一種定位螺栓連接的塔機標準節的研究

周小玲，姜 渭，龍緒登

（廣西建工集團建筑機械制造有限責任公司，廣西 南寧 530229）

1 研究背景

塔式起重機(簡稱塔機)是用于建筑施工工地吊裝物料的起重運輸機械，常用于高層樓宇、橋梁的建設施工。標準節位于塔機的基礎與回轉總成之間，承擔著整個塔機的重量以及吊裝的載荷，是塔機的主要受力部件，屬于塔機鋼結構中重要的一部分。標準節的結構強度直接影響塔機的使用性能。現有塔機標準節連接方式有3種：一種是銷軸連接方式，如圖1所示，波坦公司最早采用這種連接方式，在國內行業內，又稱這種連接方式的標準節為“波坦標準節”，其使用起來比較穩定，但因銷軸與連接孔采用過盈配合，必須使用重錘敲打銷軸才能完成安裝拆卸，比較麻煩；另一種是鉸制孔螺栓連接方式，如圖2所示，使用鉸制孔螺栓和螺母連接，螺栓不容易脫落，標準節主要制作成片狀結構，運輸方便，但使用螺栓比較多，安裝工序比較繁瑣；最后一種是套筒螺栓連接方式，如圖3所示，使用螺栓螺母連接，螺栓跟套筒連接件之間有空隙，安裝方便，但由于螺栓只靠螺母緊固作用，螺栓容易松動，日常檢查保養需要十分謹慎，安全性能欠佳。

由于市場的需要，套筒螺栓連接方式的標準節越來越多。塔機在安裝過程，螺栓螺母達不到設計要求的預緊力，塔機回轉時慣性扭矩的作用使螺栓竄動，導致松動脫落，維保人員未能及時檢查到可能會造成塔機傾翻的安全事故。

圖1 銷軸連接方式

圖2 鉸制孔螺栓連接方式

圖3 套筒螺栓連接方式

為了解決標準節安裝預緊力難以保證，螺栓容易松動，維保困難的問題，本文研發出一種定位螺栓連接的塔機標準節，即塔機標準節之間的連接螺栓設計成定位螺栓，標準節套筒連接件與定位螺栓之間沒有間隙，定位螺栓既起到定位作用又有傳力功能，對螺栓的預緊力要求極大程度地降低。

2 實施方式

如圖4所示，一種定位螺栓連接的塔機標準節，標準節包括主弦桿、踏塊、腹桿、套筒連接件、爬梯、螺母、墊片以及定位螺栓，其特征是：主弦桿和腹桿組成一個桁架結構，踏塊按照一定的距離焊接在主弦桿上，套筒連接件焊接在主弦桿兩端的外側，套筒連接件一端與主弦桿的一端齊平，定位螺栓穿過套筒連接件的通孔；爬梯安裝在桁架結構中間或腹桿上，供塔機司機和維保人員上下。該種方式的標準節整體上與套筒螺栓連接的標準節一樣，標準節通常是整體式。

圖4 定位螺栓連接方式

如圖5所示，定位螺栓一端是帶螺柱的螺栓頭，螺柱外徑尺寸為d，中間段銷軸型式，其外徑為D，與連接件4孔徑D的基本尺寸相同，另一端是螺紋結構，用于安裝螺母，螺紋段的螺紋外徑為d，其中D〉d。為了便于安裝，尺寸為D的長度不需要做到很長。在塔機安裝時，定位螺栓的中間段銷軸型式的位置剛好位于兩節標準節的連接件之間，由于定位螺栓的銷軸段基本尺寸與連接件的通孔基本尺寸一樣，緊密配合，起到定位作用，并且兩節標準節之間的作用力依靠定位螺栓傳遞，在塔機的慣性扭矩作用下螺栓不會發生滑移松動的情況，因此套上墊片擰緊螺母即可，可以沒有固定的預緊力要求。

圖5 套筒連接件與定位螺栓

3 結 論

與現有塔機套筒螺栓連接的標準節相比，本文設計的定位螺栓連接的標準節，標準節之間由定位螺栓實現定位和緊固，在塔機回轉慣性力作用下，標準節之間的扭矩由定位螺栓傳遞，而定位螺栓與標準節的套筒連接件沒有間隙，一旦擰緊定位螺栓的螺母，就不會出現滑移松動現象，有效地解決了塔機標準節安裝預緊力難以保證、螺栓容易松動、維保困難等問題。