塔式起重机

塔式起重机（Tower crane  ）又称塔吊、塔式起重机是一种立式塔身全回转起重机，其起重臂安装在塔身顶部，形成“Г”形的工作空间。塔式起重机的工作原理是起重机通过吊钩或其他取物装置提升或提升并移动重物，提升机构通过取物装置将重物从取物处提起，通过旋转或变幅机构移动物料在水平面内的位置。塔式起重机的特殊结构使其能够在空间中实现长距离、高强度、高效的提升和搬运工作。建筑用塔式起重机可以追溯到西欧，现代塔式起重机的第一个原型出现在1912年-1914年和1923年，第一台相对完整的现代塔式起重机被制造出来并用于建筑施工。

20世纪30年代，德国开始批量生产塔式起重机并出口国外。作为大型起重运输施工机械，塔式起重机主要由工作机构组成、金属结构和电气零件。塔式起重机按其行走机构、回转方式、变幅方式和起重量按回转方式可分为上回转塔式起重机和下回转塔式起重机等多种类型。

塔式起重机是一种间歇式搬运机械，在工程施工中起着重要的作用，主要包括吊装、回转、变幅和起升变幅的三种基本工况、起升回转、起升变幅和回转的复合工况。由于其智能控制和结构安装、拆装简单等特点，在建筑、它在水利水电工程中得到了广泛应用，已成为一种重要的施工搬运设备。 

塔式起重机的工作原理是提升机通过吊钩或其他取物装置将重物提起或吊起并移动，提升机的工作过程一般包括起吊、运行、下降并返回到初始位置。提升机构通过取物装置将重物从取物处吊起，利用回转机构和变幅机构实现物料在水平面内的位置移动，而行走机构可以实现物料在塔吊可及范围内的任意空间内的移动。

塔式起重机作为一种大型起重运输机械，主要由工作机构组成、金属结构和电气零件。

工作结构

塔式起重机的机械部分主要是指旋转、起升、变幅、行走等工作机构主要实现塔式起重机的不同运动要求这些工作机构可根据工作条件独立或联合运行。

回转机构：回转机构是一种动力传动装置，由电机和齿轮轴承组成，用于实现货物以塔架为旋转中心的圆周运动。扩大工作范围，提高施工工作效率。

起升机构：起升机构主要用于实现货物的上升或下降，主要由电机组成、联轴器、减速器、钢丝绳和吊钩等。

变幅机构：变幅机构可以根据货物装卸的不同位置调整吊钩的位置，还可以扩大施工作业范围，提高效率、导向滑轮和变幅小车等。

行走机构：塔式起重机的行走机构包括支撑行走装置和驱动装置两部分。支撑操作装置起支撑塔吊的作用，包括行走轮或小车等部件。驱动装置依靠车轮与轨道顶面之间的摩擦力使塔式起重机沿轨道移动，包括电机、制动器、减速器、齿轮等零部件。

金属结构

塔式起重机的金属结构由塔身组成、转台、底座起重臂、平衡臂等零件，它们是塔式起重机的骨架，支撑着整机。

塔身：塔身是塔式起重机的主要结构之一，由基础段和标准段组成其截面为方形网格结构，是其他结构的安装基础它主要承受旋转部分重量产生的压力，其惯性产生的扭矩和货物重量产生的弯矩。

转台：转台是塔式起重机旋转部分和固定部分之间的一部分，由以下部分组成、下接架组成。上连接架部分与旋转塔体连接，下连接架与塔体标准节连接，上连接架、下连接架通过螺栓分别与回转支承的内外圈连接。上回转自升式塔式起重机的回转平台多采用钢和钢板焊接而成的工字截面环形结构，转盘两侧安装有回转机构。

底座：底座一般采用十字形底架，由一根长的整梁和两根半梁通过螺栓连接而成。基础接缝位于横梁的中心。它通过螺栓与横梁连接，上端与塔身标准节连接。支柱一般为无缝钢管，两端与塔身四角和底架连接，形成空间结构，增加塔身整体稳定性。

起重臂：动臂又称吊臂，一般采用变截面格构式结构设计，主要承受货物重量带来的压力。

平衡臂：平衡臂采用平面框架结构，与平衡重连接，以平衡吊臂重量引起的弯矩，防止起重机倾翻。

电气部分

电气部分为塔式起重机的机械运行提供能量，主要包括驱动装置、控制系统和安全装置等电气设备。

驱动装置

驱动装置是为塔式起重机正常运行提供动力的装置通常，交流电机用于为各机构提供动力；电控装置是塔机的指挥装置，控制系统依靠驱动装置和制动装置来调节机构的升降、制动、机构的速度调节和安全。

