【正文】 自升塔式起重機(jī)上用的力矩限制器大都裝設(shè)于塔帽結(jié)構(gòu)主弦桿處。它的工作原理為：塔式起重機(jī)負(fù)載時(shí)，塔帽結(jié)構(gòu)主弦桿便會(huì)因負(fù)載而產(chǎn)生變形。當(dāng)載荷過(guò)大超過(guò)額定值時(shí)，主弦桿產(chǎn)生顯著變形。此變形通過(guò)放大桿的作用而使螺釘壓迫限位開(kāi)關(guān)觸頭的壓鍵，從而切斷起升機(jī)構(gòu)的電源。力矩限制器主要有傳感器裝置，吊臂長(zhǎng)度檢測(cè)裝置，吊臂仰角檢測(cè)裝置，運(yùn)算系統(tǒng)及顯示部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)所組成。力矩限制器通過(guò)檢測(cè)裝置當(dāng)時(shí)的吊臂長(zhǎng)度和吊臂對(duì)水平面的傾角，并輸入到運(yùn)算系統(tǒng)內(nèi)，計(jì)算出當(dāng)時(shí)的工作幅度，然后根據(jù)相應(yīng)的“幅度起重量特性曲線(xiàn)”計(jì)算出當(dāng)時(shí)允許起升的最大載荷，并以此作為額定值。裝設(shè)在變幅液壓缸上的傳感器裝置測(cè)得反應(yīng)總力矩的信號(hào)，送入運(yùn)算系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過(guò)計(jì)算后得出起升載荷的實(shí)際值。當(dāng)實(shí)際值大于額定值時(shí)，起重機(jī)已處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)，這時(shí)力矩限制器會(huì)發(fā)出聲響和燈光警報(bào)。5. 風(fēng)速儀風(fēng)荷是塔式起重機(jī)的基本載荷，風(fēng)荷與風(fēng)速有關(guān)，還會(huì)隨高度升高而增大。因此，風(fēng)速儀是一種極其重要的安全預(yù)警裝置，對(duì)每臺(tái)自升式塔式起重機(jī)均是必備之物。風(fēng)速儀應(yīng)安裝在塔機(jī)頂部至吊具最高位置間的不擋風(fēng)處。6. 鋼絲繩防脫裝置GB5144《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》規(guī)定：滑輪、起升卷筒及動(dòng)臂式塔機(jī)的變幅卷筒應(yīng)設(shè)有鋼絲繩防脫裝置，該裝置與滑輪或卷筒側(cè)板最外緣的間隙不得超過(guò)鋼絲繩直徑的20% 。除此之外還有許多電子安全裝置，用以保證工人工作的安全，使他們?cè)诎踩?、舒適的環(huán)境下工作。7. 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)是塔機(jī)最重要的組成部分之一。電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到塔機(jī)使用的可靠性。塔機(jī)的電氣系統(tǒng)是由大量的電氣元件組成的，從設(shè)計(jì)角度講，可以簡(jiǎn)單地為三個(gè)組成部分：1） 驅(qū)動(dòng)元件部分，如電動(dòng)機(jī)、電磁聯(lián)軸節(jié)、電磁離合器、電磁制動(dòng)器、渦流制動(dòng)器；2） 控制元件部分，如接觸器、中間繼電器、延時(shí)繼電器、整流器、變壓器、電阻器、電容器、斷路器、主令控制臺(tái)、按鈕；3） 保護(hù)元件部分，如過(guò)電流繼電器、熔斷器、相序保護(hù)器、壓敏電阻、以及限位器等裝置。 總體設(shè)計(jì)原則 整機(jī)工作級(jí)別塔式起重機(jī)的工作級(jí)別與它的利用等級(jí)（工作頻繁程度）和載荷狀態(tài)（受載荷的輕重和頻繁程度）有關(guān)。根據(jù)使用狀態(tài)由GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》P60附錄C表C1選取本次設(shè)計(jì)的QTZ40自升式建筑用塔機(jī)的利用等級(jí)為U4(經(jīng)常輕負(fù)荷使用)，載荷狀態(tài)為Q2（中—有時(shí)起吊額定載荷，一般起吊中等載荷），起升等級(jí)為HC2，工作級(jí)別為A4,名義載荷譜系數(shù)Km=。 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)和載荷狀態(tài)分為六級(jí)：M1 M6。機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)工作總時(shí)間分為六級(jí)：T1 T6。機(jī)構(gòu)工作總時(shí)間規(guī)定為機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視為保用期。