FZQ800N型內(nèi)爬式塔機(jī)研制綜述

郭志康

（華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州 450015）

FZQ800N型內(nèi)爬式塔機(jī)研制綜述

郭志康

（華電鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州 450015）

內(nèi)爬式塔機(jī)是高度200米以上高聳建筑施工的必備設(shè)備，傳統(tǒng)的起重量40t以下塔機(jī)存在起重量和工作幅度小，起升高度和工作效率低，抗風(fēng)能力和安全性差及安裝、拆卸、頂升、換倍率不便等缺點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求，我們按照科學(xué)性、先進(jìn)性、安全性、實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性原則，運(yùn)用新技術(shù)、新材料、新構(gòu)造、新工藝開(kāi)發(fā)的FZQ800N型（起重量50t）內(nèi)爬式塔機(jī)，在工作性能方面作了大幅度提升，整機(jī)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，適用于400米高聳建筑安全高效施工，對(duì)高聳建筑施工技術(shù)提高和起重機(jī)研制技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。

內(nèi)爬式塔機(jī) 高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu) Q460D接頭 塔身無(wú)級(jí)附著 起重臂超長(zhǎng)組合和超小幅度 三倍率滑輪和軸式測(cè)力系統(tǒng) 支撐梁滑移系統(tǒng)雙向滾動(dòng)導(dǎo)向輪

1 概述

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步和現(xiàn)代化程度的提高，國(guó)內(nèi)外高聳建筑越來(lái)越多，對(duì)于高度200米以上的建筑，采用傳統(tǒng)地面行走式、地面固定式（含附著式）等塔式起重機(jī)施工，從設(shè)備的效率、造價(jià)、安全性和管理等方面考慮，已經(jīng)越來(lái)越不能滿足建設(shè)需要，內(nèi)爬式塔式起重機(jī)以其特殊的構(gòu)造、強(qiáng)大的功能和安全高效特征，為高聳建筑施工帶來(lái)極大的便利，其它產(chǎn)品無(wú)可替代，被市場(chǎng)廣為采用，需求非常迫切，但目前市場(chǎng)上起重量40t以下的內(nèi)爬式塔機(jī)使用較多，起升高度約300米，該規(guī)格塔機(jī)已不能滿足更高建筑的施工作業(yè)，根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)研，我們新開(kāi)發(fā)的起重量50t內(nèi)爬式塔機(jī)，采用新技術(shù)、新材料、新工藝在構(gòu)造和性能方面上作了較大提升，其起升速度、起升高度、工作幅度和安全性方面較同類型設(shè)備有明顯提高，安裝拆卸更加方便，適用于400米高聳建筑安全高效施工，受到市場(chǎng)歡迎，現(xiàn)對(duì)FZQ800N型內(nèi)爬式塔機(jī)（見(jiàn)圖1）研制作一綜述。

2 主要技術(shù)指標(biāo)

表1 主要起重性能參數(shù)表

圖1 塔機(jī)總圖

圖2 塔身基礎(chǔ)節(jié)

2.1 主要性能參數(shù)

額定起重力矩：800t·m，額定起重量：50t，最大起升高度：400m，工作幅度3.8～61m。

2.2 實(shí)現(xiàn)功能

（1）可以滿足400m高度的建筑施工作業(yè)。

（2）電氣變頻控制，起、制動(dòng)及運(yùn)行平穩(wěn)。

（3）高空轉(zhuǎn)換倍率方便。

（4）自升快捷安全。

（5）安裝塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，包括“幅度、重量、力矩、高度、回轉(zhuǎn)”等指標(biāo)的顯示和記錄，可采集吊車的起重量、當(dāng)前額定起重量、起升行程等有關(guān)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警和控制功能。

3 主要研究?jī)?nèi)容

（1）為了適應(yīng)市場(chǎng)和用戶要求，在總體設(shè)計(jì)中充分考慮了科學(xué)性、先進(jìn)性、實(shí)用性和可靠性要求，整機(jī)功能完備，性能先進(jìn)，構(gòu)造新穎（主要部件構(gòu)造見(jiàn)圖2～圖4）。

圖3 承座

圖4 機(jī)臺(tái)

（2）研究建筑塔機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)和特殊要求，掌握新材料的綜合性能和制造工藝，優(yōu)化設(shè)備和工裝，提高生產(chǎn)效率。包括：Q460D接頭與Q460C、Q345B等新材料焊接工藝設(shè)計(jì)和評(píng)定，大型接頭抱瓦連接型式和實(shí)體拉伸試驗(yàn)，基礎(chǔ)節(jié)支撐梁滑移設(shè)計(jì)，1～3倍率轉(zhuǎn)換和三倍率滑輪全組合軸式測(cè)力系統(tǒng)研究等。

