FZQ2400塔机培训资料.docx
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FZQ2400塔机培训资料
FZQ系列大型塔机培训资料
FZQ2400型附着自升塔式起重机
安装使用培训教程
（之一）
郑州科润机电工程有限公司
胡水根
2009-3-9
前言
本次培训是针对本公司产品FZQ2000Z和FZQ2400型附着自升塔式起重机有关安装、使用方面的培训，主要内容是：
塔机简介，电控及液压系统操作，安装、试验及使用中的注意事项，目的：
加深用户对塔机的了解，提高操作人员的安全意识，更好更安全地使用塔机。
有关FZQ2400塔机部分具体安排如下：
整机介绍及安装使用中注意事项：
胡水根，项目设计负责人；
电气控制及操作：
王继东，电气设计负责人；
液压系统操作：
王令饴，液压系统设计负责人；
专业答疑：
许光奇，郭志康，胡水根，王继东，王令饴等，欢迎提问，共同探讨，业界同仁，相互交流，共谋发展。
1塔机简介
本塔机是目前国产具有自主知识产权的附着自升塔机中起重能力最大，配置最先进的塔机，具有起重量大、作业范围广、起升高度大、抗风能力强、自重轻等特点，适用于单机容量300～1000MW火力发电机组锅炉厂房构件的安装，同时也适用于水电、石油、化工、冶金等大型建筑的施工安装作业。
1.1工作性能参数
参数中最大起升高度与本说明书最大塔身高度对应，实际最大起升高度与用户购买的塔身高度有关。
1.1.1主起升性能
主钩额定起重量100t
主钩额定起重量时工作幅度10～24m
特殊工况工作幅度（50t）6.5～10m
主钩最大工作幅度50m
主钩最大工作幅度时起重量32t
主钩最大起升高度（三层附着）182m
主起升机构起升速度0~5m/min
轻载（Q≤30t）0~10m/min
1.1.2副起升性能
副钩额定起重量16t
副钩工作幅度13.34～57m
特殊工况工作幅度9.45～13.34m
副钩最大起升高度（三层附着）188m
副起升机构起升速度0~20m/min
轻载（Q≤5t）0~40m/min
1.1.3回转性能
额定回转速度0.15r/min
回转角度全回转
1.1.4变幅性能
全程变幅时间～11min
1.1.5起重臂根铰点高度（三层附着）136m
1.1.6登机电梯性能
额定提升质量400kg
运行速度33m/min
1.1.7液压顶升性能
安装时液压顶升速度0.4m/min
塔身踏步距离1.867m
每次顶升油缸行程2.02m
1.1.8不同幅度时主钩额定起重量见表1-1，起重特性曲线如图1-1。
表1-1R—Q关系表
R（m）
6.5～10
10～24
24.5
25
25.5
26
27
28
29
30
Q（t）
50
100
97.3
94.7
92.2
89.8
85.3
81.1
77.2
73.6
R（m）
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Q（t）
70.2
67
64
61.2
58.5
56
53.7
51.4
49.3
47.3
R（m）
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
Q（t）
45.4
43.6
41.9
40.2
38.7
37.2
35.8
34.4
33.2
32
图1-1起重特性曲线
注：
以上起重量均为钩下重量。
1.1.9自立工况吊点高度见图1-2，各附着工况塔身总高见图1-3
图1-3各附着工况塔身最大高度
1.2工作级别
1.2.1整机工作级别A4（GB3811—1983）
1.2.2各机构工作级别和驱动功率
表1-2各机构工作级别和功率表
机构名称
主起升
副起升
回转
变幅
液压顶升
