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关于自升式塔式起重机的分析

2011-06-07 02:34:06本站

  1平衡重安装方式的改进

  GB9462―1999《塔式起重机技术条件》中的4.2.1.6规定:"塔机上应设置安装平衡重压重的合适位置及可靠的固定方法".塔机的平衡重多数安装在塔机平衡臂的主肢上,考虑塔机平衡重在浇注过程中的制造误差,塔机平衡重之间一般均会留有一定的间隙。在塔机平衡臂主肢上焊接高度大约为40mm的小槽钢,可用来定位平衡重。安装平衡重时,先在平衡重两侧的销孔内各穿入一销,然后将销轴搁置在平衡臂主肢上相应的小槽钢内,平衡重的上部通过连板相互连接。这种连接方式不仅较为复杂,而且平衡重之间留有间隙。在使用过程中,水泥块配重易摇摆,碰撞并产生碎屑;在浇注过程中,如果不注意连板安装连接板的位置尺寸,还易造成平衡重上部的连板连接不上的现象,存在一定的安全隐患。

  如果对塔机平衡臂上平衡重的安装方式做一些改进,就可以很好地解决上述问题。将平衡臂主肢上的小槽钢用斜度较小,较长的斜块来代替,可以取消平衡重上部的连板和相应的连接板,改进后依靠斜块的角度可把所有的平衡重挤紧形成一个整体。考虑到平衡重在浇注过程中的制造误差,在平衡臂结构的后部留出大约100mm的空间。斜块角度不易过大,在设计斜块的角度时,要考虑平衡重对安装平衡重的横梁的冲击力。通过实际的运用,可以通过减小斜块的倾斜角并只需略加大横梁尺寸,然后在横梁与平衡重接触面上焊接4块垫板来改善横梁的受力,达到既节约材料又改善横梁受力过于集中的目的。

  2爬升架结构及顶升加节防脱装置的改进

  自升式塔式起重机通常通过爬升架,液压系统,爬升架顶升横梁和爬爪,以及标准节来实现塔机的顶升加节。以往的爬升架结构的不足之处有:

  (1)爬爪安装在爬升架结构的下部横梁上,在中部横梁上安装有一个拉手。使用时,拉动拉手来控制爬爪,这种形式反应慢,爬爪动作不到位,操作不方便。

  (2)顶升横梁没有防脱功能,塔机顶升横梁两端的销轴固定在横梁上,不能伸缩。顶升时,顶升横梁搁置在标准节踏步圆弧上,液压缸顶升横梁存在从踏步圆弧上脱落出来的可能。

  GB5144―2006《塔式起重机安全规程》中6.11明确规定:"自升式塔机应具有防止塔身在正常加节,降节作业时,顶升横梁从塔身支撑中自行脱出的功能".经过对标准的仔细研究,并借助到上海baumaChina参展的机会,学习和借鉴了国内外优秀塔机生产厂家的制造经验,经过综合研究,提出了改进设想:

  (1)改变爬爪的安装位置,将爬爪从爬升架下部横梁移到中部横梁上,这样操作人员站在平台上就可以直接扳动爬爪。

  (2)改变顶升横梁及踏步的结构形式,使顶升横梁的销轴不仅能够搁置在标准节踏步的孔内,在顶升换步的过程中,还必须能够从踏步孔内脱出。

  在改进的同时,以下两点是必须考虑的:

  (1)由于已投入使用的原标准节的数量相当多,在改进踏步时,必须考虑到新,旧标准节配套的问题。

  (2)由于改进涉及爬爪,塔机爬升架结构,液压缸行程,顶升空间高度等,要想顶升加节成功,必须充分考虑上述部件的配合。

  在这种思路的指导下,对爬升架的结构和踏步的形状做了如下改进:设计新式踏步的时候,考虑新,旧标准节配套使用的问题,保留了踏步上方的圆弧尺寸位置,采取加大踏步长度方向的尺寸,减小倒角的方式来设计新式踏步。先初步定出踏步上销轴孔的大概位置尺寸,再考虑液压缸的行程是否够用,验算液压缸最终能否顶出足够的空间高度,以及爬升架滚轮的位置是否符合标准要求。初步确定爬升架上部安装液压缸座的横梁位置和爬爪在中部横梁上的安装位置,进行相关的计算分析,确定最终方案。

  最终的改进结构为:在原有踏步圆弧下方大约100mm的位置设计一个与圆弧半径相等的孔,然后将爬升架上部安装液压缸座的横梁中心位置下移。

  在爬升架中部横梁及下部横梁上均焊有安装爬爪的耳板位置,在使用时,若客户要求新,旧标准节互换,则将爬爪安装于下部横梁处;若不用,则将爬爪安装在中部横梁处。改进后,在不需更换液压缸的情况下,该爬升架不仅可以适用于新标准节,还可以适用于旧标准节,并且塔机具有了防止塔身在正常加节,降节作业时,顶升横梁从塔身支撑中自行脱出的功能。

  3圆板连接基础节的研制开发

  塔机基础一般会有一种固定支腿连接形式的基础连接方式,通过连接套采用标准节螺栓将基础节与固定支腿连接起来,或者采用地脚螺栓加井字底架连接的基础连接方式。经过分析发现,如果将这两种连接方式综合考虑,可以得出一种更节约材料,更方便的连接方式,即将传统的基础节下部的连接套取消,采用一种圆板加筋板的连接形式。在每一根主弦杆下方焊接一块大圆板,大圆板通过筋板与主弦杆相连,在每块大圆板上加工4个孔,根据机型的基础受力不同选用适合的地脚螺栓进行安装。如QTZ80型塔机孔的直径为Φ42,采用M39地脚螺栓进行预埋。这样对于生产厂家来讲,可以节省4个固定支腿,对用户而言,安装更加方便。

  4改进后取得的实际应用效果

  目前,这些改进已在江汉建筑工程机械有限公司生产的QTZ80及QTZ63系列塔机上推广应用。改进后的塔机,整机设备运行良好,安装更加方便,使用过程中安全性和可靠性大大提高,得到了广大用户的认可。

  

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