、概述 TC6013塔式起重机是亚泰重工机械有限公司充分利用成组技术、组合设计技术及有限元分析技术，以“塔式起重机微机设计平台”为工具设计的国内最新型的起重运输机械。 该机为水平臂架、小车变幅、上回转液压顶升式起重机。该机各项性能参数及技术指标均达到或优于国家标准。最大工作幅度为60m，独立式起升高度为45m，附着式起升高度可达到，额定起重力矩80t·m,最大起重力矩为105t·m。 该机参数先进，性能优良可靠，造型美观，质量精良，结构简单实用，设有先进的安全装置，维修方便，使用安全，价格合理，使广大建筑企业的理想的建筑施工机械。 2、起重机技术性能 整机外形图 独立式
附着式 起重特性表 起重特性表 起重性能特性 起重特性曲线 起重力矩曲线
塔式起重机结构的静力学分析 摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS 引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危 险作业。目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。 塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的 典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。 1.塔式起重机的结构及性能参数 1.1塔式起重机的结构 塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。 机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。 金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。金属结构主要由门架、塔身、其中避、塔顶与塔顶撑架、平衡臂、转台等组成，其中门架是起重机的基础，所有物机和压重均装于其上。门架由两个侧架和一个长方形平台组成。塔身结构也成为塔架，是塔式起重机结构的主题，主要指自底架以上的垂直塔桅部分，它支撑着塔式起重机上部结构的全部重量，并将其转至底架和台车，进而分布给轨道基础。 电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。 在结构的力学分析中，主要分析塔身、塔臂和塔顶的杆件受力。 1.2性能参数 起重能力：Rmax =50 m ，Q =1.2 t R=2~15.44 m ，Q=5 t 起升速度： 100/80/50/40/5 m/min 回转速度： 0.6/0.4 r/min 变幅速度： 45/16 m/min 2.创建塔式起重机的有限元模型 塔机的金属结构主要包括塔顶、起重臂架、平衡臂、变幅小车、吊钩以及上下转台等组成．根据塔机设计规范的规定，建立塔机结构几何模型过程中，忽略结构阻尼，不考虑非线性关系和过渡圆角．为了有限元建模更加合理，应考虑：模型能全面准确地反映塔机结构特点；模型受力应与塔机在工作时外载荷作用
塔式起重机设计毕业设计 目录 第一章关于塔式起重机…………………………………… 1.1 设备特点与安全装置 (1) 1.2 塔式起重机的安全使用与管理…………………（1-4） 1.3 塔式起重机的检验要点 (5) 第二章塔机小车吊臂设计………………………………… 2.1吊臂的主要结构形式及主要寸 (5) 2.2 吊臂的主要材料 (5) 2.3 吊臂的机构形式 (5) 2.4 吊臂的尺寸…………………………………………(5-6) 2.5 吊点位置的确定 (6) 2.6 吊臂运输单元划分…………………………………(6-7) 2.7 吊臂计算简图、载荷、内力计算及在和组合 (7) 2.8 吊臂自重小车及变幅机构引起的内力………… (7-8) 2.9 吊重引起的内力……………………………………(8-10) 2.9.1 水平反力HA(HB)产生的偏心弯矩…………… (10-11) 2.9.2 风载引起的内力…………………………… (11-12) 2.9.3 回转水平惯性力……………………………… (12-13) 2.9.4 起升绳牵引力产生的轴心压力 (13) 2.9.5 小车轮压产生下弦局部弯矩 (14) 第三章吊臂截面的选择计算………………………
3.0 吊臂的几何特征尺寸计算…………………… (14-19)
3.1 整体稳定性的计算……………………………(19-23) 3.2 单肢(上、下弦杆)验算………………………(23-26) 3.3 缀条的计算……………………………………(26-28) 3.4 整体强度计算…………………………………(28-29) 参考文献……………………………………………………… 致谢……………………………………………………………