（3）通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，研制出一臺(tái)技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越、安全經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，并充分進(jìn)行零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品的系列化研究。

（4）設(shè)計(jì)部件主要包括基礎(chǔ)節(jié)、塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套架、液壓頂升系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引入裝置、附著框、承座、機(jī)臺(tái)、電氣設(shè)備、人字架、起重臂、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊鉤組、高度限位裝置等。

（5）塔機(jī)用于高聳建筑，工作狀態(tài)時(shí)，風(fēng)載荷較大，主結(jié)構(gòu)采用管桁構(gòu)造，整機(jī)迎風(fēng)面積小，抗風(fēng)能力強(qiáng)；為減少塔機(jī)自重對(duì)建筑物作用，整機(jī)主結(jié)構(gòu)采用低合金高強(qiáng)度鋼；塔身采用單桿式可拆分桁架構(gòu)造型式，方便運(yùn)輸、貯存。

（6）經(jīng)濟(jì)性分析：起升速度較同類塔機(jī)提高25%，可拆分式構(gòu)造減少運(yùn)輸成本35%，超長(zhǎng)起重臂和超小幅度設(shè)計(jì)帶來(lái)的工程便利，效益可觀。采用先進(jìn)的電氣系統(tǒng)、工作機(jī)構(gòu)，選用優(yōu)質(zhì)抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩等，故障率低，維護(hù)方便，大大降低維修保養(yǎng)成本和時(shí)間，采用可靠的安全監(jiān)控和保護(hù)裝置，動(dòng)作靈敏，監(jiān)控全面，報(bào)警及時(shí)，可有效消除事故隱患，避免和減少事故的發(fā)生。

4 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用單桿可拆分式構(gòu)造及接頭抱瓦連接型式，構(gòu)造簡(jiǎn)潔，裝拆方便，大量節(jié)約運(yùn)輸空間和運(yùn)輸成本，對(duì)Q460C大截面鍛件接頭進(jìn)行實(shí)體試驗(yàn)，安全可靠。

（2）塔身和起重臂的腹桿采用Q390C低合金高強(qiáng)度薄壁鋼管，參照美國(guó)AWS規(guī)范對(duì)管端口進(jìn)行數(shù)控相貫線切割和規(guī)定坡口焊接，整機(jī)主要結(jié)構(gòu)件按照ANSYS軟件進(jìn)行強(qiáng)度核算，整體重量輕。

（3）為適應(yīng)400米超大起升高度，進(jìn)行了大直徑、大長(zhǎng)度折線卷筒設(shè)計(jì)，在人字架上部采用軸向和徑向雙向滾動(dòng)導(dǎo)向輪設(shè)計(jì)，解決了起升繩于卷筒的排繩問(wèn)題及出入卷筒的偏角問(wèn)題，減小摩擦，提升效率。

（4）起重臂大角度（角度約82°，幅度約3.8米）時(shí)實(shí)現(xiàn)吊裝自身爬升支承裝置功能，免除了輔助設(shè)備。

（5）通過(guò)起重臂鉸點(diǎn)后置，優(yōu)化上部截面構(gòu)造，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)66米超長(zhǎng)動(dòng)臂式起重臂組合和3.8米的超小幅度功能。

（6）采用軸式測(cè)力系統(tǒng)，通過(guò)三倍率滑輪全組合設(shè)計(jì)，根據(jù)工程各階段起重量大小，在空中自由實(shí)現(xiàn)起升繩倍率1、2、3的轉(zhuǎn)換，工作效率成倍提高，最大起升速度達(dá)80m/分鐘。

（7）基礎(chǔ)節(jié)支撐梁滑動(dòng)支撐系統(tǒng)平移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，成功解決了設(shè)備頻繁自升時(shí)支撐框、基礎(chǔ)節(jié)、滑移梁互動(dòng)時(shí)的工作效率和安全問(wèn)題。

（8）塔身采用無(wú)級(jí)附著設(shè)計(jì)，受力合理，附著支撐方便，對(duì)建筑物的層高和附著點(diǎn)無(wú)特殊要求。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外高聳建筑迅速發(fā)展，給內(nèi)爬式塔機(jī)應(yīng)用帶來(lái)了前所未有的機(jī)會(huì)，F(xiàn)ZQ800N型塔機(jī)以新穎的構(gòu)造、強(qiáng)大的功能 、先進(jìn)的配置和控制技術(shù)為支撐，具有其它設(shè)備無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，整機(jī)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，適用于400米高聳建筑安全高效施工，將為工程建設(shè)有力的保障，該產(chǎn)品的研制對(duì)高聳建筑施工技術(shù)提高和起重機(jī)研制技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。