塔式起重機起升機構的系列化研究

　張新春，李鵬舉，任師道，王進峰

（山東豐匯設備技術有限公司，山東濟南250200）

塔式起重機起升機構的系列化研究

張新春，李鵬舉，任師道，王進峰

（山東豐匯設備技術有限公司，山東濟南250200）

提出塔式起重機起升機構的總體方案，根據塔式起重機噸位不同，給出兩種傳動方案，實現高低搭配，完成塔式起重機的起升性能參數表及主要配置選擇。

塔式起重機；起升機構；系列化；性能

大噸位塔式起重機（以下簡稱塔機）產品多為單臺定制式，通過招投標方式，由客戶提出塔機的性能參數要求，進行特殊定制。塔機從策劃、設計到出廠整個周期較長，塔機的設計和制造周期直接影響著市場供應能力，所以塔機及機構的系列化規劃及研究勢在必行。

通過市場調研，收集客戶對塔機起升性能需求的信息，分析、總結建筑市場上同類塔機起升機構的構造形式和特點，并結合現有塔機產品，設計并完善形成了塔機起升機構系列產品。

目前塔機的額度起重量多在100 t以下，起升速度較小，通常低于50 m/min.額度起重量100 t以上的塔機廠品較少，相應的起升速度小，且倍率變換少、調速范圍窄，針對此類問題，本文完成了額定起重量25 t～160 t（對應額定起重力矩500 t·m～3 200 t·m）起升機構的方案設計及系列規劃，該設備倍率變換多，起升速度大，變速能力強，基本滿足建筑市場對塔機吊裝能力的要求。

1　方案設計

塔機的基本功能之一是起升，起升機構是塔機的基本組成部件，起升能力和變速能力是衡量塔機性能優劣的重要指標，所以起升機構的設計非常重要。

起升機構主要由電動機、聯軸器、減速機、制動器和卷筒等組成。減速機的作用是減速增扭，將電動機的高轉速轉化為卷筒的低轉速，同時增大扭矩。但是，通常情況下減速機的速比恒定，不可變速。對于超大噸位（額定起重量在100 t以上）的塔機，額定起重量下的起升速度較小，由于減速機的速比恒定，僅通過電氣調速和變倍率調速的手段，通常無法得到理想的較大的起升速度，所以這種情況下需要在起升機構中增加變速裝置。

根據塔機噸位不同，給出兩種起升機構傳動方案，實現高低搭配，大噸位系列塔機涉及的噸位如表1所示。

表1　塔機噸位系列表

對于50 t以下塔機采用HB系列減速機方案設計，采用交流變頻調速和變倍率調速同步進行的方法調速，實現起升機構的輕載高速作業。

對于50 t及以上塔機采用減速機+變速箱方案設計，應用電氣調速+變速箱+變倍率調速相結合的辦法實現起升機構的大范圍調速。變速箱方案起升機構設置電液動力換擋變速箱，能夠適應超大范圍的變速要求，能夠實現多種額定起重量，同時對應多種額定起升速度。該系列塔機的起升能力覆蓋火電建設及工業民用建筑市場吊裝需求，主要性能參數優于目前市場上同類塔機產品，充分完善塔機的性能圖譜及系列產品。

2　構造特點

減速機方案起升機構采用盤式聯軸器及盤式制動器，高速端雙制動，卷筒雙折線多層纏繞技術，能夠適應大范圍變速、大容繩量的要求［1］。電氣調速與機械調速相結合，采用交流變頻調速和變倍率調速同步進行的方法調速，既能使機構低速穩定運轉，又能實現兩種額定起重量［3］。

變速箱方案起升機構是在減速機方案基礎上設置電液動力換擋變速箱，配置較高，能夠適應超大范圍的變速要求［2］；能夠實現多種額定起重量（單種倍率下4種額定起重量，雙種倍率下8種額定起重量，三種倍率下12種額定起重量），同時對應多種額定起升速度，最大起升速度在50～100 m/min之間。該機構具有調速范圍大，起升高度高，運轉平穩可靠，安全性能高等特點［4］。

3　性能參數

該系列塔機起升機構工作級別為M4，其參數規劃如表2、表3和表4所示。

表2　減速機方案（50 t及以下）性能參數表

表3　變速箱方案（50 t～100 t）性能參數表

表4　變速箱方案（125t～160t）性能參數表

4　實例

該系列塔機的研究成果已經在多種規格平頭塔機中的得到應用，起升機構簡圖如圖1和圖2所示。

圖1　減速機方案圖

圖2　變速箱方案圖

5　結束語

通過塔機起升機構的系列化研究，給出了一整套起升機構的性能參數，簡化了復雜的設計過程，避免了重復性的計算，簡少了零部件選用的種類，縮短了研發和設計周期，完善了塔機系列產品。

整個系列機構中，做到了用盡量少的零部件實現各噸位起升機構的性能要求，方便了采購、制作和檢驗等工作，采用系列化設計后，零部件的通用性更強，產生了良好的經濟性。

［1］張質文，王金諾，程文明，等.起重機設計手冊［M］.第二版.北京：中國鐵道出版社，2013.

［2］李明強，侯清濤，李鵬舉，等.大型塔式起重機起升調速方法對比分析［J］.建筑機械化，2014，（12）：49-51.

［3］喻樂康，曾旋.中國塔式起重機發展的些許思考［J］.建筑機械技術與管理，2013，（02）：27-29.

［4］黃時偉.塔機起升機構調速技術［J］.建設機械技術與管理，2009，（8）：96-97.

Research of Seriation Hoisting Mechanism of Tower Crane

ZHANG Xin-chun，LIPeng-ju，REN Shi-dao，WANG Jin-feng
（Shandong Fenghui Equipment Technology Limited Company，Jinan Shangdong 250200，China）

The overall scheme of the tower crane hoistingmechanism is put forward，according to different tonnage of tower crane，given two transmission scheme，implementation collocation of on any account，complete the tower crane hoisting and main performance parameters of the table configuration options.

tower crane；hoistingmechanism；seriation；performance

TH213

A

1672-545X（2016）06-0038-03

2016-03-20

張新春（1982-），女，內蒙古人，學士，工程師，主要研究方向是起重機械設計。