塔式起重机工作原理

塔式起重机是任何一个大型建筑工地中的常见设备。它是那么的显眼——常常耸入云霄几十米，而且“胳膊”伸出那么远。建筑工人用塔式起重机来提升钢材、水泥，诸如乙炔炬和发电机之类的大型工具，以及其他各种不同的建筑材料。

当您观望某个耸立的起重机时，不禁会对它的本事感到有些不可思议：它为何不会翻到？这么长的吊杆怎么能举起这么重的物体？它是怎么做到随建筑物的增高而增高的？如果您想了解塔式起重机的工作原理，那么本文恰能为您所用。在本文中，您将能找到所有这些问题的答案，还能了解其他更多您所不知道的知识。

所有的塔式起重机的基本组成部件都是相同的：

起重机的基座通过螺栓与一块支撑起重机的大型混凝土板固定在一起。

基座与塔柱（或塔）相连，塔体高度即塔式起重机的高度。

与塔顶相连的是回转单元——包括齿轮和电机——它们使得起重机水平旋转：

在回转单元的顶部有三个部分：

水平伸出的长起重臂（或工作臂），它是起重机中负荷重物的部分。一个起重小车，它能沿起重臂行走，使得起吊物靠近或远离起重机的中心：

较短一些的水平机械臂，其中放置了起重机的电机及电器设备，以及实心的大块配重：

操作舱：

机械臂中含有用于提升重物的电机，以及用于驱动起重机的电器控制设备和电缆卷筒，如下所示：

用于驱动回转单元的电机置于回转单元的大齿轮上方：

现在让我们来了解一下这个设备能对付多重的物体。

一个典型的塔式起重机规格如下：

最大自由高度——80米

如果起重机跟建筑物相连，那么当建筑物在升高时，起重机能达到的高度就远不止80米了。

最大工作半径——70米

最大提升重量——18吨，300吨-米

配重——16.3吨

起重机的最大提升重量为18吨，但如果重物是放置于起重臂的末端的，那么起重机将不能提升那么大的重量。重物离塔柱越近，起重机能安全提升的重量就越大。300吨-米这一规格便解释了这一关系。例如，如果操作员将重物置于与塔柱相距30米的地方，那么起重机最多能提升10.1吨的重物。

起重机有两个极限开关能确保操作员未使起重机超重：

最大载重开关检测着绳索上的拉力以确保载重没有超过18吨。

载重力矩开关确保操作员在起重臂上移动重物时没有超过起重机的吨-米规格。在回转单元内有一个猫头组件能测得起重臂上的塌缩量并能在超重的情况发生时得到感应。

现在我们知道，如果这些物体中的一个掉到工地上，那么将会导致灾难性的后果。让我们看看是什么使得这些庞大的结构能够保持竖直。

当您注视一个塔式起重机的时候，眼前的景象似乎是难以置信的——一个没有任何拉索支撑的结构居然可以稳稳地站立，它们为什么不会倾倒呢？

与塔式起重机的稳定性相关的首要因素是一块很大的混凝土台，在起重机运抵之前，施工队会花上几周的时间来浇注这个台子。这个混凝土台通常有10x10x1.3米，重182,000千克——这是本文谈及的起重机所对应的混凝土台尺寸。深嵌入混凝土板内的大锚固螺栓能支撑起重机的底部：

因此这些起重机实际上是由螺栓和地相连来确保它们的稳定性的。在下一章节中，您会知道这些塔式起重机是如何“长高”的。

塔式起重机需要用10至12辆拖车才能运达建筑工地。操作人员使用一台移动吊车来安装起重臂和机械部分，并将这些水平的部件放到一个由两部分组成的12米的塔柱上。然后移动吊车再在其上加配重。

塔柱由这个坚固的基座中升起。它是一个大的三角珩架结构，截面通常有3.2平方米。这种三角形的结构使得塔柱有足够的强度来保持竖直。

为了上升到最大的高度，起重机会在每一次将自身提升一节塔柱珩架的高度！工人们会使用一个契合于回转单元和塔柱顶部间的顶部攀援器或攀援架。过程如下：

操作人员将重物悬挂于起重臂上以平衡配重。

操作人员将回转单元从塔顶分离。在顶部攀援器上的大型液压机能将回转单元推起6米。

起重机操作员使用起重机将另一个6米高的塔柱珩架推至由攀援架撑起的空档中。一旦塔柱珩架就位，起重机也就“长高”了6米！

大楼建成后即是起重机应该降下来的时候了，整个过程是相反的——起重机将其自身的塔柱分拆，然后变矮的起重机再分拆其余部分。

大多数的建筑公司都会向诸如Heede Southeast之类的公司租用塔式起重机。Heede公司负责将起重机运到工地并组装起来，并在起重机使用期间按月收取租金。

安装和拆卸起重机的常规价格是60,000美元左右。这个价格包括了将起重机运送到工地的运费、租用可移动起重机来安装塔式起重机的费用、安装起重机的人工费等。租用一台46米高的塔式起重机的月租金约为15,000美元，此外还要加上租用攀援架和额外的塔节的费用。

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