塔式起重機傳動機構介紹部門名稱：建起研究院傳動所編制人：郭彬日期：13.06.201塔式起重機傳動機構總體介紹2起升機構介紹3變幅機構介紹4回轉機構介紹5行走機構介紹塔式起重機傳動機構總體介紹第一節Page31、傳動機構概述一臺塔式起重機（簡稱塔機）主要由鋼結構、傳動機構、電控系統和各種安全裝置等組成，而傳動機構是塔機所有動作的執行機構。對于一臺傳動機構配置較全塔機，按傳動機構各自實現的功能不同，分為：

起升機構：實現吊載在垂直方向上的上、下運動；

變幅機構：實現吊載在水平方向上的前、后運動；

回轉機構：實現吊載連同上部的旋轉部件繞塔身中心的旋轉運動；

行走機構：實現整個塔機沿行走軌道的運動，增大塔機作業范圍；

頂升機構：實現塔機塔機的的自升，增大塔機的作業高度。

對于一般的一臺塔機，起升、變幅、和回轉機構是其不可缺少的機構，各傳動機構的布置示意圖如圖一所示。Page41、傳動機構概述Page5圖一塔機（錘頭式）傳動機構布置示意圖對于一些超大型塔機，為了安裝維修方便，還配有輔助機構、扒桿和電動扒桿機構。

本課件只對起升、變幅、回轉和行走機構進行總體介紹和說明。2、傳動機構使用環境和工況介紹1）.使用環境海拔高度不超過1000m；環境溫度：-20—40℃；

相對濕度不大于90%（25℃時）；

風速不超過20m/s。2）.工況介紹

塔機的傳動機構設計標準為GB/T3811-2008、GB/T13752-92、FEM1001、EN14439-2006等標準。

由于塔機所處的使用工況不一樣，對各傳動機構的載荷狀態和利用等級的要求是不一樣的，無特殊說明，我司的塔機傳動機構設計都是按建筑用非快裝式塔機來設計的。各傳動機構具體載荷狀態和利用等級見表一中紅色部分。Page62、傳動機構使用環境和工況介紹Page7表一：各傳動機構的工作級別由此可見，不同的使用條件對傳動機構的要求是不同的。起升機構介紹第二節Page81、起升機構概述

起升機構功用是實現載荷垂直方向的運動，可將其看成一臺可調速的卷揚機構，但相對與普通的卷揚機構又有不同，主要特點是：容繩量大、要求重載低速輕載高速——即較寬的調速范圍、安全保護裝置復雜等。

起升機構是塔機所有傳動機構中功率最大、安全性要求最高和控制最難的機構，其性能的好壞直接關系到整個塔機性能的好壞。

一臺起升機構的主要組成部分有：電機、聯軸器、制動器、減速機、卷筒、底架、軸承座和高度限位裝置。如圖二所示。對于安全要求較高的場合和地方，起升機構還要求配置安全制動鉗系統。

Page9圖二起升機構（π型）示意圖Page102、起升機構布置型式及特點

為了滿足塔機的各種工作工況的需要，出現了各種各樣的起升機構，每種起升機構又各有特點，詳見如下說明：1）.起升機構的布置形式從起升機構的組成布置形式來看，可分為：π型、L型、一字型、倒扣的雙L型。各種布置形式的示意圖如圖三所示

a一字型布置起升機構b

π型布置起升機構Page112、起升機構結構布置型式及特點cL型布置起升機構d雙L互扣型布置起升機構圖三各種結構布置型式的起升機構示意圖

目前我司起升機構所具有的結構形式：π型、L型和雙L互扣型結構布置形式。2）.各種結構型式起升機構的特點：

一字形起升機構

該種起升機構所用的減速機置于卷筒中，且電機自帶制動器，其結構類似于一字形變幅機構。

此種機構的優點：重量分布均勻，卷筒大小不受限制。

缺點：電機與卷筒處于同一軸線上，總長度較長，平衡臂上一般難于布置，減速機難于維護。2、起升機構結構布置型式及特點Page12“π型”

