第四章垂直运输机械
一、学习目的与要求
通过本章的学习，使考生了解塔式起重机、施工升降机、物料提升机的分类、结构和组成原理，理解垂直运输机械安全装置构造及原理，掌握垂直运输机械安装、拆卸要点及安全使用规定。
二、考核知识点与考核目标
（一）塔式起重机
识记：塔式起重机的分类、性能参数及特点。
理解：起重量限制器、起重力矩限制器、起升高度限位器、幅度限位器、运行限位器、夹轨器、风速仪、缓冲器、小车短绳保护装置、小车断轴保护装置等安全装置的工作原理，塔式起重机的安装、拆卸要点。
应用：塔式起重机的安全使用规定。
4.1 塔式起重机
塔式起重机主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装，简称塔机。塔式起重机在高层建筑施工中是不可缺少的施工机械。
4.1.1塔式起重机的分类及特点
1.塔式起重机的分类
塔式起重机的分类方式有多种，从其主体结构与外形特征考虑，基本上可按架设形式、变幅形式、旋转部位和行走方式区分。
(1)按架设方式:分为快装式塔式起重机和非快装式塔式起重机。
(2)按变幅方式:分为动臂变幅式塔式起重机和小车变幅式塔式起重机。
(3)按臂架结构形式:分为定长臂小车变幅塔式起重机和伸缩臂小车变幅塔式起重机。小车变幅式塔式起重机又可分为非平头式塔式起重机和平头式塔式起重机。
(4)按回转方式:分为上回转式和下回转式。
(5)按行走方式:分为固定式、轨道行走式和内爬式。
2.塔式起重机的性能参数
塔式起重机的主要技术性能参数包括:起重力矩、起重量、幅度、自由高度(独立高度)、最大高度等;其他参数包括:工作速度、结构重量、尺寸、(平衡臂)尾部尺寸及轨距轴距等。
3.塔式起重机的特点
(1)工作高度高，有效起升高度大，特别有利于分层、分段安装作业，能满足建筑物垂直运输的全高度。
(2)起重臂较长，其水平覆盖面广。
(3) 具有多种工作速度、多种作业性能，生产效率高。
(4)驾驶室一般设在与起重臂同等高度的位置，司机的视野开阔。
(5) 构造较为简单，维修、保养方便。
4.1.3 塔式起重机安全装置构造及原理
1.起重量限制器
(1)起重量限制器的作用
(2)构造和工作原理
起重量限制器主要有机械式和电子式，其中常用的机械式限制器有推杆式和测力环式。
1)推杆式起重量限制器(图4-2)（见P71）
这种限制器一般装在塔帽下部，由导向滑轮、弹簧推杆、力臂及限位开关等部件组成。由于塔式起重机吊重的作用，起升钢丝绳2受到拉力，来推动力臂5，力臂又作用于弹簧推杆4。
当负载达到一定限值时，推杆便压迫限位开关3动作，通过限位开关来切断起升回路电源。
2)测力环式起重量限制器(图4-3)（见P71）
它由测力环、导向滑轮及限位开关等部件组成，其特点是体积紧凑，性能良好，便于调整。
测力环的一端固定于塔式起重机机构的支座上，另一端则固定在导向滑轮轴上。当塔式起重机吊载重物时，滑轮受到钢丝绳合力作用，并将此力传给测力环，测力环外壳产生弹性变形;测力环内的金属板条与测力环壳体固接，随壳体受力变形而延伸；当载荷超过额定起重量时，测力环内的金属板条压迫限位开关，使限位开关动作，从而切断起升回路电源，达到对起重量超载进行限制的目的。使用时，可根据载荷情况来调节固定在金属板条上的调整螺栓，调整设定动作荷载限值。
2.起重力矩限制器
(1)起重力矩限制器的作用
(2)构造和工作原理
起重力矩限制器分为机械式和电子式，机械式中又有弓板式和杠杆式等多种形式，其中弓板式起重力矩限制器目前应用比较广泛。
弓板式起重力矩限制器(图4-4) 由调节螺栓、弓形钢板、限位开关等部件组成。
弓板式力矩限制器有的安装在塔帽的主弦杆上，有的安装在平衡臂上，其工作原理是相同的。当塔式起重机吊载重物时，由于载荷的作用，塔帽或平衡臂的主弦杆产生变形，这时力矩限制器上的弓形钢板也随之变形，并将弦杆的变形放大，使弓板上的调节螺栓与限位开关的距离随载荷的增加而逐渐缩小。当载荷达到额定载荷时，通过调节螺栓来压迫限位开关，从而切断起升机构和变幅机构的电源，达到限制塔武起重机的吊重力矩载荷的目的。
3.起升高度限位器
(1)起升高度限位器的作用
(2)构造和工作原理
起升高度限位器主要有重锤式、杠杆式和传动式等形式。
1)重锤式起升高度限位器
重锤式起升高度限位器(图4-5)一般用于动臂式变幅的塔式起重机，多固定于吊臂端头。