機(jī)構(gòu)的載荷狀態(tài)表明機(jī)構(gòu)受載的輕重程度，按載荷譜系數(shù)分為三級(jí)：L1 L3。由塔式起重機(jī)使用手冊(cè)P31表231及GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》P77附錄L表L1取定起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別如表22所示：起升機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)頂升機(jī)構(gòu)Km=Km=Km=Km=T4L2M4T4L3M3T3L2M3T1L2M1表22工作機(jī)構(gòu)級(jí)別 T―機(jī)構(gòu)利用等級(jí)；L―機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)； M―機(jī)構(gòu)工作級(jí)別；Km―名義載荷譜系數(shù)采用前傾截錐柱式塔頂采用小車(chē)變幅水平臂架選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為6m，另加上2m長(zhǎng)的延接節(jié)采用正三角形截面上弦選用20號(hào)無(wú)縫圓鋼管、下弦選用角鋼采用雙吊點(diǎn)采用平面框架式平衡臂采用固定式平衡重采用鋼筋混凝土式平衡重采用方形斷面結(jié)構(gòu)采用三角形采用套柱螺栓聯(lián)接采用整體式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)選用球式回轉(zhuǎn)支承采用帶撐桿的x底架采用上頂升加節(jié)接高采用側(cè)頂式選用x基礎(chǔ)采用電力傳動(dòng)選用多速電機(jī)起升機(jī)構(gòu)選用圓柱齒輪減速器采用塊式制動(dòng)器回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用單回轉(zhuǎn)采用水平臂小車(chē)變幅選用多速電機(jī)變幅機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為A4起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別依次為MMMM1設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算與說(shuō)明結(jié)果主要技術(shù)性能參數(shù)平衡重的計(jì)算起重機(jī)各部件對(duì)塔身的中心力矩起重特性曲線(xiàn)各幅度時(shí)起重量起重特性曲線(xiàn)塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算工作工況Ⅰ平衡臂風(fēng)力計(jì)算風(fēng)力系數(shù)選取由平衡臂的設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算迎風(fēng)面積風(fēng)力計(jì)算起升機(jī)構(gòu)的風(fēng)力計(jì)算平衡重風(fēng)力計(jì)算起重臂風(fēng)力計(jì)算牽引機(jī)構(gòu)風(fēng)力計(jì)算塔頂風(fēng)力計(jì)算上下支座風(fēng)力計(jì)算塔身風(fēng)力計(jì)算工作工況Ⅱ平衡臂風(fēng)力計(jì)算起升機(jī)構(gòu)風(fēng)力計(jì)算平衡重風(fēng)力計(jì)算起重臂風(fēng)力計(jì)算牽引機(jī)構(gòu)風(fēng)力計(jì)算塔頂風(fēng)力計(jì)算上下支座風(fēng)力計(jì)算塔身風(fēng)力計(jì)算非工作工況Ⅲ平衡臂風(fēng)力計(jì)算起升機(jī)構(gòu)風(fēng)力計(jì)算平衡重風(fēng)力計(jì)算起重臂風(fēng)力計(jì)算牽引機(jī)構(gòu)風(fēng)力計(jì)算塔頂風(fēng)力計(jì)算上下支座風(fēng)力計(jì)算塔身風(fēng)力計(jì)算起重機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算工作工況Ⅰ平衡臂部分起重臂部分塔身部分基礎(chǔ)部分工作工況Ⅱ平衡臂部分起重臂部分塔身部分基礎(chǔ)部分慣性載荷坡度載荷風(fēng)載荷非工作工況Ⅲ平衡臂部分起重臂部分塔身部分基礎(chǔ)部分風(fēng)載荷工作工況Ⅳ平衡臂部分起重臂部分塔身部分基礎(chǔ)部分風(fēng)載荷固定基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算 主要技術(shù)性能參數(shù)1. 