电梯
工作级别
M4
M5
M3
M3
M2
电
动
机
JC%
40
40
25
25
功率（kW）
110
75
2x5.5
2x34
30
11
数量
1
1
2
2
1
1
1.2.3整机总装机容量~297kW（JC40%）
1.3各机构制动器及钢丝绳
制动器见表1－3，钢丝绳见表1－4
表1－3各机构制动器
机构名称
主起升
副起升
回转机构
变幅机构
制动器
型号
YW500-1250
YW400-1250
YW200-220
YW315-800
数量
1
1
2
2
制动力矩Nm
1800~2000
1400~1550
110~130
900~1000
抱瓦退距mm
1~1.25
1~1.25
0.8~1
1~1.25
注：
1、制动器抱瓦退距为通用值，应根据制造厂产品样本调整；
2、回转制动器配有手动松闸装置。
制动器的调整有制造厂讲解，这里提请注意：
制动弹簧处标示的力矩值不精确，表中的力矩值也是一个范围，目的是便于调整，请在载荷试验时调试制动力矩值，以满足使用要求为准。
表1－4各机构钢丝绳
机构名称
钢丝绳型号
钢丝绳长度（m）
备注
主起升
28-35xP.7（WA）-220G
1620
进口
副起升
24-35xP.7（WA）-200G
480
进口
变幅机构
28NAT8x36SW+IWR1770
720
国产
26-6xWS36+IWRC1870
720
进口
注：
起升钢丝绳长度满足本说明书最大起升高度
1.4工作条件
工作状态最大计算风压250N/m2
非工作状态计算风压800N/m2
顶升安装时计算风压100N/m2
工作时允许最低温度-20℃
使用地区允许最低温度-40℃
本机电气设备的使用条件为：
海拔1000米以下，环境温度-20°～+40℃，若超过上述规定条件使用，应特殊定货。
1.5构造简介
整机从下到上的构造组成如下：
1.5.1底架
底架为12米×12米的十字型箱形梁结构（见图1-4）。
塔身基础节四个主弦杆通过法兰连接在十字梁上平面，混凝土压重亦置于十字梁上，十字梁通过球铰与大面积接地的支腿连接，支腿置于经过处理的基础上，因支腿接地面大从而降低了接地比压，支腿布置方向依基础要求可以水平转动，球铰高度可以通过垫板进行微调，从而调整十字梁的水平度。
为了便于运输，底架的主结构由中间十字梁和四根一字梁组成，采用铰制孔螺栓联接。
图1-4底架
1.5.2塔身
塔身为4.2米×4.2米截面的低合金钢管桁结构（见图1-3），由基础节、标准节和附着节组成，其中基础节1节，标准节数视附着高度而定，附着节数视附着层数而定，基础节高度为9.5m，标准节和附着节高度为5.6m。
塔身各节之间采用抱瓦连接，塔身内设电梯、爬梯和休息平台。
塔身上端通过抱瓦与承座连接，下端通过法兰与底架连接。
塔身高度根据自立或1～2～3层附着工况而定。
附着时配置塔身附着节和附着架，附着架通过带关节轴承的螺杆将塔身附着节与建筑物连接，在附着节被加强的一半高度约2米范围内可任意附着。
塔身高度的增减，通过单侧双油缸液压顶升系统完成，标准节提升、水平移动和安装就位由引进小车、辅助卷扬机配合完成，每节标准节（附着节）设有三层顶升耳板。
在经过油缸三个伸缩循环行程后，由引进小车可接高或降低一个标准节（附着节）。
1.5.3套架
套架作为塔机顶升和拆卸时的重要承载部件，上端通过发兰用螺栓与承座连接，中间空套在塔身外围，由上下两层各8组共16只滚轮支撑于塔身主弦杆两侧。
套架为5.3×5.3×12米桁架结构（见图1-5）。
图1-5套架
套架由四片桁架和横腹杆通过铰制孔螺栓连接而成。
套架中部方梁上设有安装支承杆和顶升油缸的耳座，在标准节引入、引出过程中，作为顶升油缸和支撑杆的一个支点支承顶升部分的重量（另一支点为塔身顶升耳板）。