图4-5中重锤4通过钩环3和限位器钢丝绳2与终点开关1的杠杆相连接。在重锤处于正常位置时，终点开关触头闭合。如吊钩上升，托住重锤并继续略微上升，钢丝绳2处于松弛状态，导致终点开关1断开，从而切断起升机构上升控制回路电源，使吊钩停止上升运动。
2)杠杆式起升高度限位器
杠杆式起升高度限位器(图4-6)一般也用于动臂式变幅的塔式起重机，多固定于吊臂端头。
图4-6中，当吊钩上升到极限位置时，固定于吊钩滑轮上的托板1便触到撞杆2,使撞杆转动一个角度，撞杆的另端压下行程开关的推杆，使行程开关3断开，从而切断起升机构上升控制回路电源，使吊钩停止上升运动。
3)传动式起升高度限位器
传动式起升高度限位器(图4-7)多用于小车变幅式塔式起重机，一般安装在起升机构的卷筒轴端，由卷筒轴直接带动，也可由固定于卷筒上的齿圈来驱动。
图4-7中，当卷筒2旋转时驱动限位器1的减速装置，减速装置带动若干个凸块3转动，凸块3作用于触头4,从而切断起升机构上升控制回路电源，使吊钩停止上升运动。
4.回转限位器
5.幅度限位器
(1)对于小车变幅式塔式起重机，幅度限位器的作用是使变幅小车在即将行驶到最小幅度或最大幅度时，断开变幅机构的单向工作电源，以保证小车的安全运行。同传动式起升高度限位器一样，一般安装在小车变幅机构的卷筒一侧，由卷筒轴直接带动，也可由固定于卷筒上的齿圈来驱动限位器工作。
(2)动臂式塔式起重机幅度限位器
对于动臂式塔式起重机，应设置臂架幅度限位开关，以防止臂架后翻。动臂式塔式起重机还应安装幅度指示器(图4-9)，以便塔式起重机司机能及时掌握幅度变化情况。
图4-9所示动臂式塔式起重机幅度指示器装设于塔顶臂根铰点处，具有指示臂架工作幅度及防止臂架向极限幅度变幅的功能。图4-9中，幅度指示及限位装置由一半圆形活动转盘6、刷托5、座板4、拨杆1、限位开关7等组成，拨杆随臂架的俯仰而转动，电刷根
据不同角度分别接通指示灯触点，将起重臂的不同仰角通过灯光的亮熄信号传递到司机室的幅度指示盘上。
当起重臂与水平夹角小于极限角度时，电刷接通蜂鸣器而发出警告信号，说明此时并非正常工作幅度，不得进行吊装作业。当臂架仰角达到极限度时，上限位开关动作，变幅电路被切断电源，从而起到保护作用。根据幅度指示盘的灯光信号的指示，塔式起重机司机可知起重臂架的仰角以及此时的工作幅度和允许的最大起重量。
图4-10所示为一种动臂式塔式起重机所使用的简单幅度限位器。图中，当吊臂接近最大仰角和最小仰角时，夹板2中的挡块3便推动安装于臂根铰点处的限位开关4的杠杆传动，从而切断变幅机构的电源，停止吊臂的变幅动作。通过改变挡块3的长度可以调节限位器的作用过程。
6.运行(行走)限位器
对于轨道行走式塔式起重机，每个运行方向均设有运行限位装置，限位装置由限位开关、缓冲器和终端挡器组成。
图4-11所示为一运行限位器，通常装设于行走台车的端部，前后台车各设一套，可使塔式起重机在运行到轨道基础端部缓冲止挡装置之前完全停车。限位器由限位开关、摇臂、滚轮和碰杆等组成，限位器的摇臂居中位时呈通电状态，滚轮有左右两个极限工作位置。铺设在轨道基础两端的位于钢轨近侧的坡道碰杆起着推动滚轮的作用，根据坡道斜度方向，滚轮分别向左或向右运动到极限位置，切断大车行走机构的电源。
7.抗风防滑装置(夹轨器)
8.风速仪
对臂根铰点高度超过50m的塔式起重机，配有风速仪。当风速大于工作允许风速时，应能发出警报。
9.缓冲器
缓冲器(图4-13)可用来保证轨道式塔式起重机比较平稳地停车，防止产生猛烈的撞击，其安装位置在距轨道末端挡块1m远处。
10.小车短绳保护装置
对于小车变幅式塔式起重机，为了防止小车牵引绳断裂导致小车失控，变幅的双向均设置小车短绳保护装置。
重锤式偏心挡杆较多使用的断绳保护装置如图4-14所示。正常运行时挡杆2平卧，张紧的牵引钢丝绳从导向环3穿过。当小车牵引绳断裂时，挡杆2在偏心重锤1的作用下，翻转直立，遇到臂架的水平腹杆时，就会挡住小车的溜行。
11.小车断轴保护装置
在小车上设置小车断轴保护装置，防止小车滚轮轴断裂导致小车从高空坠落。小车断轴保护装置是在小车架左右两根横梁上各固定两块挡板，当小车滚轮轴断裂时，挡板即落在吊臂的弦杆上，挂住小车，使小车不能脱落。
4.1.4塔式起重机的安装
1.塔式起重机安装条件
2.塔式起重机的安装
安装前应根据专项施工方案，对塔式起重机基础的下列项目进行检查，确认合格后方可实施:
(1)基础的位置、标高、尺寸。
(2)基础的隐蔽工程验收记录和混凝土强度报告等相关资料。
(3)安装辅助设备的基础、地基承载力、预埋件等。