起升機構該種型式的起升機構是目前的經典型式，其布置如圖三所示。其優點：質量分布均勻，結構緊湊，在平衡臂上方便布置，且減速機成本低和便于維護；其缺點：該種布置型式機構卷筒的大小受減速機輸入、輸出軸的中心距的影響，卷筒直徑受限制，影響容繩量。“L型”起升機構其優點：卷筒直徑不受結構限制，方便卷筒加大容繩量，更適應超高度的情況。其缺點：減速機成本偏高，結構分布不均，在平衡臂上的布置受影響。重量不均勻，吊裝不便。雙L型起升機構該種型式的起升機構如果單獨看就是一個L型起升機構，只是該兩個卷筒置于一個底架上。其優點：減小外購件規格，結構緊湊，很好解決超大起吊重量和超大起吊高度的問題；缺點：相關部件上的繩輪系統復雜，為保持兩機構的同步，使得控制系統變得復雜。3、起升機構調試方式和各自的優缺點Page131).起升機構調速的總體要求以及載荷速度的影響因素：

重載低速、輕載高速。且需要滿足不同工況的使用要求（安裝、空載等工況）

起升載荷的速度可由公式（1）進行計算得出：3、起升機構調試方式和各自的優缺點

對于一個確定的機構，通過公式（1）可以得出，通過改變nd—電機轉速、i—減速機的傳動比或者n—吊載所用的倍率都可以達到調整載荷速度的目的。2).機構調速方式的簡要介紹和各自的優缺點

在倍率不變的前提下，機構調速只有兩種方式：調整減速機的速比或者改變電機轉速來實現調速，我們把前者叫做機械調速，把后者叫做電氣調速。機械調速——通過改變減速機的減速比

，實現機構速度的調整。

優點：實現較大調速范圍，即低速可以很低，高速很高，更好的滿足重載低速和輕載高速的要求；

缺點：減速機結構復雜，成本高，可靠性問題以及不能帶載換檔。

Siemens（Flender）變速減速機示意圖Page143、起升機構調試方式和各自的優缺點電氣調速——根據電機的特性，通過相應的電氣控制程序改變電機的轉速來實現調速。

根據不同的電機以及相應的調速原理分為：1.三速鼠籠電機變極調速；2.雙速繞線電機轉子串電阻加變極調速；3.變頻電機變頻調速；4.直流調速。

變極調速—通過改變電機定子繞組的磁極對數P來實現調速，如三速、雙速電機調速；

一般采用2/4/16、4/8/24、4/8/32極三速鼠籠電機，目前我公司僅采用了4/8/32極和4/8/24極三速電機，4極實現輕載高速、8極實現重載低速、32極為低速過渡檔。目前三速電機最多只能達到24kW，一般用在最大起重量為6t及其以下的中小型塔機上，如：TCT5010-4、TC5012-5、TC5610-6、TC5613-6等標準配置塔機。優點：成本低、控制簡單。缺點：電機特性偏硬，換檔沖擊大，切換電流偏大。

雙速繞線電機轉子串電阻加變極——通過改變電機轉子穿入電阻的大小來改變轉差率以及改變定子繞組的磁極對數P來實現調速，如雙速繞線電機采用4/8極雙速繞線電機，8極實現重載（最大額定載荷）低速、4極實現輕載（最大額定載荷的一半）高速。4/8極二速繞線電機又分為：Ⅰ雙速單滑環繞線電機；Ⅱ雙速雙滑環繞線電機；Page153、起升機構調試方式和各自的優缺點I.4/8極雙速單滑環繞線電機

起升共設Ⅴ檔，Ⅳ檔在8極運行，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為過渡檔，，8極換到4極（即Ⅳ檔換到Ⅴ檔）為直接啟動；因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔轉子串電阻運行，電機的轉差率較大，電機發熱嚴重，因此不能長時間運行。

