FZQ800N型內爬式塔機研制綜述

郭志康

（華電鄭州機械設計研究院有限公司，河南鄭州 450015）

FZQ800N型內爬式塔機研制綜述

郭志康

（華電鄭州機械設計研究院有限公司，河南鄭州 450015）

內爬式塔機是高度200米以上高聳建筑施工的必備設備，傳統的起重量40t以下塔機存在起重量和工作幅度小，起升高度和工作效率低，抗風能力和安全性差及安裝、拆卸、頂升、換倍率不便等缺點，根據市場需求，我們按照科學性、先進性、安全性、實用性及經濟性原則，運用新技術、新材料、新構造、新工藝開發的FZQ800N型（起重量50t）內爬式塔機，在工作性能方面作了大幅度提升，整機達到國內領先水平，適用于400米高聳建筑安全高效施工，對高聳建筑施工技術提高和起重機研制技術進步具有重要意義。

內爬式塔機 高強度鋼結構 Q460D接頭 塔身無級附著 起重臂超長組合和超小幅度 三倍率滑輪和軸式測力系統 支撐梁滑移系統雙向滾動導向輪

1 概述

隨著社會的發展進步和現代化程度的提高，國內外高聳建筑越來越多，對于高度200米以上的建筑，采用傳統地面行走式、地面固定式（含附著式）等塔式起重機施工，從設備的效率、造價、安全性和管理等方面考慮，已經越來越不能滿足建設需要，內爬式塔式起重機以其特殊的構造、強大的功能和安全高效特征，為高聳建筑施工帶來極大的便利，其它產品無可替代，被市場廣為采用，需求非常迫切，但目前市場上起重量40t以下的內爬式塔機使用較多，起升高度約300米，該規格塔機已不能滿足更高建筑的施工作業，根據市場需求調研，我們新開發的起重量50t內爬式塔機，采用新技術、新材料、新工藝在構造和性能方面上作了較大提升，其起升速度、起升高度、工作幅度和安全性方面較同類型設備有明顯提高，安裝拆卸更加方便，適用于400米高聳建筑安全高效施工，受到市場歡迎，現對FZQ800N型內爬式塔機（見圖1）研制作一綜述。

2 主要技術指標

表1 主要起重性能參數表

圖1 塔機總圖

圖2 塔身基礎節

2.1 主要性能參數

額定起重力矩：800t·m，額定起重量：50t，最大起升高度：400m，工作幅度3.8～61m。

2.2 實現功能

（1）可以滿足400m高度的建筑施工作業。

（2）電氣變頻控制，起、制動及運行平穩。

（3）高空轉換倍率方便。

（4）自升快捷安全。

（5）安裝塔機安全監控管理系統，包括“幅度、重量、力矩、高度、回轉”等指標的顯示和記錄，可采集吊車的起重量、當前額定起重量、起升行程等有關數據，并實現報警和控制功能。

3 主要研究內容

（1）為了適應市場和用戶要求，在總體設計中充分考慮了科學性、先進性、實用性和可靠性要求，整機功能完備，性能先進，構造新穎（主要部件構造見圖2～圖4）。

圖3 承座

圖4 機臺

（2）研究建筑塔機的關鍵技術和特殊要求，掌握新材料的綜合性能和制造工藝，優化設備和工裝，提高生產效率。包括：Q460D接頭與Q460C、Q345B等新材料焊接工藝設計和評定，大型接頭抱瓦連接型式和實體拉伸試驗，基礎節支撐梁滑移設計，1～3倍率轉換和三倍率滑輪全組合軸式測力系統研究等。

（3）通過項目的實施，研制出一臺技術先進、性能優越、安全經濟的產品，并充分進行零部件的標準化和產品的系列化研究。

（4）設計部件主要包括基礎節、塔身標準節、套架、液壓頂升系統、標準節引入裝置、附著框、承座、機臺、電氣設備、人字架、起重臂、起升機構、變幅機構、回轉機構、吊鉤組、高度限位裝置等。

（5）塔機用于高聳建筑，工作狀態時，風載荷較大，主結構采用管桁構造，整機迎風面積小，抗風能力強；為減少塔機自重對建筑物作用，整機主結構采用低合金高強度鋼；塔身采用單桿式可拆分桁架構造型式，方便運輸、貯存。

（6）經濟性分析：起升速度較同類塔機提高25%，可拆分式構造減少運輸成本35%，超長起重臂和超小幅度設計帶來的工程便利，效益可觀。采用先進的電氣系統、工作機構，選用優質抗旋轉鋼絲繩等，故障率低，維護方便，大大降低維修保養成本和時間，采用可靠的安全監控和保護裝置，動作靈敏，監控全面，報警及時，可有效消除事故隱患，避免和減少事故的發生。

4 關鍵技術和創新點

（1）塔身標準節采用單桿可拆分式構造及接頭抱瓦連接型式，構造簡潔，裝拆方便，大量節約運輸空間和運輸成本，對Q460C大截面鍛件接頭進行實體試驗，安全可靠。

（2）塔身和起重臂的腹桿采用Q390C低合金高強度薄壁鋼管，參照美國AWS規范對管端口進行數控相貫線切割和規定坡口焊接，整機主要結構件按照ANSYS軟件進行強度核算，整體重量輕。

（3）為適應400米超大起升高度，進行了大直徑、大長度折線卷筒設計，在人字架上部采用軸向和徑向雙向滾動導向輪設計，解決了起升繩于卷筒的排繩問題及出入卷筒的偏角問題，減小摩擦，提升效率。

（4）起重臂大角度（角度約82°，幅度約3.8米）時實現吊裝自身爬升支承裝置功能，免除了輔助設備。

（5）通過起重臂鉸點后置，優化上部截面構造，采用先進的設計方法，實現66米超長動臂式起重臂組合和3.8米的超小幅度功能。

（6）采用軸式測力系統，通過三倍率滑輪全組合設計，根據工程各階段起重量大小，在空中自由實現起升繩倍率1、2、3的轉換，工作效率成倍提高，最大起升速度達80m/分鐘。

（7）基礎節支撐梁滑動支撐系統平移機構的設計，成功解決了設備頻繁自升時支撐框、基礎節、滑移梁互動時的工作效率和安全問題。

（8）塔身采用無級附著設計，受力合理，附著支撐方便，對建筑物的層高和附著點無特殊要求。

5 結語

近年來國內外高聳建筑迅速發展，給內爬式塔機應用帶來了前所未有的機會，FZQ800N型塔機以新穎的構造、強大的功能 、先進的配置和控制技術為支撐，具有其它設備無可比擬的優勢，整機達到國內領先水平，部分技術填補國內空白，適用于400米高聳建筑安全高效施工，將為工程建設有力的保障，該產品的研制對高聳建筑施工技術提高和起重機研制技術進步具有重要意義。