1.6.7塔式起重机工作机构:装配式建筑构件吊装

（1）顶升机构

目前，自升式塔式起重机顶升机构主要有液压顶升式、齿轮齿条顶升式。应用较多的是液压顶升式。

液压顶升机构是用于自升式塔式起重机塔身升高或降低的液压动力系统。通过电动机驱动液压泵，将电能转化成液压能，再经过控制阀驱动液压缸转变为机械能驱动负载，使下支座以上部分与塔身标准节脱开，来完成塔身的升高或降低。

液压顶升机构由电机、齿轮泵、手动换向阀、油缸、爬爪等组成。该机构操作方便，工作平稳，安全可靠。由于采用双向回油节流调速系统，能有效地控制下支座以上部分的顶升和回缩速度；在油路中装有液压锁（或限速锁），可保证液压缸工作过程中随时停留在任意位置，不致因瞬间停电或空气开关脱扣时，下支座以上部分自行下滑而发生危险。

（2）变幅机构

变幅机构可分为两种：运行小车式（简称小车式）变幅机构和吊臂俯仰摆动式（简称动臂式）变幅机构。

小车式变幅机构是利用小车沿吊臂水平移动来实现变幅的。它的优点是安装就位准确、变幅速度快、幅度利用率大，该变幅方式目前应用较广。牵引钢丝绳的一端缠绕固定在卷筒上，另一端固定在小车上，变幅时靠绳的一松一放来保证小车正常工作。

动臂式变幅机构是利用吊臂俯仰摆动来实现变幅的。它的优点是在建筑群的施工中不容易产生死角，拆装比较方便，它的缺点是幅度利用率低。

（3）回转机构

回转机构由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成。回转支承装置将整个回转部分（包括吊臂、司机室、平衡臂、起升机构等）支持在固定部分上，并承受起重机回转部分作用于它的垂直力、水平力和倾覆力矩。回转机构通过回转支承可使回转部分在左、右方向上做360°全回转。由于安装了回转限位开关，塔式起重机左、右回转运动一般限定为两圈。

回转支承装置按结构特点可分为：立柱式和转盘式两大类。

转盘式回转支承装置一般也可分为两种：支承滚轮式和滚动轴承式。

滚动轴承式回转支承装置是由球形滚动体、回转座圈和固定座圈组成。自升式塔式起重机上普遍采用滚动轴承式回转支承装置中的单排球式回转支承。该回转支承回转摩擦阻力矩小，承载能力大，高度低，结构紧凑，性能优良。

目前回转机构大体可分为以下几类：

① 绕线电机加液力耦合器的回转机构。该机构由立式绕线电机、液力耦合器、盘式制动器、立式行星减速器、输出小齿轮等构成。由于采用绕线式起重电机加电阻器起动，液力耦合器传动和直流盘式制动器，因此整个塔式起重机回转时，起动、制动平稳，无冲击，目前应用较广；但停车时有滑转，就位性能稍差，靠司机操作的熟练程度和技术水平来提高就位性能。盘式制动器处于常开状态，可用于塔机工作时的制动定位，以提高工作效率。

② 涡流制动绕线电机驱动的回转机构。该方案目前应用较多。控制系统设计合理时，就位性能比液力耦合器的方案稍好。

③ 变频无级调速的回转机构。回转机构是塔机惯性冲击影响最直接的传动机构，臂架越长，影响越突出。传统的有级变速机构无法解决这一难题，导致臂架、塔身的扭摆冲击大，电机停车后臂架溜车时间长，就位很困难，回转减速机容易损坏。变频无级调速的回转机构可以解决以上问题，其调速原理与变频无级调速的起升机构相同，优点是起动、制动极其平稳，就位迅速准确；但成本较高，一般应用在中、大吨位塔机上。(www.xing528.com)

