塔式起重机的制作方法

1.本实用新型涉及起重设备，具体地涉及一种塔式起重机。


背景技术：

2.塔式起重机(也称为“塔机”)具有高耸的塔身，被广泛应用于房屋建筑施工、桥梁、风电、港口码头、核电厂等施工建设中。随着施工项目的大型化、模块化和集约化发展趋势，对塔式起重机也提出了超大型化发展要求。超大塔机具有作业高度高、吊载重量大、作业幅度长等特点，相比普通塔机造价高且体积庞大，因而会显著增加因倾覆事故造成的财产损失及二次损害。
3.对此，传统塔机一般通过增强塔身整体及局部结构强度或调整质量分布等方式来达到改善塔机抗倾覆性能的目的。然而，随着吊载重量的增大，这种方式难以满足超大型塔机的抗倾覆性能的要求，特别是在吊挂负载的钢丝绳断裂等突然卸载的情况下，吊臂承受的瞬时载荷发生剧烈变化，将对塔身产生巨大的弯矩冲击，单纯地依靠增强结构强度和调整质量分布很难避免起重机发生倾覆事故。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的塔式起重机在发生突然卸载的情况下容易发生倾覆事故的问题，提供一种塔式起重机，该塔式起重机能够在起重臂相对塔身上扬时机械地触发为释放平衡臂上的自卸平衡重，以通过抑制起重臂的上扬而降低发生倾覆事故的风险。
5.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种塔式起重机，包括：
6.塔身，该塔身的顶端连接有固定支撑；
7.吊臂，该吊臂通过铰接轴铰接至所述塔身的顶端并包括从铰接位置向该塔身的一侧延伸的平衡臂和向相对的另一侧延伸的起重臂，所述平衡臂安装有通过自卸锁止机构固定于安装位置的自卸平衡重，所述固定支撑通过牵拉机构连接至所述自卸锁止机构，其中，
8.在所述起重臂的起重力矩突变减小的情况下，所述吊臂能够绕所述铰接轴相对所述塔身转动为使得所述起重臂相对该塔身上扬，并在上扬至预定角度时通过所述牵拉机构将所述自卸锁止机构牵拉为释放所述自卸平衡重。
9.优选地，所述牵拉机构包括铰接至所述自卸锁止机构并沿所述平衡臂延伸的拉杆，该拉杆通过柔性绳索连接至所述固定支撑。
10.优选地，所述拉杆包括依次相接的多根拉杆节，相邻两根所述拉杆节彼此可拆卸地连接和/或连接为使得所述拉杆在相接位置具有柔性。
11.优选地，所述塔身的顶端设有固定支座，所述固定支撑固定至该固定支座上。
12.优选地，所述吊臂包括连接于所述平衡臂和起重臂之间的连接臂，所述铰接轴设置于该连接臂的下侧并连接至所述固定支座。
13.优选地，所述连接臂的连接至所述起重臂的端部下侧设有支撑轴，并通过该支撑
轴支撑于所述固定支座的顶端。
14.优选地，所述自卸锁止机构包括分别铰接于所述平衡臂的承载梁和支撑机构，所述承载梁由所述支撑机构承托以将所述自卸平衡重保持于所述安装位置，所述牵拉机构连接至所述支撑机构，以在所述起重臂相对所述塔身上扬至预定角度时将该支撑机构牵拉为相对所述承载梁转动至脱离承托该承载梁的位置，以使得所述自卸平衡重从所述承载梁自由脱落。
15.优选地，所述承载梁和支撑机构中的一者形成有凹槽，另一者形成有与该凹槽配合的球面，以通过所述支撑机构转动为使得该球面从所述凹槽内脱出而脱离承托所述承载梁的位置。
16.优选地，所述吊臂和承载梁分别沿水平方向延伸，所述支撑机构铰接于所述吊臂的底部梁上，在承托所述承载梁的状态下，所述支撑机构与该承载梁的朝向所述自卸平衡重一侧的夹角大于90
°
。
17.优选地，该塔式起重机还包括两端分别铰接至所述塔身和所述起重臂的用于减缓该起重臂与所述塔身的相对转动速度的阻尼装置或用于将所述起重臂锁定于极限上扬位置的自锁装置。
18.通过上述技术方案，本实用新型的塔式起重机能够在起重臂突发卸载的情况下允许吊臂绕铰接轴相对塔身转动，并通过吊臂带动自卸锁止机构运动、塔身限制牵拉机构的运动而将自卸锁止机构牵拉为释放自卸平衡重，由此可以抑制吊臂因承受的瞬时载荷剧烈变化导致的上扬运动，从而减小或避免对塔身的弯矩冲击，有效降低了发生倾覆事故的风险。
附图说明
19.图1是根据本实用新型一种优选实施方式的塔式起重机的结构示意图；
20.图2是将图1中的起重臂截断后显示的放大图；
21.图3是起重臂发生突然卸载之后的示意图；
22.图4是将图3中的起重臂截断后显示的放大图。
23.附图标记说明