许可证号码：TS2432002-2012 ISO9001：2000国际质量体系认证 认证证书号00207Q11667R0M QTZ160（6518）塔式起重机 使用说明书 江苏通联建设机械有限公司 致用户 感谢您选购和使用本公司的塔式起重机！ 为了使您正确使用与维护该设备，操作前敬请仔细阅读本使用说明书，并妥善 保管，以备查询。 本使用说明书中标有“注意：”的语句，涉及到施工的安全，敬请注意。 本公司致力于产品的不断完善，产品的某些局部结构或个别参数更改时，恕不另 行通知。如有疑问，请与本公司联系。 出厂编号： 出厂日期： 目 录 本公司致力于塔机的不断完善，满 足用户的各种需求，随机文件变化频繁。 该编号的随机文件与该编号的主
概述...........................................1～8 第一篇塔机的安装 第一章立塔.................................1～35 第二章拆塔.................................1～4 第二篇塔机的使用与维护 第一章塔机安全操作规程..................... 1～3 第二章机构及电气操作....................... 1～5 第三章安全保护装置......................... 1～4 第四章保养与维修........................... 1～5编制： 校对： 审核：
概述 QTZ160（6518）塔式起重机，是江苏通联建设机械有限公司按新标准JG/ T5037《塔式起重机分类》标准设计的新型塔式起重机。 QTZ160（6518）塔机为水平起重臂，小车变幅，上回转自升多用途塔机。该机特色有： 1.性能参数及技术指标国内领先，达国际先进水平，最大工作幅度65m，最大起升高度200m。 2.整机外型为国际流行式，非常美观，深受国内外用户的喜爱。 3. 工作方式多，适用范围广。该机有基础固定，外墙附着等工作方式，适用各种不同的施工对象。支腿独立固定式的起升高度为52m，附着式是在独立式的基础上，增加标准节和附着装置即可实现。附着式的最大起升高度为200m，超过200m可以商议。 该机还有内爬式、底架压重固定式和轨道行走式，用户需要请订货时说明。 4变幅机构、回转机构采用当今国际上最先进的变频无级调速方案，工作速度高，调速性能好，工作更加平稳可靠。 5. 电器控制系统采用专业电器厂引进国外先进技术生产的电器元件，寿命长，故障少，维修简单，工作可靠。 6.各种安全装置齐备，且为机械式或机电一体化产品，适应于恶劣的施工环境，能确保塔机工作可靠。 7. 设计在坚持切实符合国情，确保安全可靠原则的同时，尽可能地吸收采用国内外成熟可靠的先进技术，来提高整机的技术水平，采用成熟可靠的先进技术有： 1) 专业电器厂生产的电器元件；
TS2432002-2012许可证号码：国际质量体系认证：2000 ISO900100207Q11667R0M 认证证书号 6518）塔式起重机 QTZ160 （
使用说明书 江苏通联建设机械有限公司 致用户 感谢您选购和使用本公司的塔式起重机！ 为了使您正确使用与维护该设备，操作前敬请仔细阅读本使用说明书，并妥善保管，以备查询。 本使用说明书中标有“注意：”的语句，涉及到施工的安全，敬请注意。
本公司致力于产品的不断完善，产品的某些局部结构或个别参数更改时，恕不另行通知。如有疑问，请与本公司联系。 本公司致力于塔机的不断完善，满足用 户的各种需求，随机文件变化频繁。出厂编号： 该编号的随机文件与该编号的主机一一出厂日期：对应，切忌混用！即使是同型号塔机，也不保证适用！ 录目 概述...........................................1～8 第一篇塔机的安装 第一章立塔.................................1～35 第二章拆塔.................................1～4 第二篇塔机的使用与维护