在套架高度方向设有四层平台供塔身标准节升降作业时使用，另设有斜梯，将各层平台连接并与承座弧形平台衔接。
备用梯子供安装、拆卸时人员跨越套架与塔身的间隔时踩用。
液压系统放置在套架平台上。
图1-6承座
1.5.4承座
承座（见图1-6）是塔身与回转部分连接的过渡构件，为钢板焊接结构。
承座上部环梁与回转支承内圈联接，每条支腿上有两个连接点分别与塔身和顶升套架主弦杆连接，承座环梁下平面装有引进小车轨道梁。
为了便于安装时有关人员上下机台，承座外侧设有弧形平台及斜梯与套架衔接；承座环梁腔内设有钢板网平台及直梯，供检测人员使用。
1.5.5回转支承
回转支承是塔机上部藉以转动和支承的纽带，采用内齿圈三排滚柱转盘轴承，两台回转驱动机构布置在机台前方腔内，采用变频电机加进口行星齿轮减速器，结构紧凑，工作可靠。
支承处通过双法兰用高强度螺栓分别与承座和机台连接，螺栓理论预紧力665KN，理论预紧力矩4500Nm。
1.5.6前机台和后机台
图1-7前机台
前机台（见图1-7）和后机台（见图1-8）是塔机上部部件的安装平台，均为钢板焊接结构，二者首尾通过销轴连接。
前机台底部环梁与回转支承外圈联接，人字架支座、起重臂支座位于前机台上平面，前机台前方内腔的下平面并排安装两台回转驱动装置。
前机台侧梯可经承座外侧弧形平台、套架、备用梯子与塔身梯子平台衔接，供工作时有关人员使用。
前机台前方内腔的中间梯子可下至承座内腔，供日常检查维护人员使用。
平衡重、后拉索支座、变幅机构、主起升机构和副起升机构均布置在后机台。
操作室安装在前机台右前方，电气控制室安装在前机台中部，机台上平面设有走台，四周栏杆，腔内纵向贯通电缆托架，机台最大回转半径15.86米
图1-8后机台
1.5.7起重臂
起重臂（见图1-9）是采用高强度钢管焊接而成的矩型管桁结构。
由根段、标准节、前段和小臂等组成，各节通过销轴连接；头部设有主、副钩定滑轮，航标灯座，变幅拉索铰轴等；内置梯子可直达头部，扶手兼作电缆导管，上置平台用于装拆时放置变幅动滑轮组。
1.根段2.标准节3.前段4.导向滑轮组5.鹰嘴6.副钩拉力检测装置
7.副钩定滑轮组8.主钩定滑轮组9.主钩拉力检测装置
图1-9起重臂
1.5.8人字架
人字架（见图1-10）由前支架、中间支架、后机台拉索和前撑杆等组成。
主要构件由上下两段拼接而成，根铰位于前、后机台上平面。
在人字架顶部，安装有变幅定滑轮组，主、副起升绳导向滑轮和检修平台，在前支架的一侧设有斜梯供检修人员使用。
人字架的前支架横梁处装有起重臂防后倾装置，它由底座和聚氨酯弹性材料的缓冲器经螺栓联接而成，底座焊接于前支架横梁上。
当主钩幅度接近R=6.5m时，缓冲器与起重臂标准节主弦杆开始接触、同时限位开关动作切断后倾变幅力，以达到限制起重臂后倾的目的。
图1-10人字架
1.5.9附着架
附着架（见图1-11）由附着框和撑杆组成，附着框与建筑物间通过撑杆连接，撑杆通过销轴及支座与建筑物连接，撑杆上的螺杆可调节撑杆的长度，从而调节附着框与附着建筑物的距离，塔身中心与建筑物附着平面的基本距离为6.5米（用户有特殊要求时，附着距离另行商定和设计），撑杆长度调好后注意用圆螺母锁紧。
附着框的两部分通过精制螺栓连接，附着框与塔身间通过V型尼龙块接触，附着框侧面的调节螺杆可调整附着框与塔身弦杆之间的间隙，并通过此螺杆压紧与塔身接触的尼龙块，调整时应使尼龙块中心线与塔身弦杆中心线重合，二者始终接触并受力均匀。
各附着节高度位置按设计要求确定，附着节有上段附着和下段附着两种构造型式，可根据与建筑物附着位置按就近原则安排选用。
撑杆可适当调整塔身垂直度并承受塔身水平力，各撑杆应及时调整、保持张紧、受力均匀，撑杆端部的关节轴承可适应附着高度的少量变化，依靠撑杆上螺杆和撑杆端部的关节轴承适度调节附着高度、附着距离、附着角度；小钢丝绳用于吊住附着架自重，应就近缠绕于上部横腹杆，绳长可以调节。
