塔式起重机通用便携式维修吊具的研究与应用

朱玉，余波，金光林，邓鑫，梅岭

（安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230000）

塔机维修作业过程中，使用传统方式对主卷扬机构及起升电机进行维修更换作业时，存在三方面不足。第一，使用地面起重机辅助吊装作业，成本较高，维修过程中增加的大型设备越多，安全风险也就越大，有时还会因为场地受限，无法使用地面辅助吊装设备；第二，地面设置卷扬机，穿绕滑轮组，在塔机平衡臂上搭设临时起重桅杆，进行非常规吊装。整个操作工艺极为繁琐，需投入大量人力物力，过程耗时费力，操作难度大，且存在较大安全风险；第三，以QTZ80塔机为例，起升机构电动机重达400kg。高空维修作业时，对吊装稳定性要求很高，传统吊装工艺在安全稳定性方面可靠性不足，存在一定安全风险。如何在不使用大型吊装机械辅助的情况下，利用高效轻便动力源和塔机自身结构实现维修吊装稳定可靠作业是我们主要解决的问题。采用通用便携式维修吊具可解决上述问题。

1 研究内容

①针对塔式起重机维修更换起升机构及电动机的吊装方式进行变革，利用塔机现有结构，实现吊具基座位置选择；

②吊具结构轻量化，吊具通常由钢结构件组成，怎样分解吊具各部位结构是需要研究解决的内容；

③提升旋转自由度，避免因塔机结构带来的干涉问题；

④降低吊装成本、操作难度和吊装过程中的安全风险，通过提高起重安全系数，使吊装更加稳定，最终实现塔机吊具的通用性和便携性。

2 研究目标

分析塔机维修作业传统吊装的不足之处，针对性设计吊具结构及尺寸。从安全、质量和技术方面进行改革创新，根据实际吊装需求以及安装的合理性，确定吊具基座的设置位置。从吊装安全、质量、通用性、便携性及操作难易程度进行分析总结，归纳实际安装、吊装操作流程，明确安全质量方面注意事项。最终，所研究维修吊具能够在满足现场塔机维修吊装需要的前提下，实现安全可靠、通用便携等要求。

3 具体实施方案

在塔机部件维修更换作业中，主卷扬电动机更换属于维修难度比较高的项目，由于主电机体积大、重量大的特点，使得在更换时操作难度较大。在考虑维修吊具的布置位置方面，应围绕主卷扬周边布置，且应尽量减小吊具与电动机的距离，防止因吊装跨距过大而增大维修吊具基座的倾覆力矩，增加吊装风险。经实地考察，结合塔机自身构造，将吊具布置在平衡臂配重上位置相对最佳。一方面可以利用配重自身的高度减小吊具的竖向高度，减轻吊具整体重量，另一方面，贴合在一起的配重块上部空间较大，很大程度上为基座的设置创造了条件。具体实施可细化以下四点。

3.1 基座

在分析基座形式时，考虑到平衡臂各主梁位置空间较为狭窄，选择较为平整的配重块上表面作为维修吊具的基座设置位置。在每一块配重的上表面，均有一个居中的吊耳，结构强度大，且多块配重的吊耳同心，可将其作为基座的固定件。考虑到吊具基座的安装便捷性，单个基座不宜设置体积过大，可分解成两个单体，减小安装难度，同时保证强度要求。

使用δ10mm钢板，焊制两个有底的矩形盒体，在吊耳同心高度开孔，可穿入基座连轴，以便与吊耳固定连接。下方开孔用于配重吊耳插入，盒体高度高过吊耳即可。用相同的方法设置第二个基座盒体。将两个基座盒体前后各留出一个吊耳，即为两盒体坐落在第二、三块配重上，将基座连轴从第一块配重吊耳，穿至第四块，再通过盒体下方的调节螺栓将基座顶起，使基座连轴与吊耳充分可靠抵触，从而实现基座的调平和固定。

图1 基座

3.2 吊具立杆

吊具立杆为圆柱形结构，方便拉结固定装置。立杆底板为整板结构，使用4根8.8级M20高强螺栓连接吊具基座，提升基座两盒体结构强度。在立杆与底板焊接处增设加强筋板，四块筋板分立于四个方向，减小立杆倾覆风险。在立杆正对塔机主卷扬电动机方向开孔并设置用于引进钢丝绳的滑轮组件，采用管内穿绕钢丝绳方式，避免横杆转动时所产生的角度干涉问题，防止钢丝绳因转动角度过大而脱槽。

