最火大型动臂式起重机的性能与结构特性
大型动臂式起重机的性能与结构特性
这里说的大型动臂式塔机,已经不是传统意义上的下回转、非自升式动臂式塔机,而是代表着大起重量、大起升高度、大起升速度的当代重型建筑起重机。就上述典型工程施工来说,大型动臂式塔机是其首选,甚至是唯一选择。能够创造如此多“第一”的大型动臂塔机必然有其在性能、结构、应用技术等方面的特殊性,必然有其在安全使用方面的特殊要求。
1、性能参数
大型动臂塔机除具备外爬、内爬、行走功能外,特殊功能
(1)大起重量
现代大型建筑工程采用了钢或钢、混凝土组合结构,吊装单元的重量大大提高,异型、组合结构通常达到32吨,最大达到80余吨。因此,大型动臂塔机配置重型主起升系统,最大加快发展大尺寸硅单晶抛光片、超大规格高纯金属靶材、高功率微波/激光器件用衬底及封装材料、红外探测及成像材料、真空电子材料等起重量通常在32至100吨。
(2)大起升高度
由于采用了特殊的爬升体系,起重机可随建筑结构整体爬高,起升高度大幅度提高。
(3)大起升速度
起升结构大功率,特别是采用了自备的内燃机拖动方案,带负荷起升速度超过100m/min。
2、结构特性
(1)吊臂起伏角度大,尾部回转半径小
大型动臂式塔机吊臂起伏角度在17至83度之间,大大拓宽了设备的能力和工作范围。相对于水平臂塔机,吊臂的大仰角相当于增加了塔身的高度,有效扩展的工作范围几乎是以吊臂长度为半径的半球体空间。这对于结构主体施工以及主体结构上高耸构件吊装具有重要意义。尾部回转半径在8至11米之间,这在群塔作业、城市狭小作业空间施工提供了更多的选择,在城市中心区、超高层建筑工程施工甚至是唯一选择。但另一方面,由于吊臂起伏引起两个方面的问题。其一,吊臂自重弯距变化大。如M440D安装55米吊臂,当由最坚持需求导向、产用协同小幅欲了解更多信息度变化到最大幅度时,其自重弯距变化超过300t.m(安装82米臂的M1280D塔机自重弯距变化甚至超过1000t.m),吊臂自重弯距变化对整机平衡影响很大。因此大型动臂式塔机吊臂设计采用高强度结构钢,最大限度地减轻臂架重量而增加吊重,提高吊重与机重的比例系数。其二,吊臂迎风面积增加大。由最大幅度变化到最小幅度时,相对于臂根铰点,其吊臂迎风面积增加3.4倍。因此无论大型动臂式塔机处于工作状态或非工作状态,风载荷对塔机安全影响更大,并且这种影响是变化的、动态的,容易为操作及管理者忽视而造成重大事故。这一点在“安全预警”中进一步讨论。
(2)吊臂稳定性好,安装幅度范围大
大型动臂式塔机吊臂设计采用“杆”结构,相对于水平臂塔机“梁”结构稳定性能更好,吊臂结构占整机结构重的比例更小,而最大起重量则更大。因此,常规大型动臂式塔机起重能力都能够达到30至100吨,有效的解决了超高钢结构工程对起重机大起重能力的要求。另外,由于塔机吊臂设计采用“杆”结构,吊臂安装幅度范围更大。为使用提供更多灵活选择,可以供不同工程选择,也可以在同一工程的不同阶段根据需要调整。表3中可见,虽然吊臂安装幅度大,但是不同安装臂长对于起重特性的影响很大,例如65米安装臂长在臂端起重力矩175t.m,而30米安装臂长在臂端起重力矩则能够达到585t.m,该变化量远大于水平臂塔机。此特点是由吊臂自重弯距变化和吊臂风载荷引起,尽管制造商试图采用可移动平衡重来抵消吊臂自重弯距变化,终因制造成本等因素未成为主流。因此从有效利用大型动臂式塔机“起重特性”的角度讲,在超高工程主体结构施工阶出口单价在提高段,更适宜选择较短吊臂安装。
(3)主起升钢丝绳对起重特性影响大
国外大型动臂式塔机采用了独立装机的内燃机动力,装机容量可达到600Hp以上,为起重机高速重载起升创造了良好条件,起升主钢丝绳选用直径达到32毫米以上,钢丝绳自重对于超高工程主体结构施工必然会影响到设备起重特性。例如M900D主钢丝绳重量就达到8.2公斤/米,如果超过其基本高度300米,附加值2500公斤则要转移为起重载荷,设备起重特性则要做相应修正。该附加载荷对于大型动臂式塔机超高使用的影响是显著的。
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