塔式起重机是臂架安置在垂直的塔身顶部的可回转臂架型起重机。塔式起重机又称塔机或塔吊，由钢结构、工作机构、电气系统及安全装置四部分组成。

1.分类及表示方法

塔式起重机的类型很多，其共同特点是有一个垂直的塔身，在其上部装有起重臂，工作幅度可以变化，有较大的起吊高度和工作空间。通常按下列方式分类：

按架设方式：分为快速安装式和非快速安装式两类。快速安装式是指可以整体拖运自行架设，起重力矩和起升高度都不大的塔机；非快速安装式是指不能整体拖运和不能自行架设，需要借助辅助其他起重机械完成拆装的塔机，但这类塔机的起升高度、臂架长度和起重力矩  均比快速架设式塔机大得多。

按行走机构：可分为固定式、移动式和自升式三种。固定式是将起重机固定在地面或建筑物上，移动式有轨道式、轮胎式和履带式三种。自升式有内爬式和外附式两种。

按变幅方式：分为起重臂的仰角变幅和水平臂的小车变幅。

按回转机构的位置：分为上回转和下回转两种。目前应用最广泛的是上回转自升式塔机。

按臂架支承型式：分为平头式小车变幅塔机和非平头小车变幅式塔机

按安装方式：分为自升式、整体快速拆装式和拼装式三种。为了扩大塔机的应用范围，满足各种工程施工的要求，自升式塔机一般设计成一机四用的形式，即轨道行走自升式塔机、固定自升式塔机、附着自升式塔机和内爬升式塔机。

塔式起重机的型号由类、组、型、特性、主要参数及改型代号组成如下：

型号举例：ＱＴＫ２５Ａ——第一次改型２５０ｋＮ·ｍ快装下回转塔式起重机；

ＱＴＺ８００——起重力矩８０００ｋＮ·ｍ上回转自升塔式起重机。

2.基本构造

（1）下回转塔式起重机

下回转塔式起重机的吊臂铰接在塔身顶部，塔身、平衡重和所有工作机构均装在下部转台上，并与转台一起回转。它重心低、稳定性好、塔身受力较好，能做到自行架设，整体拖运，起升高度小。以ＱＴＡ６０型塔机为例说明其构造及工作原理。

ＱＴＡ６０型塔式起重机是下回转轨道式塔机，额定起重力矩为６００ｋＮ·ｍ，最大起重量６ｔ，最大起升高度３９～５０ｍ，工作幅度１０～２０ｍ，适合１０层楼以下高度建筑施工和设备安装工程。该机主要由吊臂１１、塔身１０、转台４、底架２、行走台车１、工作机构、驾驶室７和电气控制系统等组成，如图3-14所示。

金属结构部分：

１）起重臂。起重臂用钢管焊接的格构式矩形截面，中间为等截面，两端的截面尺寸逐渐减小。

２）塔身。由钢管钢焊接的格构式正方形断面，上端与起重臂连接，下端与平台连

接。

３）回转平台。由型钢及钢板焊接成平台框架结构，平台前部安装塔身，后面布置两套电动机驱动的卷扬机构，用于完成起升和变幅工作。回转平台与底架用交叉滚柱式回转支承连接。通过回转驱动装置使平台回转。

４）底架。用钢板焊接成的方形底座大梁及四条辐射状摆动支腿，支腿与底架用垂直轴连接，并用斜撑杆与底架固定，每个支腿端部安装一个两轮行走台车。其中两个带动力行走台车，布置在轨道的一侧。行走台车相对支腿可以转动，便于塔机转弯。整体拖运时，支腿可向里收拢，减少拖运宽度。

工作机构部分

１）起升机构。采用单卷筒卷扬机提供的动力拉动起升滑轮机构，带动吊钩上下运动，实现吊重。

２）变幅机构。采用单卷筒卷扬机提供的动力拉动变幅滑轮机构，改变吊臂仰角，实现吊重。

图3-14 ＱＴＡ６０型塔式起重机

１行走台车；２底架；３回转机构；４转台及配重；５变幅卷扬机；６起升卷扬机；７驾驶室；８变幅滑轮组；９起升滑轮组；１０塔身；

１１起重臂；１２塔顶撑架；１３塔顶；１４起重臂拉索滑轮组；１５吊钩滑轮；１６驾驶室卷扬机构

３）回转机构。采用立式鼠笼式电机通过液压耦合器和行星减速器驱动回转小齿轮绕回转支承外齿圈回转。在减速器输入端还装有开式制动器。

４）行走机构。由行走台车和驱动装置组成。四个双轮台车装在摆动支腿的端部，并可绕垂直轴转动。其中两个带有行走动力的台车布置在轨道的同一侧，电机通过液压耦合器和行星摆线针轮减速器及一对开式齿轮驱动车轮。行走机构和回转机构的电动机与减速器之间用液力耦合器连接，运动比较平稳。

５）驾驶室升降机构。塔身下部安装一个小卷扬机构用于提升和放下驾驶室。

该机转场移动时可以整体拖运和整体装拆，因此转移工地方便。由于下回转塔机的起升高度较小，使用的范围受到很大的限制。随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，施工企业购买的塔机应适合各类建设工程的需要，使下回转塔机的发展和应用空间越来越小。

