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        塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)的防脫裝置設(shè)計(jì)

        2020-03-14 12:52:18鄧佐林楊雨航
        建筑機(jī)械 2020年2期
        關(guān)鍵詞:軸孔塔機(jī)塔身

        鄧佐林,楊雨航

        (中山市節(jié)節(jié)高機(jī)械設(shè)備有限公司,廣東 中山 528400)

        1 工作概況

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也突飛猛進(jìn),塔式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī))在建設(shè)工程中大量使用,是解決施工過(guò)程中建筑材料的垂直和水平運(yùn)輸不可缺少的大型機(jī)械設(shè)備。

        高層建筑物所使用的塔機(jī)是隨建筑物增高而逐漸增加高度的,自升式塔機(jī)是最常用的,它的升高是通過(guò)頂升套架上的液壓頂升系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn),即由頂升油缸活塞桿上的頂升橫梁落入塔身上的頂升踏步的槽內(nèi),開(kāi)啟液壓系統(tǒng)致使頂升油缸工作將頂升力傳遞到套架,托起塔機(jī)回轉(zhuǎn)總成、塔尖、平衡臂總成、起重臂總成、起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)等,在此過(guò)程中兩個(gè)踏步在頂升過(guò)程中承受著巨大的壓力。通過(guò)套架頂起塔機(jī)上部再加裝或拆減標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)塔機(jī)高度的變化。如圖1所示為頂升加節(jié)示意圖,即當(dāng)套架托起回轉(zhuǎn)總成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)身位后,引進(jìn)固定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)至塔身上,使塔機(jī)增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度。

        圖1 頂升加節(jié)示意圖

        由于塔機(jī)在頂升加節(jié)或者降節(jié)過(guò)程中,塔機(jī)上部的重力全部通過(guò)頂升橫梁作用在塔身踏步上,頂升橫梁是否安全可靠的落入踏步內(nèi)取決宇塔機(jī)安裝工人為因素,往往因?yàn)榘惭b工在頂升過(guò)程中如有操作不當(dāng),使頂升橫梁沒(méi)有穩(wěn)妥落入踏步的弧形槽中,致使在頂升過(guò)程頂升橫梁從踏步上脫落發(fā)生因“墩塔”而引起的群死群傷重大安全事故時(shí)有 發(fā)生。

        2 防脫裝置方案設(shè)計(jì)

        為杜絕上述事故的再度發(fā)生,2008年8月國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《塔式起重機(jī)》GB/T 5031-2008(2009年2月1日實(shí)施),明確了塔機(jī)爬升裝置要具備防脫功能。

        在2009年標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之前生產(chǎn)的沒(méi)有設(shè)置防脫裝置塔機(jī),目前仍在大量使用,裝拆過(guò)程中存在一定的安全隱患。針對(duì)這部分的塔機(jī),為保證其在安裝與拆卸過(guò)程中的安全、可靠,我們提出了一個(gè)加裝了防脫裝置的方案。

        結(jié)合圖2來(lái)描述防脫裝置及其工作原理:

        圖2 頂升機(jī)構(gòu)防脫裝置工作原理

        如圖2所示,在頂升橫梁兩端(兩端對(duì)稱(chēng),圖上僅繪出1端)上面分別焊接短軸,短軸上安裝有防脫鉤,短軸頂部穿裝開(kāi)口銷(xiāo)以防止防脫鉤脫離短軸;防脫鉤上設(shè)計(jì)有銷(xiāo)軸孔,在短軸的軸肩上相應(yīng)位置設(shè)計(jì)有2個(gè)銷(xiāo)軸孔,在兩銷(xiāo)軸孔分別對(duì)應(yīng)防脫鉤位于工作位與非工作位時(shí),與防脫鉤上銷(xiāo)軸孔之間穿裝銷(xiāo)軸,以固定防脫鉤的位置。