（4）起升机构

起升机构是塔式起重机最重要的传动机构，用以实现重物的升降运动。它通常由电机、减速器、卷筒、制动器、离合器、钢丝绳、滑轮组、高度限位器等组成。

① 起升机构的穿绕系统。

起升机构的穿绕系统是传动的一部分，其起升钢丝绳的穿绕方法如图1-40 所示。起升钢丝绳的一端缠绕固定在卷筒上，另一端固定在吊臂端部，通过卷筒、钢丝绳、滑轮组，起升机构将电机的旋转运动转变为吊钩的垂直上、下运动。

② 滑轮倍率变换装置。

滑轮倍率变换装置的目的是为了使起升机构的起重能力提高一倍，而起升速度降低一半，这样起升机构能够更好地满足工作的需要。变换倍率的方法如下：将由四滑轮组成的四倍率吊钩降到地面，取出中间的销轴，然后开动起升机构，将吊钩上滑轮升到载重小车的下部固定住，这时吊钩滑轮由四倍率变为二倍率。利用同一原理，吊钩若需要从二倍率变为四倍率，只需将吊钩落地，放下吊钩上滑轮，用销轴连接即可。

图1-40　起升机构钢丝绳穿绕系统

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—吊钩；7—上滑轮；8—中间销轴

③ 起升机构的分类。

目前按照调速方式的不同，起升机构大体可分为以下几类：

A. 多速电机变级调速的起升机构。该机构一般是由三速电机、圆柱齿轮减速机、液压推杆制动器、高度限位器等组成。通过改变电机的极对数而改变电机的转速，使得整个机构具有高、中、低三挡转速，以实现高速轻载、低速重载的工作要求。调整卷筒尾部的高度限位器，可以实现吊钩在预定高度时，起升机构停止工作且抱闸制动，若想再次起动，则只能先下降吊钩。该机构具有调速比大，构造简单，操纵方便，应用较广的优点；但起动电流和换挡切换电流较大，使用受到一定限制。四绳最大起重量小于等于6 t 的中小型塔机以该方式调速为主。

B. 电磁离合器换挡的起升机构。采用带涡流制动的单速绕线转子电机驱动装有2～3 个电磁离合器的减速箱。靠电磁离合器换挡改变减速器的速比，靠带涡流制动的单速绕线转子电机串电阻获取较软的特性和慢就位速度。该起升机构的优点是运行比较平稳，调速比可以设计较大。但电磁离合器寿命短，可靠性差，减速器成本较高。该调速方式我国已采用几十年，现在已逐渐被淘汰。

C. 差动行星减速器加双电机驱动的起升机构。行星减速器的太阳轮由一台电机驱动，行星架由另一台电机经行星减速驱动，外轨道的内齿圈固定在起升卷筒上。卷筒转速取决于两台电机的转速和转向，同向快速，反向慢速。如果是单速电机，每台电机则有正转、反转和停止三种状态与另一台电机相配，因此速度挡位很多。如果用多速电机，速度挡位就更多了，这就是差动调速原理。差动行星减速器结构复杂，加上双电机，成本较高，大多数生产厂家都不采用该机构。

D. 涡流制动的多速绕线转子电机驱动的起升机构。采用多速电机驱动普通单速比减速器。带涡流制动的多速绕线转子电机彻底解决了起升机构起、制动和换挡时切换电流大的问题，有慢就位速度，功率可以比鼠笼电机用得大。具有调速范围大，起动冲击小，工作平稳，就位准确的优点。目前8～12 t 起升机构大多采用这种调速方式，不足之处是电机较昂贵。

E. 变频无级调速的起升机构。变频调速是目前塔式起重机中最先进的交流调速方式。变频调速的原理是通过改变电动机定子供电频率来改变同步转速而实现调速。它的特点是无级调速，慢就位速度可长时间运行，可以零速制动。具有调速范围宽，运行平稳无冲击，安装就位准确，能满足不同工况的需求的优点。由于软启动、软停止的功能降低了机械传动冲击，可明显改善钢结构的承载性能，延长钢结构和传动件的寿命，提高塔机的安全性。该调速方式由于成本较高，一般中小吨位起升机构应用少，大吨位应用较多，是今后发展的方向。