图1-11附着架
1.5.10主、副起升机构
本机设置了主、副起升机构（见图1-12，图1-13），均采用国际著名品牌内藏式行星齿轮减速器，Lebus绳槽卷筒，机台整体布置紧凑，卷筒排绳整齐。
电机通过变频调速，起、制动平稳，轻载和空钩时物品的升降速度可以达到额定速度的2倍。
为防止不满足高速使用条件时误操作，在控制电路中设有保护措施。
主起升机构的钢丝绳采用Ø28mm进口不旋转绳，卷筒上钢丝绳7层缠绕。
副起升机构的钢丝绳采用Ø24mm进口不旋转绳，卷筒上钢丝绳为4层缠绕，钢丝绳固接端采用自由旋转器，改善起升绳的防缠绕性能。
图1-12主起升机构
图1-13副起升机构
主、副钢丝绳通过人字架上部横梁上的定滑轮，经起重臂前段托辊进入头部导向轮、起重定滑轮和主钩，钢丝绳一端连接拉力检测装置。
在主、副卷筒尾端连有带限位开关的起升高度限位装置，通过计数卷筒转数实现高度限位，安全可靠，易于调整，此开关可限制吊钩的最低高度和最大高度，吊钩最低高度设置时，将卷筒上钢丝绳放出，余留3圈时使限位开关动作；吊钩最大高度设置时将臂架放至最大幅度，提升吊钩使其与起升高度限制器接触，此时使卷筒端的限位开关动作，拆卸塔机时将此限位开关与卷筒的连接解除。
1.5.11回转机构
回转机构（见图1-14），由立式电动机（带制动轮）通过联轴器驱动三级同轴行星齿轮减速器，经小齿轮与三排滚柱回转支承内齿圈啮合，使塔机上部回转，两台回转驱动装置对称布置在前机台前部内腔下平面的凸台上。
采用变频调速，以保证机构平稳地起、制动。
回转支承通过12.9级高强螺栓与机台和承座连接。
图1-14回转机构
1.5.12变幅机构
变幅机构由两台YZR电动机经带制动轮的弹性联轴器驱动双输出轴减速器进而带动两边的卷筒转动，从两个多层缠绕的卷筒上分别引出钢丝绳，经人字架顶部两侧的定滑轮组进入变幅动滑轮组，双联变幅滑轮组的绕绳是从内侧往外侧缠绕。
减速器与卷筒之间采用齿形联接盘联接，在两卷筒轴端，装有两套限位开关，分别限制主钩最大工作幅度（50米）、最小工作幅度（10米）和极限幅度（6.5米），其中左卷筒限制R=50米和R=10米两个工作位置，右卷筒限制R=50米和R=6.5米两个极限位置，变幅绳为28NAT18×7+IWS1770ZS（GB/T8918），710m。
变幅速度低，电气采用常规控制，启动分三级串电阻。
图1-15变幅机构
1.5.13液压顶升系统
液压顶升系统由液压泵站和油缸顶升系统两部分组成（见图1-16，图1-17），由进口胶管连接。
液压泵站由电动机带动液压泵，输出200MPa的液压油，通过手动换向阀进入油缸。
油缸顶升系统由两只并列油缸和一根顶升横梁组成，当顶升横梁两端支承于塔身主弦杆上的顶升耳板时，可进行顶升作业，每个标准节顶升三个行程，每个行程的高度为1.97米~2.02米。
图1-16液压顶升系统结构图
图1-17液压顶升系统油缸组装图
1.5.14标准节引入装置
塔身的高低通过标准节的增减来实现，这个过程除了利用液压顶升系统进行标准节的顶升外，还包括将标准节从地面吊到安装高度的垂直位移，以及从套架外移动到套架内的水平位移两个辅助运动。
标准节从地面到所需安装高度的垂直位移通过用户自备的卷扬机完成，用户自备的卷扬机钢丝绳单绳额定拉力不小于8t，卷扬机钢丝绳长度约需380米（塔身最大安装高度时，实际绳长与卷扬机布置位置有关），钢丝绳安全系数不小于5，预选钢丝绳直径为28mm，配有相应的接头和绳夹。
卷扬机的绳速不大于16米/分。
标准节的水平位移由标准节引进小车来实现，引进小车的运行速度为6.5米/分，通过滑线控制盒操作，在引进小车上设有高度限位装置和幅度限位装置，以防止引进小车动滑轮组与引进小车顶死，导致提示卷扬机过载，以及引进小车冲出轨道。