（2）上回转塔机

当建筑高度超过５０ｍ时，一般必须采用上回转自升式塔式起重机。它可附着在建筑物上，随建筑物升高而逐渐爬升或接高。自升式塔机可分为内部爬升式和外部附着式两种。内部自升式的综合技术经济效果不如外部附着式塔机，一般只在工程对象、建筑形体及周围空间等条件不宜采用外附式塔机时，才采用内爬式塔机。上回转塔机的起重臂装在塔顶上，塔顶和塔身通过回转支承连接在一起，回转机构使塔顶回转而塔身不动。

外部附着式塔机可做成多用途形式，有固定式、轨道式和附着式。固定式塔身比附着式塔机低２／３左右，轨道式用于楼层不高建筑群的施工，附着式起升高度最大。

图3-15，为ＱＴＺ８０型塔式起重机总体构造，该机为水平臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔机。该机具有轨道式、固定式和附着式三种使用型式，适合各种不同的施工对象。主要的技术性能最大起重量为８ｔ，最大起重力矩为８００ｋＮ·ｍ，行走式和固定式最大起升高度为４５ｍ，自爬式最大起升高度为１４０ｍ，附着式最大起升高度为２００ｍ。为满足工作幅度的要求，分别设有４５ｍ及５６ｍ两种长度的起重臂。该机塔具有起重量大，工作速度快，自重轻，性能先进，使用安全可靠，广泛应用多层、高层民用与工业建筑、码头和电站等工程施工。

图3-15 ＱＴＺ８０型塔式起重机

１固定基础；２底架；３塔身；４附着装置；５套架；６下支座；７驾驶室；８顶升机构；９回转机构；１０上支座；

１１回转塔身；１２平衡臂；13起升机构；１４塔顶；１５平衡臂拉杆；１６起重臂拉杆；１７起重臂；１８变幅机构

金属结构：

１）底架。底架是塔式起重机中承受全部载荷的最底部结构件，固定式和附着式塔机有井字型和压重型两种底架。

a.井字型底架            b.压重型底架

图3-16  底架

２）塔身与标准节。塔身安装在底架上，由许多标准节用螺栓连接而成。标准节有加强型和普通型两种，加强型标准节全部安装在塔身最下部（即在全部普通型标准节下面），严禁把加强型标准节和普通型标准节混装。各标准节内均设有供人通行的爬梯，并在部分标准节内（一般每隔三节标准节）设有一个休息平台。

图3-17 标准节

３）顶升套架。顶升套架主要由套架结构、工作平台、顶升横梁、顶升油缸和爬爪等组成。塔机的自升加节主要由此部件完成。顶升套架在塔身外部，上端用销轴与下支座相连，顶升油缸安装在套架后侧的横梁上。液压泵站安放在油缸一侧的平台上；顶升套架内侧安装有可调节滚轮，顶升时滚轮起导向支承作用，沿塔身行走。塔套外侧有上、下两层工作平台，平台四周有护栏。

图3-18 顶升套架

４）回转支承总成。一般由回转平台、回转支承、固定支座（或为底架）组成。

图3-19回转支撑总成

５）回转塔身。回转塔身为整体框架结构，下端与回转上支座连接；上端与塔顶、平衡臂和起重臂连接。

图3-20 回转塔身

６）塔顶。塔顶是斜锥体结构，塔顶下端用销轴与回转塔身连接。

图3-21 塔顶

７）起重臂。起重臂上、下弦杆都是采用两个角钢拼焊成的钢管，整个臂架为三角形截面的空间桁架结构，节与节之间用销轴连接，采用两根刚性拉杆的双吊点，吊点设在上弦杆。下弦杆有变幅小车的行走轨道。起重臂根部与回转塔身用销轴连接，并安装变幅小车牵引机构。变幅小车上设有悬挂吊篮，便于安装与维修。

图3-22 起重臂

８）平衡臂。平衡臂是由槽钢及角钢拼焊而成的结构，平衡臂根部用销轴与回转塔身连接，尾部用两根平衡臂拉杆与塔顶连接。平衡臂上设有护栏和走道，起升机构和平衡重均安装在平衡臂尾部，根据不同的臂长配备不同的平衡重。

