塔式起重機(jī)異常響聲的原因分析和解決措施

魏小飛

摘 要：塔式起重機(jī)是房屋建設(shè)、港口作業(yè)中的重要設(shè)備，因其在使用過程中會產(chǎn)生異響，影響設(shè)備的使用效果，故本文從其產(chǎn)生異響的根源上進(jìn)行分析，并結(jié)合塔式起重機(jī)的制造、組裝和使用中發(fā)現(xiàn)的問題，分析產(chǎn)生異常聲響的原因，根據(jù)不同的使用情況，制定出對應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：塔式起重機(jī)；異響；殘余應(yīng)力；回轉(zhuǎn)支撐

0 引言

目前，在建筑施工中，塔式起重機(jī)是最重要的物資運(yùn)輸設(shè)備。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，新安裝的塔式起重機(jī)的數(shù)量正在不斷增加，一些新的工廠安裝的塔式起重機(jī)經(jīng)常在使用一段時間后，發(fā)出異常聲響。這種異常的聲音會使塔機(jī)駕駛員在操作過程中產(chǎn)生恐懼，不利于安全生產(chǎn)。

1 異響產(chǎn)生的原因分析

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

1）鋼結(jié)構(gòu)存在焊接殘余應(yīng)力；

2）回轉(zhuǎn)支承和塔體高強(qiáng)度連接螺栓的擰緊力矩不足；

3）下支座與回轉(zhuǎn)齒圈的接觸平面較小；

4）回轉(zhuǎn)支承缺少潤滑；

5）超載荷使用。

2 預(yù)防異響的措施及解決方法

2.1 鋼結(jié)構(gòu)存在焊接殘余應(yīng)力的情況

塔式起重機(jī)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(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。在焊接成一個整體后，這些殘余應(yīng)力可能會聚集成構(gòu)件的新內(nèi)應(yīng)力。焊接時焊接應(yīng)力是不可避免的，為了降低或消弭應(yīng)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(gòu)件露天放置，經(jīng)過一段時間的時溫變化之后，再進(jìn)行自然老化，這是我們經(jīng)常用來在處理鋼構(gòu)件的方法。在溫度應(yīng)力形成的過載下，殘余應(yīng)力松弛，尺寸精度穩(wěn)定。就塔式起重機(jī)的上下支座來說，采用這種方式可以極大的降低殘余應(yīng)力。

2）采用對稱焊接，對稱焊接部件用于上下支座內(nèi)的多處腹筋板。焊接由兩個焊接人員同時進(jìn)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(yīng)力控制到最小。

3）在不影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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(xù)角焊設(shè)計成不連續(xù)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(qū)的范圍，使焊接應(yīng)力和變形減小。

2.2 連接螺栓的擰緊力矩不足的情況

當(dāng)使用塔式起重機(jī)時，塔體和回轉(zhuǎn)支承本身要承受受很大的力，還要受到交變應(yīng)力的影響。按國家標(biāo)準(zhǔn)“鋼結(jié)構(gòu)扭剪式高強(qiáng)螺栓連接副（GB / T3632-2008）”，首次安裝后，使用高強(qiáng)度螺栓，使用100小時后，應(yīng)對機(jī)器進(jìn)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(fā)生螺母，螺栓松動或螺紋損壞，應(yīng)立即擰緊或更換螺栓或螺母。如果塔身和回轉(zhuǎn)支承的連接螺栓擰緊力矩不足，則會出現(xiàn)以下情況：

1）塔體整體振動大，使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和下支座的結(jié)合部分產(chǎn)生噪聲，聲音大時會發(fā)出異響。

2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接頭或附近的主弦桿產(chǎn)生疲勞裂紋。當(dāng)連接螺栓的預(yù)緊力不夠時，螺栓容易松動，塔體的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接部分會產(chǎn)生微小間隙，這會在塔體內(nèi)局部產(chǎn)生彎矩，這種情況會引發(fā)安全事故，在塔機(jī)安裝過程中，有時會出現(xiàn)平面不不平整的情況，此時應(yīng)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(dāng)塔式起重機(jī)安裝或處于空載狀態(tài)時，塔架主體被壓在平衡臂的側(cè)面，并且吊臂的側(cè)面被拉動，然后旋轉(zhuǎn)180°并擰緊另一側(cè)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(zhuǎn)支承的連接通常由多個高強(qiáng)度螺栓連接上、下支座，一些連接螺栓松動，這將導(dǎo)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(jié)構(gòu)部分彈性變形并發(fā)出異響。有時這種異響在使用塔式起重機(jī)一段時間后會逐漸消失。

2.3 下支座與回轉(zhuǎn)齒圈的接觸平面較小的情況

下支座要嚴(yán)格按照工藝要求來加工，下支座的結(jié)構(gòu)很復(fù)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(yīng)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(yīng)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(huán)形齒輪和上平面之間的接觸精度，因此塔式起重機(jī)在使用過程中不會受到均勻的應(yīng)力，產(chǎn)生起重或回轉(zhuǎn)時的異常響聲。因此，下支座應(yīng)在完成前完全消除應(yīng)力，并應(yīng)注意精加工過程中細(xì)節(jié)的處理，如毛刺和鐵屑。

2.4 回轉(zhuǎn)支承缺少潤滑的情況

回轉(zhuǎn)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(jī)旋轉(zhuǎn)約15°，再次注入潤滑脂并進(jìn)一步回轉(zhuǎn)約15°，重復(fù)四次或五次。當(dāng)回轉(zhuǎn)支承沒有潤滑時，滾道內(nèi)的滾珠會產(chǎn)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(jī)使用過程中的受力不均勻，在回轉(zhuǎn)和起重過程中會發(fā)生間歇性的異響，特別是在提升重物時。因此，塔式起重機(jī)在施工期間每周進(jìn)行一次潤滑，以確保正常運(yùn)行。

2.5 超載荷使用的情況

當(dāng)前，一些建筑工地超載的現(xiàn)象，某些起重機(jī)額定起重量為1噸。在建筑工地中，塔式起重機(jī)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(jī)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(jī)鋼結(jié)構(gòu)的異響，還會引起塔式起重機(jī)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(jī)，有時只會發(fā)出一些異響，一旦達(dá)到疲勞極限，塔式鋼結(jié)構(gòu)也會受損，造成重大事故。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過分析塔式起重機(jī)生產(chǎn)過程中鋼結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力、制造工藝、主要部件的螺栓連接、回轉(zhuǎn)支撐和日常使用情況，可以得出產(chǎn)生異常聲響的原因，因此，我們需要根據(jù)不同情況，制定出對應(yīng)的解決方案，保證塔式起重機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。