塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的系列化研究

　張新春，李鵬舉，任師道，王進(jìn)峰

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東濟(jì)南250200）

塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的系列化研究

張新春，李鵬舉，任師道，王進(jìn)峰

（山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司，山東濟(jì)南250200）

提出塔式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的總體方案，根據(jù)塔式起重機(jī)噸位不同，給出兩種傳動(dòng)方案，實(shí)現(xiàn)高低搭配，完成塔式起重機(jī)的起升性能參數(shù)表及主要配置選擇。

塔式起重機(jī)；起升機(jī)構(gòu)；系列化；性能

大噸位塔式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱塔機(jī)）產(chǎn)品多為單臺(tái)定制式，通過(guò)招投標(biāo)方式，由客戶提出塔機(jī)的性能參數(shù)要求，進(jìn)行特殊定制。塔機(jī)從策劃、設(shè)計(jì)到出廠整個(gè)周期較長(zhǎng)，塔機(jī)的設(shè)計(jì)和制造周期直接影響著市場(chǎng)供應(yīng)能力，所以塔機(jī)及機(jī)構(gòu)的系列化規(guī)劃及研究勢(shì)在必行。

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，收集客戶對(duì)塔機(jī)起升性能需求的信息，分析、總結(jié)建筑市場(chǎng)上同類塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)的構(gòu)造形式和特點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)有塔機(jī)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)并完善形成了塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)系列產(chǎn)品。

目前塔機(jī)的額度起重量多在100 t以下，起升速度較小，通常低于50 m/min.額度起重量100 t以上的塔機(jī)廠品較少，相應(yīng)的起升速度小，且倍率變換少、調(diào)速范圍窄，針對(duì)此類問(wèn)題，本文完成了額定起重量25 t～160 t（對(duì)應(yīng)額定起重力矩500 t·m～3 200 t·m）起升機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)及系列規(guī)劃，該設(shè)備倍率變換多，起升速度大，變速能力強(qiáng)，基本滿足建筑市場(chǎng)對(duì)塔機(jī)吊裝能力的要求。

1　方案設(shè)計(jì)

塔機(jī)的基本功能之一是起升，起升機(jī)構(gòu)是塔機(jī)的基本組成部件，起升能力和變速能力是衡量塔機(jī)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，所以起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常重要。

起升機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、制動(dòng)器和卷筒等組成。減速機(jī)的作用是減速增扭，將電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為卷筒的低轉(zhuǎn)速，同時(shí)增大扭矩。但是，通常情況下減速機(jī)的速比恒定，不可變速。對(duì)于超大噸位（額定起重量在100 t以上）的塔機(jī)，額定起重量下的起升速度較小，由于減速機(jī)的速比恒定，僅通過(guò)電氣調(diào)速和變倍率調(diào)速的手段，通常無(wú)法得到理想的較大的起升速度，所以這種情況下需要在起升機(jī)構(gòu)中增加變速裝置。

根據(jù)塔機(jī)噸位不同，給出兩種起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，實(shí)現(xiàn)高低搭配，大噸位系列塔機(jī)涉及的噸位如表1所示。

表1　塔機(jī)噸位系列表

對(duì)于50 t以下塔機(jī)采用HB系列減速機(jī)方案設(shè)計(jì)，采用交流變頻調(diào)速和變倍率調(diào)速同步進(jìn)行的方法調(diào)速，實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)的輕載高速作業(yè)。

對(duì)于50 t及以上塔機(jī)采用減速機(jī)+變速箱方案設(shè)計(jì)，應(yīng)用電氣調(diào)速+變速箱+變倍率調(diào)速相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)起升機(jī)構(gòu)的大范圍調(diào)速。變速箱方案起升機(jī)構(gòu)設(shè)置電液動(dòng)力換擋變速箱，能夠適應(yīng)超大范圍的變速要求，能夠?qū)崿F(xiàn)多種額定起重量，同時(shí)對(duì)應(yīng)多種額定起升速度。該系列塔機(jī)的起升能力覆蓋火電建設(shè)及工業(yè)民用建筑市場(chǎng)吊裝需求，主要性能參數(shù)優(yōu)于目前市場(chǎng)上同類塔機(jī)產(chǎn)品，充分完善塔機(jī)的性能圖譜及系列產(chǎn)品。

2　構(gòu)造特點(diǎn)

減速機(jī)方案起升機(jī)構(gòu)采用盤式聯(lián)軸器及盤式制動(dòng)器，高速端雙制動(dòng)，卷筒雙折線多層纏繞技術(shù)，能夠適應(yīng)大范圍變速、大容繩量的要求［1］。電氣調(diào)速與機(jī)械調(diào)速相結(jié)合，采用交流變頻調(diào)速和變倍率調(diào)速同步進(jìn)行的方法調(diào)速，既能使機(jī)構(gòu)低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，又能實(shí)現(xiàn)兩種額定起重量［3］。

變速箱方案起升機(jī)構(gòu)是在減速機(jī)方案基礎(chǔ)上設(shè)置電液動(dòng)力換擋變速箱，配置較高，能夠適應(yīng)超大范圍的變速要求［2］；能夠?qū)崿F(xiàn)多種額定起重量（單種倍率下4種額定起重量，雙種倍率下8種額定起重量，三種倍率下12種額定起重量），同時(shí)對(duì)應(yīng)多種額定起升速度，最大起升速度在50～100 m/min之間。該機(jī)構(gòu)具有調(diào)速范圍大，起升高度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，安全性能高等特點(diǎn)［4］。

3　性能參數(shù)

該系列塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為M4，其參數(shù)規(guī)劃如表2、表3和表4所示。

表2　減速機(jī)方案（50 t及以下）性能參數(shù)表

表3　變速箱方案（50 t～100 t）性能參數(shù)表

表4　變速箱方案（125t～160t）性能參數(shù)表

4　實(shí)例

該系列塔機(jī)的研究成果已經(jīng)在多種規(guī)格平頭塔機(jī)中的得到應(yīng)用，起升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1和圖2所示。

圖1　減速機(jī)方案圖

圖2　變速箱方案圖

5　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)的系列化研究，給出了一整套起升機(jī)構(gòu)的性能參數(shù)，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程，避免了重復(fù)性的計(jì)算，簡(jiǎn)少了零部件選用的種類，縮短了研發(fā)和設(shè)計(jì)周期，完善了塔機(jī)系列產(chǎn)品。

整個(gè)系列機(jī)構(gòu)中，做到了用盡量少的零部件實(shí)現(xiàn)各噸位起升機(jī)構(gòu)的性能要求，方便了采購(gòu)、制作和檢驗(yàn)等工作，采用系列化設(shè)計(jì)后，零部件的通用性更強(qiáng)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)性。

［1］張質(zhì)文，王金諾，程文明，等.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.第二版.北京：中國(guó)鐵道出版社，2013.

［2］李明強(qiáng)，侯清濤，李鵬舉，等.大型塔式起重機(jī)起升調(diào)速方法對(duì)比分析［J］.建筑機(jī)械化，2014，（12）：49-51.

［3］喻樂(lè)康，曾旋.中國(guó)塔式起重機(jī)發(fā)展的些許思考［J］.建筑機(jī)械技術(shù)與管理，2013，（02）：27-29.

［4］黃時(shí)偉.塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)調(diào)速技術(shù)［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，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

張新春（1982-），女，內(nèi)蒙古人，學(xué)士，工程師，主要研究方向是起重機(jī)械設(shè)計(jì)。