图3-23 平衡臂

9）通道与平台:塔身中的通道，一般都要设直立梯或斜梯，设置在塔身内部。最顶部的塔身节或回转固定支座上设平台；凡需安装、检修操作的处所，都应设可靠的通道和平台。

工作机构：

1）起升机构。起升卷扬机安装在平衡臂的尾部。

２）变幅机构。小车牵引机构安装在吊臂的根部。

３）回转机构。回转机构有两套，对称布置在大齿圈两侧。

４）行走机构。由两个主动台车和两个被动台车、限位器、夹轨器及撞块等组成。

５）顶升机构液压系统。顶升机构的工作是靠安装在爬架侧面的顶升油缸和液压泵站来完成。

ａ．起升机构             ｂ．变幅机构      ｃ．回转机构    ｄ．行走机构

图3-24 工作机构

安全控制装置：

塔式起重机的安全控制装置主要有起重力矩限制器１、最大工作荷载限制器２、起升高度限位器３、回转限位器４、幅度限位器５和行走限位器６等。如图所示。

图3-25 安全装置

１力矩限制器；２起重量限制器；３起升高度限位器；４回转限位器；５幅度限位器；６行走限位器

１）力矩限制器。力矩限制器由两条弹簧钢板和三个行程开关和对应调整螺杆等组成。安装在塔顶中部前侧的弦杆上。当起重机吊重物时，塔顶主弦杆会发生变形。当荷载大于限定值，其变形显著，当螺杆与限位开关触头接触时，力矩控制电路发出报警，并切断起升机构电源，达到防止超载的作用。

２）起重量限制器。起重量限制器用于防止超载发生的一种安全装装置。由导向滑轮、测力环及限位开关等组成。测力环一端固定于支座上，另一端则锁固在滑轮轴的一端轴头上。滑轮受到钢丝绳合力作用时，便将此力传给测力环。当荷载超过额定起重量时，测力环外壳产生变形。测力环内金属片和测力环壳体固接，并随壳体受力变形而延伸，导致限位开关触头接触。力矩控制电路发出报警，并切断起升机构电源，达到防止超载的作用。

３）起升高度限位器和幅度限位器它们固定在卷筒上，它带有一个减速装置，由卷筒轴驱动，它可记下卷筒转数及起升绳长度，减速装置驱动其上若干个凸轮。当工作到极限位置时，凸轮控制触头开关，可切断相应运动。

４）回转限位器。回转限位器带有由小齿轮驱动的减速装置，小齿轮直接与回转齿圈啮合。当塔式起重机回转时，其回转圈数在限位器中记录下来。减速装置带动凸轮控制触头开关，便可在规定的回转角度位置停止回转运动。

５）行程限位器。行程限位器用于防止驾驶员操纵失误，保证塔式起重机行走在没有撞到轨道缓冲器之前停止运动。

６）超程限位器。当行走限位器失效时，超程限位器用以切断总电源，停止塔式起重机运

行。所有限位装置工作原理都是通过机械运动加上电控设备而达到目的。

（3）内爬式塔式起重机

内爬式塔式起重机安装在建筑物内部，并利用建筑物的骨架来固定和支撑塔身（图3-26）。它的构造和普通上回转式塔式起重机基本相同。不同之处是增加了一个套架和一套爬升机构，塔身较短。利用套架和爬升机构能自己爬升。内爬式起重机多由外附式改制而成的。

图3-26 内爬式塔式起重机

（4）塔式起重机安全作业安全监控系统：

塔式起重机安全监控管理系统通过对塔机工作载荷、位移等信号的采集和额定工作参数的采集，利用液晶显示屏实时向操作者显示塔机的当前工作参数及与额定参数的对比状况，并对数据进行记录，为管理者进行监管塔机提供了有效的数据来源。

图3-27 塔式起重机安全监控管理系统

其主要功能有：

（1）实时显示：以图形和数值实时显示当前工作参数，包括起重量、力矩、幅度、回转角度及起升高度；（图形为塔机额定起重特性曲线）

（2）临界报警：当起重量、起重力矩超过90%额定值时自动发出声光报警；

（3）安全控制：24路控制信号输出，接入塔机控制系统即可实现GB/T5031-2008中的所有安全控制要求；

（4）参数记录：全工作参数记录储存并可方便下载，可用专用软件查看，也可保存为Excel格式，方便统计管理。

（5）统计功能：可自动进行累计工作时间和累计工作循环统计和显示；

（6）超载查询：可在下载数据中方便地查询超载次数、超载重量及超载工况数据；

（7）单机区域限制：可通过预设参数防止吊钩进入限制工作区域；

（8）群塔干涉预警：适用于动臂、平臂、平头等不同形式塔机混合复杂的施工情况。

（9）违章短信提醒：塔机违章作业时刻通过短信形式发送至安全管理员手机。

（10）远程管理：塔机的工作数据可以通过无线网络和互联网传输，通过授权可以实时查看、管理；

（11）密码功能：所有参数的设定都设有密码保护，防止非授权更改。

塔式起重机安全监控管理系统具有以下特点：（1）非接触式角度、高度、幅度传感器，重复精度高、抗干扰能力强、使用寿命长、安装更方便；（2）非接触式角度、高度、幅度传感器，重复精度高、抗干扰能力强、使用寿命长、安装更方便；（3）标配中文、英文、俄文三中语言显示界面，中英文两种界面的数据管理软件；（4）所有参数设定都设有密码保护，防止未经授权的更改行为；（5）所有传感器及主电路板均加装了防雷保护装置。

常见设备：

1、轨道式上回转塔式起重机
2、轨道式上回转自升塔式起重机
3、轨道式下回转塔式起重机
4、轨道式下回转自升塔式起重机
5、快装式塔式起重机
6、汽车塔式起重机
7、轮胎塔式起重机
8、履带塔式起重机
9、组合塔式起重机