第一章塔机安全操作规程..................... 1～3 第二章机构及电气操作....................... 1～5 第三章安全保护装置......................... 1～4 第四章保养与维修........................... 1～5 编制： 校对： 审核： 概述 QTZ160（6518）塔式起重机，是江苏通联建设机械有限公司按新标准JG/ T5037《塔式起重机分类》标准设计的新型塔式起重机。 QTZ160（6518）塔机为水平起重臂，小车变幅，上回转自升多用途塔机。该机特色有： 1.性能参数及技术指标国内领先，达国际先进水平，最大工作幅度65m，最大起升高度200m。 2.整机外型为国际流行式，非常美观，深受国内外用户的喜爱。 3. 工作方式多，适用范围广。该机有基础固定，外墙附着等工作方式，适用各种不同的施工对象。支腿独立固定式的起升高度为52m，附着式是在独立式的基础上，增加标准节和附着装置即可实现。附着式的最大起升高度为200m，超过200m可以商议。 该机还有内爬式、底架压重固定式和轨道行走式，用户需要请订货时说明。 4变幅机构、回转机构采用当今国际上最先进的变频无级调速方案，工作速度高，调速性能好，工作更加平稳可靠。 5. 电器控制系统采用专业电器厂引进国外先进技术生产的电器元件，寿命长，故障少，维修简单，工作可靠。 6.各种安全装置齐备，且为机械式或机电一体化产品，适应于恶劣的施工环境，能确保塔机工作可靠。 7. 设计在坚持切实符合国情，确保安全可靠原则的同时，尽可能地吸收采用国内外成熟可靠的先进技术，来提高整机的技术水平，采用成熟可靠的先进技术有： 1) 专业电器厂生产的电器元件；
动臂式塔吊 我国90年代以来，特别是近年超级摩天建筑的崛起势不可挡。深圳地王大厦位于城市金三角地段，主楼采用钢、混凝土组合结构，用钢2.5万吨。大厦于1993年4月开工，历时三年，耗资40亿港元，完成总计69层、建筑面积26.6万平方米、高384米的建筑，成为当时亚洲第一高楼。工程施工总承包商日本熊谷组引进2台起重量达50t的法福克大型自升式动臂塔机m440d，创造了9天4层楼的钢结构安装新速度，开创了大型动臂塔机在我国超高层钢结构施工的新纪元。从此，伴随着城市建设的迅猛发展，大型自升式动臂塔机已经和中国城市标志性建筑越来越紧密的联系在了一起。 特别是预计2009年封顶的东莞台商会馆，使用了湖南江麓机电科技有限公司生产的qtd480动臂塔机，该机于2007年按照国家和行业标准，参照国际标准设计并于2008年初制造投产，第一台已经于08年4月份安装在东莞第一高楼工程。该机各项技术性能先进：起升高度（独立高度）45米，固定附着安装高度达399米、最大起重量32吨。是目前国内性能突出的大型动臂塔机。 此外，湖南中联08年5月推出了tcr6055动臂塔机，起重力矩达到640t.m，抚顺永茂也将推出stl720 同类塔机。 这里说的大型动臂式塔机，已经不是传统意义上的下回转、非自升式动臂式塔机，而是代表着大起重量、大起升高度、大起升速度的当代重型建筑起重机。就上述典型工程施工来说，大型动臂式塔机是其首选，甚至是唯一选择。能够创造如此多“第一”的大型动臂塔机必然有其在性能、结构、应用技术等方面 的特殊性，必然有其在安全使用方面的特殊要求。 1性能参数 大型动臂塔机除具备外爬、内爬、行走功能外，特殊功能 （1）大起重量 现代大型建筑工程采用了钢或钢、混凝土组合结构，吊装单元的重量大大提高，异型、组合结构通常达到32吨，最大达到80余吨。因此，大型动臂塔机配置重型主起升系统，最大起重量通常在32至100吨。 （2）大起升高度 由于采用了特殊的爬升体系，起重机可随建筑结构整体爬高，起升高度大幅度提高。 （3）大起升速度 起升结构大功率，特别是采用了自备的内燃机拖动方案，带负荷起升速度超过100m/min。 2结构特性 （1）吊臂起伏角度大，尾部回转半径小 大型动臂式塔机吊臂起伏角度在17至83度之间，大大拓宽了设备的能力和工作范围。相对于水平臂塔机，吊臂的大仰角相当于增加了塔身的高度，有效扩展的工作范围几乎是以吊臂长度为半径的半球体空间。这对于结构主体施工以及主体结构上高耸构件吊装具有重要意义。尾部回转半径在8至11米之间，这在群塔作业、城市狭小作业空间施工提供了更多的选择，在城市中心区、超高层建筑工程施工甚至是唯一选择。但另一方面，由于吊臂起伏引起两个方面的问题。其一，吊臂自重弯距变化大。如m440d安装55米吊臂，当由最小幅度变化到最大幅度时，其自重弯距变化超过300t.m（安装82米臂的m1280d塔机自重弯距变化甚至超过1000t.m），吊臂自重弯距变化对整机平衡影响很大。因此大型动臂式塔机吊臂设计采用高强度结构钢，最大限度地减轻臂架重量而增加吊重，提高吊重与机重的比例系数。其二，吊臂迎风面积增加大。由最大幅度变化到最小幅度时，相对于臂根铰点，其吊臂迎风面积增加3.4倍。因此无论大型动臂式塔机处于工作状态或非工作状态，风载荷对塔机安全影响更大，并且这种影响是变化的、动态的，容易为操作及管理者忽视而造成重大事故。这一点在“安全预警”中进一步讨论。 （2）吊臂稳定性好，安装幅度范围大 大型动臂式塔机吊臂设计采用“杆”结构，相对于水平臂塔机“梁”结构稳定性能更好，吊臂结构占整机结构重的比例更小，而最大起重量则更大。因此，常规大型动臂式塔机起重能力都能够达到30至100吨，有效的解决了超高钢结构工程对起重机大起重能力的要求。另外，由于塔机吊臂设计采用“杆”结构，吊臂安装幅度范围更大。为使用提供更多灵活选择，可以供不同工程选择，也可以在同一工程的不同阶段