(4)基础的排水措施。
安装作业，应根据专项施工方案要求实施。安装作业人员应分工明确、职责清楚。安装前应对安装作业人员进行安全技术交底。
安装辅助设备就位后，应对其机械和安全性能进行检验，合格后方可作业。
安装所使用的钢丝绳、卡环、吊钩和辅助支架等起重机具均应符合规定，并应经检查合格后方可使用。
安装作业中应统一指挥，明确指挥信号。当视线受阻、距离过远时，应采用对讲机或多级指挥。
4.1.5塔式起重机的使用
塔式起重机起重司机、信号工、司索工等操作人员应取得特种作业人员资格证书，严禁无证上岗。塔式起重机使用前，应对起重司机、信号工、司索工等作业人员进行安全技术交底。
塔式起重机的力矩限制器、重量限制器、变幅限位器、行走限位器、高度限位器等安全保护装置不得随意调整和拆除，严禁用限位装置代替操纵机构。塔式起重机回转、变幅、行走、起吊动作前应示意警示。起吊时应统一指挥，明确指挥信号;当指挥信号不清楚时，不得起吊。
塔式起重机起吊前，当吊物与地面或其他物件之间存在吸附力或摩擦力而未采取处理措施时，不得起吊。起吊前，应对安全装置进行检查，确认合格后方可起吊;安全装置失灵时，不得起吊。应对吊具与索具进行检查，确认合格后方可起吊;当吊具与索具不符合相关规定的，不得用于起吊作业。
作业中遇突发故障，应采取措施将吊物降落到安全地点，严禁吊物长时间悬挂在空中。
遇到风速在12m/s及以上的大风或大雨、大雪、大雾等恶劣天气时，应停止作业。雨雪过后，应先经过试吊，确认制动器灵敏可靠后方可进行作业。夜间施工应有足够照明，照明的安装应符合现行行业标准《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46的要求。
塔式起重机不得起吊重量超过额定载荷的吊物，且不得起吊重量不明的吊物。在吊物载荷达到额定载荷的90%时，应先将吊物吊离地面200~~500mm后，检查机械状况、制动性能、物件绑扎情况等，确认无误后方可起吊。对有晃动的物件，必须拴拉溜绳使之稳固。物件起吊时应绑扎牢固，不得在吊物上堆放或悬挂其他物件;零星材料起吊时，必须用吊笼或钢丝绳绑扎牢固。当吊物上站人时不得起吊。标有绑扎位置或记号的物件，应按标明位置绑扎。钢丝绳与物件的夹角宜为45°~60°，且不得小于30°。吊索与吊物棱角之间应有防护措施;未采取防护措施的，不得起吊。
作业完毕后，应松开回转制动器，各部件应置于非工作状态，控制开关应置于零位，并应切断总电源。
行走式塔式起重机停止作业时，应锁紧夹轨器。
当塔式起重机使用高度超过30m时，应配置障碍灯，起重臂根部铰点高度超过50m时应配备风速仪。
严禁在塔式起重机塔身上附加广告牌或其他标语牌。
每班作业应作好例行保养，并应作好记录。记录的主要内容应包括结构件外观、安全装置、传动机构、连接件、制动器、索具、夹具、吊钩、滑轮、钢丝绳、液位、油位、油压、电源、电压等。
实行多班作业的设备，应执行交接班制度，认真填写交接班记录，接班司机经检查确认无误后，方可开机作业。
塔式起重机应实施各级保养。转场时，应作转场保养，并应有记录。塔式起重机的主要部件和安全装置等应进行经常性检查，每月不得少于一次，并应有记录;当发现有安全隐患时，应及时进行整改。当塔式起重机使用周期超过一年时，应进行一次全面检查，合格后方可继续使用。当使用过程中塔式起重机发生故障时，应及时维修，维修期间应停止作业。
4.1.6塔式起重机的拆卸
塔式起重机拆卸作业宜连续进行，当遇特殊情况拆卸作业不能继续时，应采取措施保证塔式起重机处于安全状态。
当用于拆卸作业的辅助起重设备设置在建筑物上时，应明确设置位置、错固方法，并应对辅助起重设备的安全性及建筑物的承载能力等进行验算。
拆卸前应检查主要结构件、连接件、电气系统、起升机构、回转机构、变幅机构、顶升机构等项目。发现隐患应采取措施，解决后方可进行拆卸作业。
附着式塔式起重机应明确附着装置的拆卸顺序和方法。自升式塔式起重机每次降节前，应检查顶升系统和附着装置的连接等，确认完好后方可进行作业。
拆卸时应先降节，后拆除附着装置。
拆卸完毕后，为塔式起重机拆卸作业而设置的所有设施应拆除，清理场地上作业时所用的吊索具、工具等各种零配件和杂物。
来源：安全工程专业自考助学
声明：本站部分文章及图片转载于互联网，内容版权归原作者所有，如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢！