目前雙速單滑環繞線電機最多只能達到37kW，一般用在最大起重量為8t或10t及以下的中型塔機上，如：TCT5513-8、TCT7015-8/10、TC6013-6、TC6016-8、TC6015-10等標準配置塔機。優點：調速較平穩、啟動及換檔沖擊小；缺點：成本比三速電機高，中（Ⅳ檔）－高速（Ⅴ檔）切換沖擊較大，電機結構復雜，維護難度相對較大II.4/8極雙速雙滑環繞線電機與4/8極雙速單滑環相比，電機的定、轉子繞組不同，檔位設置及其特點與雙速單滑環的相同。目前雙速雙滑環繞線電機最多只能達到60kW，一般用在最大起重量為10t、12t、16t的中大型塔機上，如：TC6517B-10、TC6515B-12、TC7035B-16、TCT7520-16D等標準配置塔機。優點：與調速較平穩、啟動及低速沖擊小；缺點：較雙速單滑環電機結構更復雜，成本更高。Page163、起升機構調試方式和各自的優缺點變頻調速——通過改變電機的輸入頻率（f）來實現調速的方式。

通過改變電機的輸入頻率（f）獲得不同的穩定運行速度，每個檔位對應一個固定頻率，使不同檔位速度不一樣，起升一般設Ⅴ檔，Ⅰ檔頻率最低，Ⅴ檔頻率最高，檔位之間切換，其頻率變化曲率由變頻器的固有曲線決定，加、減速時間在出廠確定；運行頻率小于電機基頻，為衡轉矩調速，實現重載低速，運行頻率大于電機基頻，為恒功率調速，實現輕載高速。目前CE塔機、最大起重量為12t及其以上的中大型和特大型塔機的起升機構均為變頻，如：TC7030-12、TCT7527-20、TC7052-25、TC8039-25、D800-42、D1100-63、D1500-63等標準配置塔機。優點：啟制動及換檔沖擊小，低速檔能穩定運行，調速范圍廣。缺點：成本高，對環境較敏感，維修難且要求高。直流調速——對于直流電機，通過改變輸入電壓和弱化磁場的方式實現調速；目前我司中只有D5200-240塔機所配的E186LCC225起升機構是用直流調速方式來實現調速。優點：調速范圍廣，調速性能平穩、調速損耗少；缺點：對電網電源的穩定性要求較高，電機成本高。Page174、起升機構主參數及型號的說明1）.起升機構主參數：1.最大起重量；2.最大運行速度；3.鋼絲繩最大容量；最大起重量（t）——塔機最大倍率時的額定起重量。最大運行速度（m/min）——塔機最小倍率時吊鉤的最大升降速度。鋼絲繩最大容量（m）——塔機正常工作時，能用于提升重物的，卷筒允許的鋼絲繩組大纏繞量。它直接決定塔機的起吊高度。

H——最大起吊高度，mL——鋼絲繩最大容量，mn——吊鉤倍率。不同型號塔機的倍率變化情況不同，有1/2、2/4、2/4/6/8等倍率變化情況。

一般塔機的安裝平面與蓄料場處于同一平面，此時塔機可使用的最大附著高度由鋼絲繩最大容量和吊鉤的倍率（大倍率重載、小倍率輕載）決定。

實際最大起吊高度H所需要的鋼絲繩長度并非是L，還需多出L0（吊鉤置于最高位置時，從起升機構卷筒到起重臂臂尖鋼絲繩固定處所需的鋼絲繩的長度）

Page184、起升機構主參數及型號的說明2）.起升機構型號的說明Page194、起升機構主參數及型號的說明部分塔機起升機構配置信息表Page205、起升機構的主要使用維護注意事項