一．问题分析 题目：平头式塔机起重机平衡臂设计 载荷确定 1.臂架自重参考同类型产品根据比例假定臂架自重3T 2.配重由任务书知配重为15.7T 3.起升机构重量为2.7T 4.风载荷按照我国《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-92) Pw=CwPwA Cw为风力系数，查表Cw=1.3 Pw为计算风压，查表的Pw=250Mpa A为迎风面积A=A1+A2 A1=w1*A11 A1=W1*A11 A2=w2*A2 取w1,w2为0.4 η=0.4 A1=HL A1=w1*H*L=4㎡ A2=w2*H*L*η=1.6㎡ A=5.6㎡ Fw=1820N 风力除以臂架长度迎风面取100N/m，挡风面积取30N/m 5.其他水平力 回转惯性力T=0.1*Q(Q为配重)T=0.1*15.7T*g=15700N 该平衡臂机构采用格构式等三角形，上弦采用圆钢管或方管，下弦采用两个箱形截面，每个箱形截面可由两个角钢（或槽钢，钢板焊接而成） 材料选择： 该塔机功率较大配重达15.7T，故初选材料Q345B.弹性模量，210e9Mpa，泊松比0.3。钢材密度为7850kg/m3 结构分析： 手工初步计算时将该平衡臂简化为悬臂梁然后初选截面尺寸，确定臂架结构。然后根据所受载荷以及约束条件，经过强度，刚度以及稳定性计算各结构精确尺寸。最后要进行载荷校核优化结构尺寸。 有限元分析时由于平衡臂受水平方向载荷以及竖直方向上载荷而且结构为空间立体结构故简化模型应为三维模型梁结构。 约束条件：平衡臂与塔身连接，两根下肢与塔身铰接需要限制五个自由度（仅绕Z轴旋转自由度未被限制），上主肢也与主肢铰接，但考虑到他们实际连接性状上主肢塔身连接可等效为仅仅限制X轴方向上的自由度。 载荷条件： 设计计算应在最恶劣载荷条件下计算，在竖直平面内受自重及平衡自重。臂架自重通过密度及重力加速度实现平衡重自重则用均布载荷代替。水平平面受风载荷以及回转惯性力，风载荷通过均布载荷实现，挡风面所受载荷为迎风面0.3，回转惯性力通过水平横向均布载荷代替。卷筒水平力该力较小且忽略该力臂架受力仍为最恶劣受力状态简化受力模型忽略该力。二．实验过程 1.单元选择 根据平衡臂结构特征把平衡臂杆件处理成梁单元。选择beam188单元进行模拟就可以满足分析要求。下面对beam188单元进行简介：
设计题目：QTZ40塔式起重机总体及塔身的优化设计设计人： 设计项目计算与说明结果 前言 塔式起重机概述 塔式起重机发展情况 第1章前言 1.1 塔式起重机概述 塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。在工业与民用建筑施工中塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧地减小。因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点： 1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。 2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。 3.要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 QTZ40型自升式塔式起重机，其吊臂长40米，最大起重量4吨，额定起重力矩40吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。整机结构不算太大，可满足中小型施工的要求。 本机以基本高度（独立式）30米。用户需高层附着施工，只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。 1.2 塔式起重机发展情况 塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，1923年成
塔式起重机安全使用和 日常维护 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