24.1-塔身；1a-固定支座；2-吊臂；21-平衡臂；22-连接臂；22a-铰接轴；22b-支撑轴；23-起重臂；3-自卸锁止机构；31-承载梁；32-支撑机构；4-自卸平衡重；5-固定支撑；6-柔性绳索；7-拉杆；8-阻尼装置。
具体实施方式
25.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
26.参照图1至图4所示，根据本实用新型一种优选实施方式的塔式起重机，包括塔身1和连接至该塔身1顶端的吊臂2，该吊臂2通过铰接轴22a铰接至塔身1，并包括从铰接位置向塔身1的一侧延伸的平衡臂21和向相对的另一侧延伸的起重臂23。该起重臂23上可以设有如钢丝绳、吊钩等用于连接至被吊运的负载的吊挂组件。平衡臂21上安装有自卸平衡重4，该自卸平衡重4通过自卸锁止机构3固定于安装位置。当因吊挂组件与吊运的负载连接失
效、钢丝绳断裂等导致起重臂23突然卸载时，该起重臂23承受的瞬时载荷发生剧烈变化，从而可以使得吊臂2绕其与塔身1的铰接轴22a转动，导致起重臂23上扬。为此，本实用新型的塔式起重机还包括连接至塔身1的顶端的固定支撑5，该固定支撑5通过牵拉机构连接至自卸锁止机构3，并能够在起重臂23相对塔身1上扬过程中通过牵拉该自卸锁止机构3而释放自卸平衡重4，以抑制起重臂23的上扬运动。
27.固定支撑5和牵拉机构
28.在本实用新型的塔式起重机中，固定支撑5和牵拉机构能够在起重臂23发生上扬后触发自卸锁止机构3释放自卸平衡重4，以使得该自卸平衡重4从平衡臂21脱落。具体地，在本实用新型一种优选实施方式中，牵拉机构包括铰接至自卸锁止机构3(的支承机构32)的拉杆7，该拉杆7沿平衡臂23的延伸方向延伸，并在另一端通过例如为钢丝绳的柔性绳索6连接至固定支撑5，由此，在该牵拉机构的联动作用下，可以通过拉动而触发自卸锁止机构3，使其释放平衡臂21上的自卸平衡重4，由此可以抑制吊臂2因承受的瞬时载荷剧烈变化导致的上扬运动，从而减小或避免对塔身1的弯矩冲击，有效降低了发生倾覆事故的风险。
29.由于在吊臂2相对塔身1转动过程中将导致自卸锁止机构3位置的变化，因此拉杆7的延伸路径也会随之变化，为此，除了可以通过使得拉杆7铰接至自卸锁止机构3之外，还可以使得该拉杆7具有柔性，以适应于吊臂2的动作。例如，拉杆7可以设置为包括依次相接的多根拉杆节，以允许在相接位置使得该拉杆7发生弯折。另外，多根拉杆节还可以设置为彼此可拆卸地连接。
30.在正常工作状态下，吊臂2和塔身1的延伸方向通常布置为彼此垂直，而本实用新型的自卸触发装置需要利用塔身1为牵引基础触发吊臂2上的自卸锁止机构3，由此，需要利用牵拉机构改变拉力传递方向。通过将拉杆7设置为具有柔性以及利用柔性绳索6连接至固定支撑5，从而向自卸锁止机构3施加沿吊臂2延伸方向的拉力，由此可以在吊臂2相对塔身1转动时将自卸锁止机构3触发为释放自卸平衡重4。
31.应当理解的是，在突发卸载的情况下，吊臂2整体地相对塔身1发生转动，导致在起重臂23上扬。因此，本实用新型所述的平衡臂21和起重臂23仅为了便于清楚说明，以吊臂2相对塔身1的不同延伸部分进行了区分，其相互连接为一体(即吊臂2可以为整体式桁架结构)。因此，该吊臂2还包括连接于平衡臂21和起重臂23之间的连接臂22，用于与塔身1相互铰接的铰接轴22a可以设置于该连接臂22的下侧。为了避免对起升钢丝绳等相关部件的干涉，固定支撑5可以延伸至与这些部件相隔开的位置，并利用柔性绳索6实现拉力传递。
32.在正常工作状态下，塔身1承受吊臂2的压力，因而需要向该吊臂2提供充分的支撑。为此，可以在连接臂22的连接至起重臂23的端部下侧设置支撑轴22b，吊臂2通过该支撑轴22b支撑于塔身1的顶端。
33.根据施工进度的推进，塔身1的高度会通过增加标准节等方式升高，由此通常需要在塔身1顶端设置用于连接吊臂2的固定支座1a。该固定支座1a上可以形成有用于支撑22b的凹槽，该凹槽可以在吊臂2的延伸方向起到限位作用。在此情形下，固定支撑5也可以固定至该固定支座1a，以便在施工进程中无需调节其与塔身1的连接关系。
34.自卸平衡重的安装结构
35.在本实用新型的塔式起重机中，自卸平衡重4能够在起重臂23发生上扬后被释放，以从平衡臂21脱落。该自卸平衡重4通过自卸锁止机构3固定于安装位置，自卸锁止机构3可