1.防扭裝置防扭裝置的工作狀態：起升繩為抗旋轉鋼絲繩（35W×7類型）時，該防扭裝置鎖緊螺釘鎖緊；起升繩為旋轉鋼絲繩（6×29類型）時，該防扭裝置鎖緊螺釘松開；更換鋼絲繩后，在空載狀態打開防扭裝置運行完全釋放初次安裝時鋼絲繩的扭力（吊鉤上下運轉時，吊鉤不再打轉），然后按上述①條款調整防扭裝置的狀態。2.高度限位器為保證塔機的安全使用，在投入正常使用之前應進行調整；調整上限位減速點和停止點；重新更換鋼絲繩或者吊鉤更換倍率后需重新調整；3.制動器檢查制動襯墊的磨損情況；制動間隙的調整；制動力矩和制動補償行程的調整；各鉸接點潤滑、配合正常（切記潤滑時，不要將油濺到摩擦片上）。Page215.起升機構的主要使用維護注意事項4.鋼絲繩及繩端檢查卷筒上至少保留三圈安全繩；繩頭固定可靠；排繩情況；鋼絲繩潤滑情況；鋼絲繩磨損情況，參照相關規定進行報廢。Page22變幅機構介紹第三節Page231、變幅機構概述變幅機構根據塔機起重機結構型式的不同，分為動臂式塔機變幅機構和平臂式塔機變幅機構。1.動臂變幅機構在動臂塔機中所處的位置如圖四所示，當變幅機構通過繞入或繞出鋼絲繩來控制臂架的俯仰角度，從而實現變幅。在改變載荷幅度的同時載荷的高度位置也發生變化。

Page24變幅機構所處的位置示意圖圖四變幅機構位置示意圖1、變幅機構概述

動臂變幅機構基本上可以看作是起升機構，其組成部分除電機、制動輪聯軸器、制動器、減速機、卷筒、軸承座、多功能限位器外，還有安全（第二）制動器系統。動臂變幅機構的具體結構示意如圖五所示。圖五動臂變幅機構結構示意圖

圖五變幅機構結構示意圖

動臂變幅機構與起升機構相比，其不同點是：速度低、容繩量小、平穩性高以及安全性要求高。Page251、變幅機構概述平臂變幅機構在塔機中一般所處的位置如圖一所示，其是變幅機構機構通過鋼絲繩牽引小車在臂架上往返運動來實現載荷工作幅度的改變。變幅機構主要有電機、聯軸器、減速機、卷筒、支架和多功能限位器組成，如圖六所示。Page26圖六平臂變幅機構結構示意圖2、變幅機構的主要結構型式和調速特點1）.變幅機構的主要結構型式及特點

平臂變幅機構的主要結構布置型式有：①.減速機內置于卷筒內部的一字形布置；②.立式L形布置；③L形布置。

我司目前采用了第①種和第③種。

第①種型式置于起重臂的臂節內，用于除D2500-240以外的平臂塔機中；

其優點：結構緊湊，效率高。缺點：維護不便，有時布置不便。

第③種結構型式一般用于超大噸位、大工作幅度的工況，一般將其布置在平衡臂上，目前我司的D5200-240塔機的變幅機構置于平衡臂上。

其優點：適用于超大噸位、超幅度的工況；

缺點：不便于布置，且繩輪系統較復雜。

動臂變幅機構的主要結構布置型式為：“L”形布置，也有部分“π”形布置，其各自的特點如前所述。Page272、變幅機構的主要結構型式和調速特點對于平臂變幅機構的調速方式主要有兩種：1.變極調速；2.變頻調速；3.調壓調速。

我司產品中、最大起重量4t、5t和6t的塔機變幅機構標配采用變極調速；對于CE塔機和最大起重量≥8t的塔機標配變幅機構為變頻調速。

對于動臂變幅機構，由于動臂塔機對變幅調速的特殊要求，其全部采用變頻調速方式。

以上調速方式的特點詳見起升機構相關部分所述。Page283、變幅機構主參數及型號的說明1.變幅機構的主要參數由電機功率表示2.變幅機構型號說明3.我司的部分變幅機構代號

Page29序號型號調速方式序號型號調速方式1BE24變極3BP55B變頻2BE33E變極4BPL370變頻3、動臂和平臂變幅繞繩系統1.平臂變幅繞繩系統示意圖如七圖七平臂塔機變幅機構繞繩示意圖