立杆锚固拉环位于立柱左后方45°，使用倒链连接立杆锚固拉环和平衡臂左侧主梁，拉动倒链使之张紧，不仅能够起到稳固的作用，同时也很大程度增加横杆在右侧吊装时的抗倾覆。

图2 立杆

3.3 横杆

横杆为双槽钢横梁与竖向立杆组成的，整体造型为L型。竖向立杆可插入下立杆管内。立杆采用76×4mm无缝钢管，横梁为2根8#槽钢缀板焊接拼方组成，顶部设置3个滑轮组件，末端一个用于钢丝绳变向，前端两个用于变换吊点。

图3 横杆

3.4 动力源

采用380V轻便式电动卷扬机，整机重量35kg，最大单绳起升重量600kg。将电动卷扬机固定于平衡臂根部主梁，使用2根U型螺栓连接牢固。从塔机配电箱选取一路380V电源接口，将电动卷扬机三根相线接入电源接口，轻点起升按钮，确保电动卷扬机转动方向正确，若转动反向，不可使用下降按钮来代替起升按钮，以免误操作引起安全事故，此时只需将3根相线的任意两根调换相序，即可恢复正确转向。

4 安全注意事项

4.1 安拆吊具防高坠措施

①在进行吊具安装、拆除时，应利用平衡臂围栏、栏杆、拉杆等做好防护并系好安全带和其他安全防护用具。作业前应认真检查所用的安全设施是否牢固、可靠。

②在雨雪天气应采取防滑措施，当风速在10.8m/s以上和雷电、暴雨、大雾等气象下，不得进行塔机维修的各项高处作业。

③专业安拆单位应为特种作业人员提供合格的安全帽、安全带等必备的个人安全防护用具，作业人员应正确佩戴和使用。

④高处安拆人员作业时应设置联系信号或通信装置，并有专人指挥现场安拆。

⑤在吊具安装、拆除以及维修吊装时，必须确保塔机回转完全处于制动状态，常开式回转制动塔机，应使用机械方式进行人工制动，以防止塔机因回转未制动而随风摆动，造成吊装安全事故。

4.2 防物体打击

①塔吊安拆作业需设置警戒区，由专人看护。

②高处安拆作业所用的工具、螺栓、螺母、垫片等零部件以及材料严禁投扔，若上下立体交叉作业确有需要时，中间需设隔离设施并有人看护。

③定期检查电动卷扬机制动性能，如发现制动片磨损严重，制动性能下降，应及时更换制动片，防止维修吊具在起重、下放过程中吊物滑落伤人。

④作业后，没有用完的零部件及材料，必须全部打包收回，不得留置在塔吊平台上，防止塔吊振动时坠落伤人。

4.3 防触电措施

①维修吊具安拆和进行电气系统接线时，必须由专业建筑电工（持特种作业资格证）进行安装、维修、调整检查作业，严禁非专业人员维修检查。

②维修吊具电动卷扬机从塔机配电箱取用380V电源时，其三相接头需压接牢固，高度符合规定，不拖地放置，不随意改动；进线端严禁用插头、插座作活动连接，进出线上严禁搭、挂、压其他物体。

③定期检查电动卷扬机电缆线是否存在破皮、断裂现象，如存在应及时更换。

5 技术、经济及社会效益分析

通过将基座固定在平衡臂配重吊耳处实现通用性，4根调节螺栓可在各种复杂表面实现平衡调节。横杆与立杆的抽插式设计，很大程度上分解了搬运的重量，实现便携性。钢丝绳穿过立柱下方滑轮，从立柱管内穿至横杆滑轮，再下放至吊物处。管内穿绕钢丝绳方式，避免了横杆转动时所产生的角度干涉问题，防止钢丝绳因转动角度过大而脱槽，极大提升了安全吊装性能。该维修吊具解决了传统吊装的各种安全隐患，过程省时省力，操作难度小，人力即可完成吊具的运输及组装，实现了通用、便携、经济实用。

该塔机通用便携式维修吊具的研究使用可以有效解决塔机起升机构及电动机维修更换等问题，使维修吊装过程中更加便捷、安全可靠，在提高维修作业效率的同时，有效降低操作过程中的安全风险，同时大幅降低塔机维修吊装作业的各项成本费用。该技术在应用中操作方便、安全可靠，易推广到其他型号塔式起重机上，具有广泛的推广应用价值。