以包括承载梁31和支撑机构32，支撑机构32一端铰接在该吊臂2上，另一端承托承载梁31，以能够使自卸平衡重4通过承载梁31保持于吊臂2上，支撑机构32布置为能够被驱动为绕其与吊臂2的铰接轴线转动至使承载梁31脱离被承托的状态，从而使得自卸平衡重4从承载梁31上自由脱落。当因吊挂组件与吊运的负载连接失效、钢丝绳断裂等导致塔机突然卸载时，从而可以使得吊臂2，绕其与塔身1的铰接轴22a转动，导致吊臂2上扬。在吊臂2上扬的过程中，会触发支撑机构32绕其与吊臂2的铰接轴线转动，直至使承载梁31脱离被承托的状态，从而使得自卸平衡重4从承载梁31上自由脱落，由此可以抑制吊臂2因承受的瞬时载荷剧烈变化导致的上扬运动，从而减小或避免对塔身1的弯矩冲击，有效降低了发生倾覆事故的风险。
36.承载梁31和支撑机构32之间通过球面与凹槽的配合实现承托的连接关系，例如，在承载梁31上设置凹槽下，相应地，将支撑机构32的端部设计为球面形式，使支撑机构32的球面端部位于承载梁31上的凹槽内，从而实现对承载梁31的承托，在支撑机构32被驱动转动一定角度的情况下，又使得该球面从凹槽内脱出，进而使支撑机构32脱离承托承载梁31的位置，使承载梁31绕其与平衡臂21的铰接点向下转动，释放自卸平衡重4，以使得该自卸平衡重4从平衡臂21脱落；或者，也可以使承载梁31上形成球面形式，相应地，将支撑机构32的端部设计为凹槽，使球面位于凹槽内，支撑机构32通过凹槽对承载梁31实现承托，在支撑机构32被驱动转动一定角度的情况下，又使得该球面从凹槽内脱出，进而使支撑机构32脱离承托承载梁31的位置，使承载梁31绕其与平衡臂21的铰接点向下转动，释放自卸平衡重4，以使得该自卸平衡重4从平衡臂21脱落。
37.承载梁31和支撑机构32构成为自卸锁止机构3，自卸锁止机构3与传动机构连接，在起重臂23发生上扬后，传动机构触发自卸锁止机构3释放自卸平衡重4，以使得该自卸平衡重4从平衡臂21脱落。自卸平衡重4通过承载梁31保持于平衡臂21上，承载梁31的一端铰接至平衡臂21，另一端由铰接于平衡臂21的支撑机构32承托。其中，支撑机构32与传动机构连接，该传动机构能够被牵拉为向支撑机构32施加远离自卸平衡重4方向的拉力，以使得该支撑机构32脱离承托承载梁31的位置。
38.在正常工作状态下，参照图1所示，吊臂2和塔身1的延伸方向通常布置为彼此垂直，吊臂2沿水平方向延伸，相应地，承载梁31也沿水平方向延伸，支撑机构32铰接于吊臂2的底部梁上，在承托承载梁31的状态下，支撑机构32与该承载梁31在朝向自卸平衡重4一侧的夹角大于90
°
。而本实用新型的牵引机构需要利用塔身1为牵引基础触发吊臂2上的自卸锁止机构3，由此，可以通过前述固定支撑5和牵拉机构改变拉力传递方向。
39.基于上述固定支撑、牵拉机构和自卸平衡重的安装结构，本实用新型的塔式起重机可以设置为将拉杆7的连接至自卸锁止机构3的支撑机构32，在吊臂2相对塔身1转动为使得起重臂23相对塔身1上扬的情况下，利用吊臂2与塔身1的相对运动而由触发装置(依次经过固定支撑5、柔性绳索6和拉杆7)拉动支撑机构32绕其与吊臂2的铰接轴线相对承载梁31转动，直至脱离承托承载梁31的位置，以使得自卸平衡重4从承载梁31自由脱落。
40.本实用新型的塔式起重机可以利用自卸触发装置触发为释放平衡臂上的自卸平衡重，以抑制起重臂的上扬。起重臂的上扬和复位仅能使得吊臂实现动能和重力势能之间的相互转换，而这些能量始终需要被传递至塔身或在上扬过程中被消耗。因此，在起重臂突然卸载的情况下，可以对吊臂的上扬和复位进行有效控制，从而减缓对塔身的冲击，并由此
防止塔机发生倾覆事故。为此，还可以在塔身1和起重臂23之间连接有阻尼装置8或自锁装置，以减缓该起重臂23与塔身1的相对转动速度，或者将起重臂23锁定于极限上扬位置，由此可以在起重臂上扬至极限上扬位时有效支撑起重臂而防止该起重臂自由复位，从而使得吊臂的动能转换为重力势能并保持，避免该吊臂复位造成的对塔身的冲击，以有效防止发生倾覆事故。典型地，该阻尼装置8或自锁装置可以设置为液压件(如阻尼油缸)并能够通过液压力将起重臂23支撑于极限上扬位置，通过对阻尼油缸的拉向阻尼和压向阻尼的控制，可以在起重臂23突发卸载的情况下使得该起重臂23可控地上扬和复位，具有较高的安全性。
41.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。