由此圖可見，變幅機構繞繩系統包含變幅機構、變幅機構拖繩輪和載重小車等。Page303、動臂和平臂變幅繞繩系統2.動臂變幅繞繩系統示意圖如平臂塔機變幅機構繞繩示意圖

圖七平臂塔機變幅機構繞繩示意圖由此圖可見，動臂變幅機構繞繩系統包含變幅機構、變幅機構繞制滑輪組和拉桿等.Page31動臂變幅機構鋼絲繩滑輪組拉桿3、變幅機構的主要使用維護注意事項Page32限位器為保證塔機的安全使用，在投入正常使用之前應進行正確調整；分別調整前、后各自的限位減速點和停止點；重新更換鋼絲繩后需重新調整；制動器檢查制動襯墊的磨損情況；制動間隙的調整；制動力矩和制動補償行程的調整；各鉸接點潤滑、配合正常（切記潤滑時，不要將油濺到摩擦片上）。鋼絲繩及繩端檢查卷筒上至少保留三圈安全繩；繩頭固定可靠；排繩情況；鋼絲繩潤滑情況；鋼絲繩磨損情況，參照相關規定進行報廢。4.安全（第二）制動系統制動力矩的調整；檢查制動襯墊的磨損情況等。回轉機構介紹第三節Page331、回轉機構回轉機構是驅動塔機上部回轉部分繞其回轉中心旋轉的驅動機構。

Page34圖八回轉機構動作示意圖2、回轉機構配置型式和調速方式Page20配置型式圖九各種配置型式的回轉機構結構布置示意圖回轉機構配置情況HR型式HPW型式HVV/RCV/ZRCV型式HPW*F1/F2型式機構組成繞線電機+液耦+制動器+減速機變頻電機+制動器+減速機型式力矩電機直連減速機型式力矩特性變頻電機直連減速機所配機型TC5010-4、TC5012-5、TC5013B-5、TC5610-6TC5613-6、TC6013A-6、TC6015A-10、TC6016A-8、TC6513-6、TCT7527-20用于除上述機型以外的塔機2、回轉機構配置型式和調速方式Page21調速方式以及特點1、繞線電機串電阻+液力耦合器調速

特點：成熟、可靠的傳統調速方案，在小型塔機上廣泛應用。2、HVV調壓調速

特點：過載能力強，穩定可靠，故障率低。3、RCV調壓調速特點：性能優良，回轉平穩，調速控制模塊可靠性差。4、Z-RCV調壓調速

中聯獨創的軟件控制調壓調速方案，平穩可靠，兼容性好。5、變頻調速特點：回轉平穩、沖擊小。調速方式及其特點3、回轉機構主參數及代號說明3.1回轉機構主參數：1.電機功率的10倍或堵轉轉矩（力矩電機）；2.減速器的額定輸出扭矩的1/100。

3.2根據不同的調速方式，其代號不同：1.繞線電機串電阻調速（HR）、變頻電機調速(HP/HPW*F1/F2)、力矩電機電抗調壓調速（HVV）以及力矩電機變頻調速（HPV）的代號以及含義：Page373、回轉機構主參數及代號說明2.力矩電機調壓調速的代號：Page384、回轉驅動單元的使用維護注意事項Page39多功能限位器調整限位器的左、右限位點，使得塔機可左、右各回轉540°。回轉制動器檢查制動襯墊的磨損情況；制動間隙的調整；注：非工況時，回轉制動器須處于釋放狀態，以便起重臂能隨風旋轉。常開制動器——下班前，將制動旋鈕處于“0”為。常閉制動器——通過電動或手動將制動器釋放，確保制動釋放指示燈有信號后才能關閉總電源。3.回轉支承回轉支承滾道和齒面應保持良好潤滑；回轉減速機小齒輪的潤滑。回轉系統組成：上支座、下支座、回轉支承、回轉機構、回轉限位裝