塔式起重机起升机构的系列化研究

　张新春，李鹏举，任师道，王进峰

（山东丰汇设备技术有限公司，山东济南250200）

塔式起重机起升机构的系列化研究

张新春，李鹏举，任师道，王进峰

（山东丰汇设备技术有限公司，山东济南250200）

提出塔式起重机起升机构的总体方案，根据塔式起重机吨位不同，给出两种传动方案，实现高低搭配，完成塔式起重机的起升性能参数表及主要配置选择。

塔式起重机；起升机构；系列化；性能

大吨位塔式起重机（以下简称塔机）产品多为单台定制式，通过招投标方式，由客户提出塔机的性能参数要求，进行特殊定制。塔机从策划、设计到出厂整个周期较长，塔机的设计和制造周期直接影响着市场供应能力，所以塔机及机构的系列化规划及研究势在必行。

通过市场调研，收集客户对塔机起升性能需求的信息，分析、总结建筑市场上同类塔机起升机构的构造形式和特点，并结合现有塔机产品，设计并完善形成了塔机起升机构系列产品。

目前塔机的额度起重量多在100 t以下，起升速度较小，通常低于50 m/min.额度起重量100 t以上的塔机厂品较少，相应的起升速度小，且倍率变换少、调速范围窄，针对此类问题，本文完成了额定起重量25 t～160 t（对应额定起重力矩500 t·m～3 200 t·m）起升机构的方案设计及系列规划，该设备倍率变换多，起升速度大，变速能力强，基本满足建筑市场对塔机吊装能力的要求。

1　方案设计

塔机的基本功能之一是起升，起升机构是塔机的基本组成部件，起升能力和变速能力是衡量塔机性能优劣的重要指标，所以起升机构的设计非常重要。

起升机构主要由电动机、联轴器、减速机、制动器和卷筒等组成。减速机的作用是减速增扭，将电动机的高转速转化为卷筒的低转速，同时增大扭矩。但是，通常情况下减速机的速比恒定，不可变速。对于超大吨位（额定起重量在100 t以上）的塔机，额定起重量下的起升速度较小，由于减速机的速比恒定，仅通过电气调速和变倍率调速的手段，通常无法得到理想的较大的起升速度，所以这种情况下需要在起升机构中增加变速装置。

根据塔机吨位不同，给出两种起升机构传动方案，实现高低搭配，大吨位系列塔机涉及的吨位如表1所示。

表1　塔机吨位系列表

对于50 t以下塔机采用HB系列减速机方案设计，采用交流变频调速和变倍率调速同步进行的方法调速，实现起升机构的轻载高速作业。

对于50 t及以上塔机采用减速机+变速箱方案设计，应用电气调速+变速箱+变倍率调速相结合的办法实现起升机构的大范围调速。变速箱方案起升机构设置电液动力换挡变速箱，能够适应超大范围的变速要求，能够实现多种额定起重量，同时对应多种额定起升速度。该系列塔机的起升能力覆盖火电建设及工业民用建筑市场吊装需求，主要性能参数优于目前市场上同类塔机产品，充分完善塔机的性能图谱及系列产品。

2　构造特点

减速机方案起升机构采用盘式联轴器及盘式制动器，高速端双制动，卷筒双折线多层缠绕技术，能够适应大范围变速、大容绳量的要求［1］。电气调速与机械调速相结合，采用交流变频调速和变倍率调速同步进行的方法调速，既能使机构低速稳定运转，又能实现两种额定起重量［3］。

变速箱方案起升机构是在减速机方案基础上设置电液动力换挡变速箱，配置较高，能够适应超大范围的变速要求［2］；能够实现多种额定起重量（单种倍率下4种额定起重量，双种倍率下8种额定起重量，三种倍率下12种额定起重量），同时对应多种额定起升速度，最大起升速度在50～100 m/min之间。该机构具有调速范围大，起升高度高，运转平稳可靠，安全性能高等特点［4］。

3　性能参数

该系列塔机起升机构工作级别为M4，其参数规划如表2、表3和表4所示。

表2　减速机方案（50 t及以下）性能参数表

表3　变速箱方案（50 t～100 t）性能参数表

表4　变速箱方案（125t～160t）性能参数表

4　实例

该系列塔机的研究成果已经在多种规格平头塔机中的得到应用，起升机构简图如图1和图2所示。

图1　减速机方案图

图2　变速箱方案图

5　结束语

通过塔机起升机构的系列化研究，给出了一整套起升机构的性能参数，简化了复杂的设计过程，避免了重复性的计算，简少了零部件选用的种类，缩短了研发和设计周期，完善了塔机系列产品。

整个系列机构中，做到了用尽量少的零部件实现各吨位起升机构的性能要求，方便了采购、制作和检验等工作，采用系列化设计后，零部件的通用性更强，产生了良好的经济性。

［1］张质文，王金诺，程文明，等.起重机设计手册［M］.第二版.北京：中国铁道出版社，2013.

［2］李明强，侯清涛，李鹏举，等.大型塔式起重机起升调速方法对比分析［J］.建筑机械化，2014，（12）：49-51.

［3］喻乐康，曾旋.中国塔式起重机发展的些许思考［J］.建筑机械技术与管理，2013，（02）：27-29.

［4］黄时伟.塔机起升机构调速技术［J］.建设机械技术与管理，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

张新春（1982-），女，内蒙古人，学士，工程师，主要研究方向是起重机械设计。