額定起重力矩 40tm2. 最大起重力矩 3. 最大起重量 4t4. 起升高度 固定式 30m 附著式 100m5. 工作幅度 Rmax=40m, Rmin=2m6. 小車(chē)運(yùn)行速度 38m/min, 19m/min7．起升特性參數(shù)表如表23所示：表23起升特性參數(shù)表倍率a=2a=4起重量(t)空鉤2244速度(m/min)92611430208. 頂升速度 m/ min 。 平衡重的計(jì)算上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)應(yīng)按塔身受載最小的原則確定平衡重的質(zhì)量。平衡重的設(shè)計(jì)要求：滿(mǎn)載工作時(shí)，塔身承受的前傾彎矩接近于空載非工作狀態(tài)時(shí)塔身的后傾彎矩。工作狀態(tài)的前傾彎矩為：吊臂自重引起彎矩M吊臂拉桿引起彎矩M變幅機(jī)構(gòu)引起彎矩M3及最大起重力矩Mmax之和減去平衡臂引起彎矩M起升機(jī)構(gòu)引起彎矩M平衡重引起彎矩M6，即：M= M1+ M2+ M3+ Mmax M4 M5 M6 非工作狀態(tài)時(shí)的后傾彎矩為：平衡臂引起彎矩M起升機(jī)構(gòu)引起彎矩M平衡重引起彎矩M6之和減去吊臂自重引起彎矩M吊臂拉桿引起彎矩M2及變幅機(jī)構(gòu)引起彎矩M3，即：M*= M4+ M5+ M6 M1 M2 M3由M=M*得：M1+ M2+ M3+ Mmax M4 M5 M6= M4+ M5+ M6 M1 M2 M3即 M6= + M1+ M2+ M3 M4 M5QTZ40起重機(jī)參照同類(lèi)型塔機(jī)，各部件參數(shù)見(jiàn)表24：表24 起重機(jī)各部件對(duì)塔身的中心力矩序號(hào)名稱(chēng)重量(t)坐標(biāo)X(m)力矩(tm)1平衡臂2起升機(jī)構(gòu)3平衡臂拉桿4吊臂拉桿短桿長(zhǎng)桿總計(jì)5變幅機(jī)構(gòu)6變幅小車(chē)407吊鉤組408物品140409液壓頂升機(jī)構(gòu)110平衡重G611吊臂第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)第七節(jié)總計(jì)12塔頂 0013上下支座0014上接盤(pán)0015回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)0016司機(jī)室0017套架0018塔身0019總計(jì)+ G6根據(jù)參數(shù)代入公式得：M6=+++ =，平衡重為G6，則G6= 起重特性曲線(xiàn)在臂長(zhǎng)為40米時(shí)，起重量均按最大幅度40米時(shí)起重力矩為40噸米計(jì)算。由表25知,在幅度為40米時(shí)，物品、小車(chē)、吊鉤對(duì)塔身中心的力矩：M =40++= ()幅度為R時(shí)，物品、小車(chē)、吊鉤對(duì)塔身中心的力矩：M=(Q+)R ()由以上兩式得：Q = M /R ()滿(mǎn)載時(shí)Q=4 t ，求得： 滿(mǎn)載時(shí)幅度R= m其中： Q——起重量(t)M——最大起重力矩(tm)R——幅度(m)計(jì)算各幅度時(shí)起重量如下表26所示：表26各幅度時(shí)起重量(t)臂長(zhǎng)(m)40幅度(m)121314151617a2244幅度(m)18192021222426a224幅度(m)28303234363840a2141起重特性曲線(xiàn)如圖214所示：圖214起重特性曲線(xiàn) 塔機(jī)風(fēng)力計(jì)算在露天工作的塔式起重機(jī)應(yīng)考慮風(fēng)載荷，并認(rèn)為風(fēng)載荷是一種沿任意方向的水平載荷。起重機(jī)風(fēng)載荷分為工作狀態(tài)風(fēng)載荷和非工作狀態(tài)風(fēng)載荷兩類(lèi)。工作狀態(tài)風(fēng)載荷是塔式起重機(jī)在工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。非工作狀態(tài)風(fēng)載荷是塔式起重機(jī)在非工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》.《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，風(fēng)壓選擇如表27所示：表27 風(fēng)壓選擇序號(hào)適應(yīng)情況風(fēng)壓Pa1正常工作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)壓，用于計(jì)算結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度和