塔式起重機力矩限制器調試不準原因探討

黎秉恩，閻書軍

（1.南寧市騰安建機租賃有限責任公司，廣西 南寧 530001；2.廣西建工集團建筑機械制造有限責任公司，廣西 南寧 530001）

力矩限制器系塔式起重機（下簡稱為塔機）中最重要的安全裝置之一，其安裝、調試的準確性，關系到整臺塔機的安全運行。如果在調試中不準確，勢必影響到整機的安全性。調試安全系數太大，又不能充分發揮塔機的使用效率；但調試安全余度過小，又不安全。所以作為工程技術人員，認真研究分析塔機的力矩限制器，對于工程實際來說非常重要。然而我們在調試雙拉桿式塔機力矩限制器時發現：單拉桿式、平頭式（無拉桿式）塔機力矩限制器調試時是比較準確的，而調試雙拉桿式塔機力矩限制器往往很難。仔細比較會發現，隨著塔機的雙拉桿在臂架上的距離越遠，調試準確的難度越大。下面從力學分析的原因出發，分析雙拉桿式塔機力矩限制器調試不準的原因。

1 塔機與力矩限制器調試有關部件的力學模型

由分析可知，塔機所承受的力矩，跟塔機臂架、平衡臂、配重、起重量、吊鉤、變幅小車、鋼絲繩等等有關，同時也會隨著工作幅度的變化而變化。然而臂架、平衡臂、配重、吊鉤、變幅小車、鋼絲繩等系塔機固有部件，即對塔機所形成的力矩可以看成一個常數，不會隨起重量、幅度等變化而變化，為簡化起見，所以在下面的分析中不予考慮。

雙拉桿式、單拉桿式塔機塔頂節架一般都采用空間桁架結構，主肢與腹桿之間假設以鉸鏈的形式連接，塔頂節架和臂架的受力模型簡化如圖1、圖2、圖3。

圖1 單拉桿塔機受力模型

圖2 雙拉桿塔機受力模型

圖3 平頭塔機臂架受力模型圖

3種形式塔機力矩限制器安裝處的受力分析分述如下。

2 單拉桿塔機

對單拉桿塔機而言（如圖4），由

圖4 單拉桿塔機受力分析圖

式中，

Q幅度為X時塔機的額定起重總質量；

q吊具等總質量；

x工作幅度；

r臂架鉸點到回轉中心距離；

TA臂架拉桿的內力；

dA為B點到臂架拉桿的垂直距離；

N力矩限制器所在塔頂節架主肢的內力；

SA為O點到臂架拉桿的垂直距離；

d1為O點到力矩限制器所在塔頂節架主肢的垂直距離

又，對某塔機而言，

r、q、d1、dA、SA均為常量，由此假設

而（Q+q）（x-r）即為塔機相應幅度額定起重總質量加吊具系統總質量之和對臂架鉸點的力矩，由參考文獻[1]可知，（Q+q）（x-r）為塔機起重特性表的繪制時的恒力矩，也就是說N的大小與（Q+q）（x-r）成正比，即：力矩限制器所在塔頂節架主肢受力后變形與（Q+q）（x-r）成正比，

所以單拉桿式塔機力矩限制器調整時，是比較準確的。

3 雙拉桿式塔機

對雙拉桿式塔機而言（如圖5），由

圖5 雙拉桿塔機受力分析圖

∑MB=0可知，

又由

式中，

SA為O點到臂架內拉桿的垂直距離；

SB為O點到臂架外拉桿的垂直距離；

dA為B點到臂架內拉桿的垂直距離；

dB為B點到臂架外拉桿的垂直距離；

TA、TB分別為塔機內外拉桿的內力；

其他d1、x、r等與上同。

由式（5）得

N取決于TA、TB，而TA、TB隨幅度和起重總質量變化而變化，但是對某塔機而言r、q、d1、dA、SA、SB均為常量。

當幅度在內拉桿以內時，由分析可知：TB≈0，由式（4）得

幅度在外拉桿以外時，由分析可知TA≈0，由式（4）可知

由式（7）、式（9）可知

即雙拉桿式塔機，按照塔機特性表在外拉桿以外幅度調整力矩限制器時，與在內拉桿以內調整，會形成N1≠N2，也就是在最大幅度調試力矩限制器，不能滿足最大起重總質量處的力矩限制器的調整。同時由

N1/N2=dB/dA≠1可知，如果N1=N2，必需dB=dA，即內外拉桿重合，由上式分析不難得知，內外拉桿距離較近時，N1、N2較近；內外拉桿距離較遠時，N1、N2較遠。

4 平頭塔機

對平頭塔機而言（如圖6），由

圖6 平頭塔機受力分析圖

∑Mo=0可得

即平頭塔機安裝力矩限制器的主肢受力，跟塔機的力矩成正比，由此可以斷定，平頭式塔機力矩限制器安裝處臂架上弦桿的變形

所以平頭式塔機力矩調整時也是非常準確的。

5 結束語

通過以上分析，可以得出以下結論：單拉桿、平頭式塔機力矩限制器，按照起重特性表調整時，是比較容易的，而雙拉桿式塔機調整起來就比較困難。而且雙拉桿式塔機內外拉桿距離越遠，調整力矩限制器越難，越近，則越容易。

[1]GB/T 5031-2008，塔式起重機[S].

[2]GB/T13752-92，塔式起重機設計規范[S].

[3]顧迪民.工程起重機[M].北京：中國建筑工業出版社，1985.