        圖2所示防脫鉤位于工作位時(shí),頂升橫梁兩端防脫鉤兩相互垂直豎直面貼近兩塔身主弦桿的兩內(nèi)側(cè)面,這樣就約束頂升橫梁相對(duì)于塔身水平軸兩個(gè)方向平移的自由度、豎直軸向旋轉(zhuǎn)自由度即水平縱向軸旋轉(zhuǎn)自由度,豎直方向平移自由度由踏步頂面及頂升橫梁重力約束,水平橫向軸旋轉(zhuǎn)自由度則由頂升橫梁重力及油缸頂升力約束,約束了頂升橫梁相對(duì)塔身的這6個(gè)自由度,就能夠確保頂升橫梁相對(duì)塔身踏步不會(huì)滑脫,從而杜絕“墩塔”事故 發(fā)生。

        加裝了防脫組裝的塔機(jī),在頂升加節(jié)時(shí)的操作程序是:

        (1)檢查液壓系統(tǒng),待一切正常。

        (2)設(shè)專(zhuān)人檢查確認(rèn)頂升橫梁兩端圓柱落在踏步弧位,拔出防脫裝置銷(xiāo)軸,旋轉(zhuǎn)防脫鉤,使其鉤住標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿,并插上銷(xiāo)軸給其固定位置,兩端做法一致,確認(rèn)無(wú)誤后通知頂升。

        (3)開(kāi)動(dòng)液壓系統(tǒng),使活塞桿伸出,將爬升架及其以上部分頂起10~20mm時(shí)停止,檢查頂升橫梁、爬升架等傳力部件是否有異響、變形,油缸活塞桿是否有自動(dòng)回縮等異?,F(xiàn)象,確認(rèn)正常后,繼續(xù)頂升。

        (4)頂起約1.6m,并使爬升架上的爬爪位于對(duì)應(yīng)的踏步上方,停止頂升,并回縮油缸,使爬爪落在踏步上。

        (5)確認(rèn)兩個(gè)爬爪都準(zhǔn)確地落在踏步弧位上并承受住爬升架及其以上部分的重量后,拔出防脫裝置上銷(xiāo)軸,旋轉(zhuǎn)防脫鉤至頂升橫梁上方,并插上銷(xiāo)軸給其固定位置,兩端做法一致。

        (6)將油缸活塞全部縮回,頂升橫梁上升,確認(rèn)落在上方最近的1組踏步弧位內(nèi),重復(fù)前述2操作,使頂升橫梁兩端防脫鉤鉤住標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿,并插上銷(xiāo)軸給其固定位置,確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行下一次 頂升。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        加裝防脫裝置的塔吊,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用,達(dá)到了預(yù)期效果??偨Y(jié)如下:

        (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。僅在頂升橫梁兩端各安裝1套防脫裝置,每套防脫裝置僅有兩個(gè)主要零件,即短軸與防脫鉤,外加用于定位的銷(xiāo)軸及開(kāi)口銷(xiāo)。

        (2)安全可靠。當(dāng)頂升橫梁兩端擱置在踏步的弧位上,將防脫鉤鉤住塔身主弦桿且插入銷(xiāo)軸,即能夠確保頂升橫梁在踏步上的位置不會(huì)脫落,安全可靠。

        (3)操作方便。當(dāng)頂升橫梁落到踏步上,在檢查確認(rèn)時(shí),只需拔出銷(xiāo)軸,旋轉(zhuǎn)防脫鉤使其鉤住塔身主弦桿,再插入銷(xiāo)軸(零一端操作相同)即可。

        (4)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本文所提到的防脫裝置,零件數(shù)量少、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。

        目前生產(chǎn)的塔機(jī)的防脫措施大都是在踏步上加工1個(gè)孔(或開(kāi)槽),頂升橫梁上增加一零件,在其上相應(yīng)位置也加工1個(gè)孔,待頂升橫梁落到踏步上的弧位后,在踏步的孔(或槽)與頂升橫梁上零件的孔中穿入銷(xiāo)軸來(lái)防止頂升橫梁從踏步上脫落。為保證踏步上加工孔(或開(kāi)槽)后不降低其強(qiáng)度,那么踏步外形尺寸必然要相應(yīng)加大,用料也就增加,每臺(tái)塔機(jī)有幾十個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié),每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上有4個(gè)踏步,這么多個(gè)踏步用料及加工孔(或開(kāi)槽)的費(fèi)用可想而知,相比之下本文提到的頂升橫梁防脫方案不失為更好的選擇。

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