塔式起重機異常響聲的原因分析和解決措施

魏小飛

摘 要：塔式起重機是房屋建設、港口作業中的重要設備，因其在使用過程中會產生異響，影響設備的使用效果，故本文從其產生異響的根源上進行分析，并結合塔式起重機的制造、組裝和使用中發現的問題，分析產生異常聲響的原因，根據不同的使用情況，制定出對應的解決方案。

關鍵詞：塔式起重機；異響；殘余應力；回轉支撐

0 引言

目前，在建筑施工中，塔式起重機是最重要的物資運輸設備。隨著國民經濟的快速發展，新安裝的塔式起重機的數量正在不斷增加，一些新的工廠安裝的塔式起重機經常在使用一段時間后，發出異常聲響。這種異常的聲音會使塔機駕駛員在操作過程中產生恐懼，不利于安全生產。

1 異響產生的原因分析

鑒于塔式起重機在使用中出現的情況，檢驗檢測機構和塔式起重機制造商進行了深入的研究和分析。已經采取了一系列消除異常噪聲的措施，并且已經收到了良好的反饋。這種異常聲音的產生有很多原因，主要表現在以下幾個方面：

1）鋼結構存在焊接殘余應力；

2）回轉支承和塔體高強度連接螺栓的擰緊力矩不足；

3）下支座與回轉齒圈的接觸平面較??；

4）回轉支承缺少潤滑；

5）超載荷使用。

2 預防異響的措施及解決方法

2.1 鋼結構存在焊接殘余應力的情況

塔式起重機的上下支座主要由上封板、下封板和多個腹筋板組成。這種焊接過程是不均勻的加熱和冷卻過程，容易產生內應力。在焊接成一個整體后，這些殘余應力可能會聚集成構件的新內應力。焊接時焊接應力是不可避免的，為了降低或消弭應力，我們可以從以下幾個方面著手：

1）上、下支座在焊接成形后采用自然時效，將構件露天放置，經過一段時間的時溫變化之后，再進行自然老化，這是我們經常用來在處理鋼構件的方法。在溫度應力形成的過載下，殘余應力松弛，尺寸精度穩定。就塔式起重機的上下支座來說，采用這種方式可以極大的降低殘余應力。

2）采用對稱焊接，對稱焊接部件用于上下支座內的多處腹筋板。焊接由兩個焊接人員同時進行，并盡可能選擇相同電流和電壓。焊縫的位置與截面的重心對稱，焊接完成后可彎曲變形，并將焊接應力控制到最小。

3）在不影響結構的強度和剛度前提下，盡可能地減小焊縫橫截面尺寸，或者將連續角焊設計成不連續的角焊縫。從而減小焊縫的橫截面尺寸和長度，縮小塑性變形區的范圍，使焊接應力和變形減小。

2.2 連接螺栓的擰緊力矩不足的情況

當使用塔式起重機時，塔體和回轉支承本身要承受受很大的力，還要受到交變應力的影響。按國家標準“鋼結構扭剪式高強螺栓連接副（GB / T3632-2008）”，首次安裝后，使用高強度螺栓，使用100小時后，應對機器進行均勻的檢查擰緊，以后每使用500小時檢查一次。如果在檢查過程中發生螺母，螺栓松動或螺紋損壞，應立即擰緊或更換螺栓或螺母。如果塔身和回轉支承的連接螺栓擰緊力矩不足，則會出現以下情況：

1）塔體整體振動大，使標準節與標準節、標準節和下支座的結合部分產生噪聲，聲音大時會發出異響。

2）標準節接頭或附近的主弦桿產生疲勞裂紋。當連接螺栓的預緊力不夠時，螺栓容易松動，塔體的標準節連接部分會產生微小間隙，這會在塔體內局部產生彎矩，這種情況會引發安全事故，在塔機安裝過程中，有時會出現平面不不平整的情況，此時應使用薄鋼板固定并擰緊連接螺栓。正確的塔身連接螺栓的緊固方法：當塔式起重機安裝或處于空載狀態時，塔架主體被壓在平衡臂的側面，并且吊臂的側面被拉動，然后旋轉180°并擰緊另一側的所有塔連接螺栓（M24 擰緊力矩為100kg·m，M30 擰緊力矩為200kg·m）。

3）回轉支承的連接通常由多個高強度螺栓連接上、下支座，一些連接螺栓松動，這將導致上支座和下支座上的不均勻受力，并且附近的螺栓將特別受壓。鋼結構部分彈性變形并發出異響。有時這種異響在使用塔式起重機一段時間后會逐漸消失。

2.3 下支座與回轉齒圈的接觸平面較小的情況

下支座要嚴格按照工藝要求來加工，下支座的結構很復雜，由多個小部件組成，不僅要考慮其在加工過程中的焊接應力，還要考慮精加工過程中上平面的平整度和表面粗糙度。上平面的加工基于四個主弦桿的下底表面，以確保上平面和四個主弦桿的下表面之間的平行度。在這方面，還應考慮上平面和大齒圈之間的連接孔。在加工時，有時會忽略對孔毛刺的處理，這會使上平面的平面度受到一定程度的影響，上平面的平面度會影響環形齒輪和上平面之間的接觸精度，因此塔式起重機在使用過程中不會受到均勻的應力，產生起重或回轉時的異常響聲。因此，下支座應在完成前完全消除應力，并應注意精加工過程中細節的處理，如毛刺和鐵屑。

2.4 回轉支承缺少潤滑的情況

回轉支承采用不含樹脂的非酸性軸承潤滑脂潤滑。通過壓力油槍注入潤滑脂，然后將塔機旋轉約15°，再次注入潤滑脂并進一步回轉約15°，重復四次或五次。當回轉支承沒有潤滑時，滾道內的滾珠會產生干摩擦，這會加劇滾珠的磨損，并且滾珠之間的間隙會隨著時間的推移逐漸增大。由于塔式起重機使用過程中的受力不均勻，在回轉和起重過程中會發生間歇性的異響，特別是在提升重物時。因此，塔式起重機在施工期間每周進行一次潤滑，以確保正常運行。

2.5 超載荷使用的情況

當前，一些建筑工地超載的現象，某些起重機額定起重量為1噸。在建筑工地中，塔式起重機將一斗混凝土提升至30至57米處卸料，一斗混凝土和吊具通常超過1.5噸。為了提高效率，一些建筑工地使用塔式起重機將超過額定重量的鋼筋、磚塊和石塊提升到端部。這不僅會引起塔式起重機鋼結構的異響，還會引起塔式起重機的疲勞損壞或坍塌。從表面來看，臨時超載可以提高效率而又不會損壞塔式起重機，有時只會發出一些異響，一旦達到疲勞極限，塔式鋼結構也會受損，造成重大事故。

3 結束語

綜上所述，通過分析塔式起重機生產過程中鋼結構的殘余應力、制造工藝、主要部件的螺栓連接、回轉支撐和日常使用情況，可以得出產生異常聲響的原因，因此，我們需要根據不同情況，制定出對應的解決方案，保證塔式起重機正常運轉。