图1-18标准节引入装置
1.5.15电控站
各机构控制屏安装在电器控制站内，控制站采用集装箱式结构，可整体运输。
1.5.16操作室
采用铝合金窗司机室，由专业厂家按人机工程设计制造，内设联动台、航空座椅、冷暖空调。
操作室内环境舒适、视野开阔。
1.5.17安全保护装置
本机安全保护装置主要有力矩限制器，主、副起升高度限制器，幅度限制器，起重臂防后倾限位装置，风速仪等。
力矩限制器具有主、副钩起升重量显示、幅度显示、极限幅度限位、起重力矩保护的功能，另外，本机备有触摸屏显示塔机工况，具有人机对话、超载报警功能。
主、副起升高度限制器，用以限制主、副吊钩最大起升高度。
本机主、副起升分别有两套高度限位装置，一套装于卷筒处，一套装于钩绳固定端处。
幅度限制器安装变幅机构两卷筒侧，当起重臂位于最大幅度（R=50m）和最小幅度（R=6.5m）时，限位器动作，使变幅机构断电停止工作。
在标准节引进小车上装有限位开关，其作用是防止小车跑出轨道及在引进小车动滑轮组与引进小车顶死前使提升卷扬机停车。
风速仪安装于操作室顶部适当位置，另外起重臂头部设有航标灯，工作区域设有投射灯。
1.5.18登机电梯
本机设有登机电梯，操作人员可从地面乘电梯直达塔身顶部,并另有斜梯供使用。
2安装与拆卸
2.1安装前的工作
1）明确塔机安装位置与附着物的距离，看距离是否属于附着撑杆可调节的范围内，否则尽快通知生产厂按实际距离制造附着撑杆。
第一次安装以后的各次安装，对现有的附着撑杆，如果需要缩短，可现场将撑杆中间的圆管割短再对焊（焊接要求见附录八），如果要加长，也可采用中间圆管加长的方式，但必须通知生产厂技术部门校核撑杆强度。
2）安装前要根据说明书和随机图纸的要求，结合本单位情况确定辅助起重设备，编制具体的安装方案；确定安装人员及机构，组织学习有关图纸和资料，熟悉整机构造、各部件构造及其连接关系；明确人员分工和处理预案。
3）按发货清单及图纸清点、检查整机零部件。
因运输及存放原因导致零部件损伤或变形时应作适当的整修和处理；一些在外力作用下转动及摆动件要重点检查，不能有卡滞，干涉等现象，并注意润滑情况，加注润滑油。
4）吊装时应正确选择吊具和吊点，主要大件的重量及安装高度见说明书附录一，高强螺栓的预紧力除另有规定外可参考附录七，当要求的预紧力达到附录表中的80％时，螺栓必须一次性使用，小于此数时可重复使用，但必须有螺栓使用经验人员目测检查并抽样试验。
2.2整机安装与拆卸
按照说明书要求从下往上进行，大部分人员已经对整机进行过安装，了解了安装的全过程，下面从设计角度重点讲述安装中注意问题。
2.2.1底架的安装
1）地基施工时要确保不会下沉，表面要找平，整个地基最大承重不小于800t，放支腿（靴子）的四个地基面高差小于10mm，每个地基面的最大承压380t，许用比压不小于0.7MPa。
2）按图纸要求将底架四个支腿（靴子1300mm×4500mm）放置在基础上，在支腿上分别安装球铰座，球铰座内注入适量润滑脂。
支腿与球铰座采用16个M24的普通螺栓连接，在通过第1.6条检验后拧紧螺栓，预紧力70kN，预紧力矩300Nm。
3）在空旷地面按出厂编号将一字梁和中间十字梁组成大十字形底架，一字梁和中间十字梁之间采用M24的铰制孔螺栓连接，预紧力70kN（预紧力矩300Nm，下同），每侧穿孔率不小于90％且连续范围内未穿孔数不超过3个。
4）吊装组装好的十字梁，四个球头分别安装在四个球铰座内，球铰就位后，安装放松防尘板。
图2-1电梯位置示意图
注意：
首先要明确塔身的顶升耳板方位，如果底架有十字梁和一字梁是一体的（中间没有断开，无螺栓连接），将此件置于安装电梯处（减少电梯底座与底架螺栓的干涉），电梯的位置如下：
