塔式起重機結構制造的裝配工藝研究

趙磊

摘要：塔式起重機的結構對整機的制造質量有著較大的影響。裝配工藝直接影響著結構的美觀性、穩定性、可靠性。本文從鋼材要求、鋼結構焊接要求、附著裝置要求三個方面，分析了塔式起重機結構對安全性的要求，從焊接工藝、焊接技術要點分析了塔式起重機結構的制造，探討了塔式起重機加工工藝中的常見加工方法及其裝配工藝的實施。旨在為塔式起重機結構制造與裝配提供一些參考。

Abstract： The structure of the tower crane has a great influence on the manufacturing quality of the whole machine. The assembly process directly affects the aesthetics， stability and reliability of the structure. This article analyzes the requirements of the tower crane structure from three aspects： steel requirements， steel structure welding requirements， and attachment device requirements， and analyzes the tower crane structure manufacturing from the welding process and welding technology points， and discusses the tower crane Common processing methods in the processing technology and the implementation of the assembly process. It aims to provide some references for the structure manufacturing and assembly of tower cranes.

關鍵詞：塔式起重機;結構制造;裝配工藝;安全性

Key words： tower crane;structure manufacturing;assembly process;safety

中圖分類號：TH2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0106-02

0? 引言

塔式起重機由金屬結構、工作機構、電氣系統等部分組成。它高聳的塔身和靈活的回轉結構可適應較大的工作范圍，金屬結構如塔身，一般通過焊接或組裝構成，與起升、變幅、回轉、行走等機構部分配合完成大型構件的起吊任務。因塔式起重機的操作方便、生產效能高，在現代建筑工程中應用及其廣泛。塔式起重機根據塔機結構差異，主要分為上回磚塔機和下回轉塔機。上回轉塔機的承載能力優于下回轉式塔機。塔機的選擇主要根據施工現場場地、工況及起吊工作需求等而定。隨著建筑技術的發展，許多富有挑戰性的建筑項目工程應運而生，例如跨海大橋、大型高架橋梁工程等。在這些超級工程中，塔式起重機承擔著超級工程中起重的重要角色，這對塔式起重機結構的制造與裝配工藝提出了極高的要求。研究塔式起重機結構制造與裝配工藝對提升塔式起重機的施工安全性有著重要的意義。

1? 塔式起重機結構對安全性的要求

1.1 鋼材要求

鋼材是塔機結構的主要材料，也是決定塔機結構承受荷載的關鍵。塔機結構制造鋼材首要選擇綜合性能好的優質鋼材。判斷鋼材質量的主要指標包括韌性、承載力、防腐性能、抗壓能力等。在制造塔機結構前先根據起重機制造的安全性要求對鋼材做性能試驗，要求每項性能必須滿足設計的安全性能。此外，起重機塔式結構的鋼材要做整體的防腐處理，并對防腐處理做試驗，確保防腐的有效性，防止塔機結構受風吹雨淋的影響發生腐蝕，影響塔機結構的安全性。

1.2 鋼結構焊接要求

塔機結構焊接要滿足以下要求：①焊接位置的精準性。每個位置焊接前做好固定，防治焊接過程中產生位移，影響塔機結構的整體的穩定性;②不允許有焊接缺陷存在，如裂縫、變形、氣泡等。有焊接質量缺陷時必須采取處理措施;③起重機部件焊接裝配時，要做好各部件的同步糾偏，以防對系統安全運行造成不利影響。

1.3 附著裝置

附著裝置是為了增加塔機的穩定性而架設的。附著裝置與附墻的間距、附墻點及自由高度等應經過嚴格的計算，并對附著裝置的強度和穩定性帶入荷載進行驗算，確保附著裝置滿足塔式起重機安裝后結構安全性能的要求。

2? 塔式起重機結構制造

2.1 塔式起重機結構組成

塔機構成部件多且復雜，由金屬結構、工作機構和電氣系統三大部分構成。其中金屬結構由塔身、臂架、承座、附著裝置等組成。工作機構包括起升機構、變幅機構、回轉機構、行走機構等組成。電氣系統由電動機、控制器、配電柜、線纜、信號及照明裝置等組成。因塔機部件裝配繁雜，且對裝配部件的質量要求極高，對起重機部件的制造與加工提出了更高的要求。

2.2 加工制造工藝

塔機結構加工制造過程中對部件的精度及整體精度要求極高。加工中主要應用到順銑法、車削法、立車法三種工藝。順銑法用于銑削塔機塔身結構的端面。主肢端面的銑削有銑削動力箱負責加工。將焊接完工的標準節放置在平臺上，做好平臺底部的支撐與固定，直接將銑削動力箱安裝在支架上，通過轉動標準節完成對主肢斷面的銑削。車削法用于處理長大的塔身主肢端面。車削要借助臥式車床，將塔節的主肢安裝在夾具的上部，再將夾具直接固定在車床上，在夾具的兩端同時進刀車削，保證兩端車削參數的一致性。立車法應用于塔節焊接后。塔節被吊裝到操作平臺后將塔節調節到平衡狀態，再對塔節進行切削。塔機結構制造加工過程中，應嚴格遵守加工規范，將加工精度誤差控制在設計范圍內。任何一個細小的精度誤差都可能影響塔機結構整體的安全。