塔式起重机安全使用和日常维护1、塔机的选型和对操作人员的要求 选择塔机的要求：塔机在覆盖范围内（即臂长、吊臂最小和幅度为最大时）的起质量、提升速度、塔机的独立高度、最大提升高度等技术参数，均需根据施工现场的实际情况和安全需要而确定。若所选的能力过大，将造成资源的浪费；反之，又全带来使用和安全上的问题。 对操作者的要求：责任心强，技术好。因为在塔机的使用过程中，难免会出现各种各样的故障，但首先发现故障的一般应是现场第一线的操作人员，如果该操作人员能够及时发现和处理故障，这样，既能保证安全施工，又能节约维修时间，利于管理，反之，则很难推断。 2、安全使用要求 塔式起重机的安全问题，直接关系到工程的施工进度和质量，以及企业的形象、声誉和社会影响等，至关重要。介绍塔机安全使用要点如下： 对塔式起重机的使用，应遵守国家主管部门颁发的规程和条例，同时还要遵守使用说明书中的有关规定：塔机工作环境温度为-20~40摄氏度，最大工作风压为205N/m2，当风速超过6级时应停止使用；同一施工现场安装两台以上塔机时，应注意塔机的相互位置，采取不同的标高作业，以免塔机的起重臂、平衡臂互相碰撞发生事故；塔机上的安全装置，即高度、变幅、回转、起质量和力矩的限制器等，其中最后两项更加重要，检测中若这两项不合格，将视为整机不合格，因为它起到保证
整机安全及防止塔机倾翻的作用。如某施工现场，塔机的力矩限制器失灵了也不更换，而操作人员误认为，日常只不过吊800-1000kg物料，不会出什么危险，结果在一次起吊物料的过程中，由于当时施工现场地较为狭窄，吊物时因操作者视线受阻，使吊物挂在建筑物的钢筋上，造成塔机机架剧烈晃动，险些发生重大安全事故，幸亏地面工作的司索工及时通报操作者，立刻停机处理才避免塔机出现倾翻事故。可见，塔机上的所有安全装置均必不可少，必须经常检查，并保证所有的安全装置完好、灵敏、可靠。
动臂塔式起重机及其发展趋势 Present situation and the development trend of luffing jib to wer crane 林贵瑜1，史勇2 LIN Gui-yu, SHI Yong （1.东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004； 2.沈阳三洋建筑机械有限公司，辽宁沈阳110044） ［摘要］简述了动臂塔式起重机的发展历史与现状，着重从结构、设计方法、应用及自动控制方面叙述了动臂塔式起重机的未来发展，提出应加强设计原理方面的研究，站在设计哲学的高度，审视未来的设计。 ［关键词］起重机；动臂塔式起重机；发展趋势；人性化设计 1动臂式塔机的发展与应用 动臂式塔机（即俯仰臂架塔机）是历史上最早出现的塔机型式，其经历过一段辉煌的历史。从工业建筑到民用建筑，从造船厂到港口码头，从钢结构建筑到电站建设，动臂式塔机都发挥了巨大的作用。回顾动臂式塔机的发展历程，不仅受一个国家工业水平的限制，同时又和一个国家的经济发展、文化及整体的科学技术水平相关。二次世界大战之后，战后重建带动了塔机的发展，此时的建筑物高度不高，轨行式、下回转的动臂式塔机占有统治地位。20世纪50年代，随着高层建筑的增多，出现了上回转自升式动臂塔机。20世纪60年代，大中型塔机中，动臂式塔机的市场份额占近70%左右。但是从20世纪70年代开始，小车变幅塔机取代了动臂式塔机的地位。 为了适应市场的需求，要求塔机具有更大的灵活性，澳托·凯赛尔（Otto Kaiser）在20世纪60年代提出了一种不同寻常的塔机概念—HBK系列折曲臂架式塔机，即可实现小车变幅/动臂变幅的混合体，大大提高了设备的利用率，使塔机设计向人性化设计迈出了坚实可靠的一步。其好处是：当塔机处于小车变幅臂架位置时，其工作幅度最大；当仰起臂架时，在不额外增加塔身节的情况下，其臂架在几分钟内就可以转变为增加塔身的高度，大大拓宽了设备的功能和工作范围，适用于冷却塔、电视塔及摩天大楼等建筑物的施工。折曲臂架式塔机的出现，使小车变幅式和动臂变幅式塔机的界限不再分明，但其制造成本较普通塔机要高。 随着经济的发展，建筑楼群的密集，使塔机的工作空间受限。基于高层建筑的发展，新制定的领空权许可制度及跨占邻居领地产生的纠纷等因素，迫使人们改变已有的传统观念，从小车变幅改变为臂架俯仰，为塔机作业创造有利空间，推动了各种类型动臂塔机的改造和发展，全世界塔机生产厂家在设计时都考虑了这些因素，研制出了相应的改进型塔机。对动臂塔机而言，当动臂变幅时，由此会产生附加的静载力矩，想办法平衡这一力矩会大大提高塔机的起重能力，这显然是非常重要的。在机械上解决方法是移动配重，并与动臂仰俯时所需配重相适应。所采取的方法有以下3种：①钢丝绳移动配重方法；②利用连杆的作用，