站在塔身的顶升耳板侧，面向塔身，电梯位于塔身十字对角线形成的右侧区间内，电梯轨道固定于右侧前对角线腹杆上，如图2-1。
5）安装梯子、平台、栏杆和盖子等附属构件，梯子的方位除考虑上下方便外还要注意避开标准节提升装置。
底架装配图见图1-4。
6）底架安装好后按图纸中技术要求进行检验。
首次安装时且与塔身基础节连接的法兰没有与底架焊接，检查底架上平面焊塔身连接法兰处的四个平面的水平度，其高差不大于2mm，非首次安装或与塔身基础节连接的法兰已经与底架焊接，检查连接法兰四个上平面的水平度，其高差不大于2mm，如果不满足可通过球铰座下的调整垫片进行调整。
*安装中注意的问题
1）基础
（1）基础的位置：
塔机有4个接地点，4点成正方形，边长12米，中心位置由附着距离确定，边长（非对角线）与厂房钢架的立面平行。
（2）基础的承压：
说明书要求每个接地点地基面的最大承压380t（见附录五），但整个基础的承重并不是380x4=1520t，整个地基最大承重不小于800t，每个接地点的最大承压不会同时存在。
（3）压重的由来：
以自立工况塔机额定吊载为例：
整机最大重量（含压重）约570t，平均每个接地点承压约142.5t，其余承压由弯矩产生，弯矩的大小由吊重决定，弯矩的方向由臂架方向决定，当臂架在塔身的对角方向，接地点的承压出现一个最大一个最小，以最大倾覆力矩2300tm计算，2300/12/
=135.5t，最大压力142.5+135.5=278t，最小压力142.5-135.5=7t，如果每个承压点没有22.5t的压重，数值上看最小的承压小于0。
（4）基础的高差：
说明书要求4个基础面高差＜10mm，这主要是考虑到砼的浇注工艺定的，对砼浇注来说这个值要求高，但对于我们机械工艺来说，要求就太低啦，高差越小越好，说明书要求安装塔身的四个法兰面高差不大于2mm，所以在底架的球铰与支腿间设有一组调整垫片，考虑到基础有沉降问题，先不要使用这些调整垫片，采用下面的方法调整基础的高差。
基础主要有两种形式，即基础板和浇注砼，下面讲两种形式的调整方法及优缺点（更深的地基处理由土建完成）。
①基础板（路基板）基础：
基础板一般都由钢板焊接而成。
基础板的优点：
加大了与地面的接触面积，说明书要求地面的许用比压不小于0.7MPa（380/13/45=0.65MPa），地面的承压达不到此值时用基础板很容易达到。
当四个法兰面高差不大于2mm或地面出现大的沉降时，在基础板与底架支腿间可加钢板调整，调整方便。
基础板的缺点：
底架支腿与基础板间为钢板与钢板接触，钢板间的静摩擦系数为0.14～0.15，说明书要求基础与底架支腿的静摩擦系数＞0.24（附录五），为什么要求0.24，当塔机附着时，在弯矩的作用下将产生水平力，特别是一层附着时对基础的水平力最大，如果基础的摩擦力不够底架将产生滑动，后果不堪设想，所以在基础板上底架支腿的四周每边至少焊两个挡块。
说明书（附录五）给出了一层附着静载试验时最大水平力142t，此时总重约620t，摩擦力620x0.15=93t，水平力差值142－93=49t，分布到4个点，每个接地点水平力约12.3吨，挡块的焊缝按2条长100高8计算，焊缝可受力为2x10x0.8x0.7x1200=13.4t，为更加安全和稳定，每个支腿的每一侧焊2块挡板。
摩擦力与水平力一样时，最小摩擦系数142/620=0.23<0.24。
②砼基础：
在机台吊装之前，将不回转部分全部安装到位（含压重），看基础的沉降，将底架平面度调整到位后进行砼二次浇注。
优点：
底架支腿与二次浇注的砼接触，钢板与砼之间的静摩擦系数为0.4《钢结构设计规范》，满足说明书＞0.24的要求。
缺点：
砼
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