2.3 焊接工藝

在對塔機結構進行焊接前，首先要了解塔機結構焊接工藝的規范。其次，要對焊接使用的焊條質量進行檢查，根據焊接母材的性能查驗焊條的各項性能是否與焊接母材相適應。要求型號、材質等都要符合要求。了解母材焊接性能后再確定焊劑電流。一般母材為Q235碳鋼時，要求選擇抗裂性好的焊條。此外，采用自動焊接工藝、半自動焊接工藝、手弧焊接工藝時對焊條的要求也不同，具體參考焊接工藝要求。一般選擇手弧焊接時，根據焊件厚度選擇焊條直徑。焊件厚度<5mm時，焊條直徑選擇3.2mm;焊件厚度≧5mm、<20mm時，焊條直徑選擇4mm;焊件厚度≧20mm時，焊條直徑選擇5mm。

2.4 焊接技術要點

塔機的長細桿件均采用焊接處理工藝。在焊接長細桿件時，易發生變形、氣泡、裂紋等質量缺陷。為防治焊接質量缺陷的發生，要加強焊接形變及缺陷的控制，對已經發生的質量缺陷及時采取矯正方式處理。對焊接變形缺陷，可通過夾緊、綁扎等方式進行加固，防止焊接形變的發生。一旦發生焊接形變，可采用熱矯正法、冷矯正法兩種方式矯正。矯正方式的選擇需根據焊接需求而定。冷矯正法應操作方式簡單，應用更加廣泛。

3? 塔式起重機裝配工藝

3.1 裝配工藝

塔式起重機的精準合理裝配能夠提升其運行的安全和效率。整機的裝配工藝流程如下：裝配前的準備→裝配實施（部裝、總裝）→調整、檢驗、試車→防銹處理→質量合格檢驗→塔機整機調試。

3.2 塔機裝配方法

回轉機構是塔式起重機的重要機構。回轉機構的裝配質量直接影響著起重機運輸貨物的空間及輸送貨物的循環時間。回轉機構由驅動裝置、傳動裝置和回轉支承組成。塔式起重機裝配的重點在于回轉機構，可選擇配裝法、正常配裝法來完成裝配。以下通過回轉機構的裝配分析裝配工藝。

3.2.1 配裝法

配裝法廠家會提供配裝說明及配裝條件，一般情況按照配裝說明及步驟進行。但部分配裝方式在施工現場不具備條件時，需要對配裝方法進行調整。配裝方法的調整會影響配裝的精度。因此在裝配前先檢查回轉機構配裝條件。配裝條件允許時按照廠家要求的配裝參數配裝，條件不允許時，邊配裝邊調整回轉支撐的精確，確保精度控制在配裝技術要求的范圍內。

配裝法先制作支架，將回轉機構上部與回轉支撐采用螺栓連接好后再進行整體吊裝。回轉機構吊裝到支座上后要檢查大小齒輪的嚙合痕跡、間隙等參數是否符合GB10095、GB10096、GB11365的規定。要求齒輪付的軸線錯位齒間隙控制在4%以內，且小于<2mm。檢查裝配工藝技術符合要求后再對定位圈與支座做固定或焊接處理。

3.2.2 正常配裝法

正常配裝法指按照“焊接上支座主體→焊接回轉機構的兩個定位圈→固定或焊接回轉支撐定位圈→借助坐標鏜安裝及鏜削定位圈→安裝回轉及鏜削回轉支撐定位圈→安裝回轉機構”這個工序安裝回轉機構的方法。要求焊接定位圈時要留足加工余量，鏜削定位圈時要確保回轉機構安裝座圈內圓的公差及回轉機構安裝座圈與回轉支承安裝座圈的中心距達到圖紙要求。

3.3 裝配注意事項

塔式起重機裝配前裝配人員必須先熟悉說明書，了解塔式起重機的用途、構造、工作原理，對起重機的零部件進行熟悉和研究，了解各零部件之間的連接方式及技術要求。熟悉零部件裝配技術及工藝后按照分組的要求領取和清點起重機部件，做好裝配準備。裝配前還需要再檢查一遍所有的起重機部件的數量和質量。對舊的部件做清洗和檢查。檢查出質量不合格的部件要替換為新的部件或質量合格的部件。開始裝配時應注意以下事項：①液壓通道、潤滑通道是塔式起重機的重要構造，需要做重點的清理。②拆卸清理的起重機部件的零部件要一一做好位置標記，清理后按照配合件原有的位置進行裝配。裝配時任何零部件都不能互換。③裝配過程中，對運動零件的摩擦面切記做好潤滑處理。對裝有工具、重要通道、防塵蓋等部件做好清理。④配有襯墊的部件可通過涂抹密封膠、機油等增加部件之間的密封性能。密封部件襯墊安裝時要注意正反面，不能反向安裝。所有密封部件的襯墊只能使用一次，不能二次使用。⑤安裝定位銷時，要選擇與定位部位相匹配的定位銷，在確定好位置后收推打入。打入時動作要請。打入不暢時調節位置和角度，切記防治強迫打入造成裝配件毛邊和倒刺。⑥裝配結束后對各部件裝配的間隙、嚙合痕跡、靈活性、過盈量等進行查驗，檢查是否符合裝配工藝技術要求。檢查出不符合要求時要做調整和矯正，確保塔式起重機裝配精度均符合裝配技術要求。

4? 結語

塔式起重機結構制造與裝配工藝，是確保塔式起重機安全性能的關鍵。在制造塔機結構時要加強金屬結構的焊接質量控制，嚴格按照焊接標準處理金屬結構，做好焊接變形防控。在塔式起重機部件裝配過程中，要做好各個部位重點位置的固定，加強裝配部件裝配的進度控制，將裝配誤差控制在設計誤差范圍之內。在裝配過程中，要根據起重機的結構選擇正確的裝配方式，并在裝配中根據實際情況和裝配現場的要求，對起重機裝配工藝進行創新和升級，找到最佳的裝配方式，以確保塔式起重機裝配的效率和裝配質量。

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