控制装置：控制系统是塔机的重要组成部分，完成机构的启动、制动、改向、调速和监控机构的安全工作，起到安全保护作用，并及时使用各种工作条件等参数：电流值、电压值、速度、幅度、起重量、力矩、显示工作位置和风速。

安全装置：安全装置可以避免误操作或零件故障造成的事故，是塔式起重机不可缺少的关键设备，主要包括“二限制、四限位和三保险”二限制：起重扭矩限制装置和起重重量限制装置；四限位：提升高度限制装置、幅度限位装置、行程限制装置和旋转限制装置；三保险：滑轮、卷筒和变幅小车的安全装置、钢丝绳防脱槽安全装置和吊钩安全装置。

塔式起重机的吊臂很长，其垂直的塔身靠近建筑物，吊臂安装在塔身的顶部，因此振幅利用率很大，达到整个振幅的80%普通的履带式、轮胎起重机的振幅利用率不得超过50%而且会随着建筑高度的增加而急剧下降。

塔式起重机

塔式起重机的塔高较大，因此具有较高的起升高度，可以满足不同楼层和高度的建筑物和构筑物的施工。因为塔式起重机的起升高度主要取决于塔身高度，塔身越高，所能获得的起升高度就越大。

塔式起重机具有可靠的自身稳定性和平衡，并且无需拉电缆。起吊性能好，起吊重物可同时垂直和水平运输，同时可做360°全回转运动，灵活快速。并且可以提升各种类型的建筑材料、制品、预制构件和建筑设备，特别适合吊装超长、超宽的重大物件。

塔式起重机有多种工作速度。提升机构通常包括正常运行的提升速度、安装到位速度慢、空钩下降速度快等。因此大大提高了生产率。

塔式起重机机械化、它标准化程度高，能适应频繁的现场转移，工作平稳安全可靠。然而，塔式起重机结构庞大，重量较重，运输和转移现场需要很长时间轨道塔吊也需要铺设轨道、费工、且成本高。

由于塔式起重机操作复杂，工作环境危险，需要专业操作人员对其进行控制和管理，否则会存在安全隐患。

塔顶回转式

塔顶旋转塔式起重机是指旋转部分设置在塔式起重机的上部，塔身是静止的，不随上部的旋转而旋转，通常由底座带动、塔身、回转装置、起重臂、平衡重物等组成。不仅要安装上部旋转塔式起重机、下面两部分是一体的，上面部分是允许的、下面两部分相对旋转。顶起加接头更方便，但重心也高，风压大，整体质量也增加。根据回转支承的结构形式，回转上部的结构可分为塔帽式、转柱式、平台式和塔顶式，国内QT1-6型塔式起重机是一种中型塔式起重机，具有旋转塔顶。

QT1-6型塔式起重机由底座组成、塔身、起重臂、塔顶和平衡重等。这台起重机的最大起重扭矩为510千牛·m，最大提升能力为60kN，最大提升高度为40.60m，最大提升半径为20m。它的特点是可以转弯和行驶，并且可以根据需要适当增加塔节数以增加提升高度，因此具有广泛的应用范围。然而，其较高的重心不利于整机的稳定性和塔架的受力，并且需要工时来组装和拆卸。

塔身回转式

下回转塔式起重机是指回转部分位于塔式起重机的下部，塔身、配重和所有机构可以与转盘一起旋转下回转塔式起重机重心低，稳定性好，塔力有利（上部旋转塔的弯矩由对角布置的两个主弦杆承担，下部旋转塔由四个弦杆承担）而且因为平衡回放在下半部分，可以自己竖起来、整体搬运。中国的QT1-2型塔式起重机是一种轻型塔式旋转起重机。

QT1-2型塔式起重机主要由塔身组成、吊臂和底盘，起重机的起重扭矩为160kN·m，起重量为10～20k  n，工作范围为8.5 ~ 20m，轨距为2.8米。该起重机重心低、旋转灵活，可折叠运输，安装方便。适用于五层及以下建筑结构的安装和预制构件工厂的装卸作业。

基础设施建设

塔式起重机的应用领域主要是基础设施建设，包括铁路、公路、水利等，在建、桥梁修建、塔式起重机可以用来装卸货物。2017年11月，中国国家发展和改革委员会发布了《铁路“十三五”发展规划》号文件，其中显示铁路总投资每年将增加8000亿元。随着我国基础设施投入的不断加大，促进了塔式起重机行业的发展，2017年-2022年我国塔式起重机专业产值呈上升趋势。2022年我国塔式起重机专业产值约9万台套，与去年同期相比增长近20%

房地产领域

塔式起重机也广泛应用于房地产领域，通常用于在建筑工地上提升建筑钢筋、木楞、混凝土、钢管等原材。2017-2022年，随着我国房地产职业的发展，拉动了塔式起重机的专业需求，塔式起重机的销量逐年增长。2021年我国塔式起重机专业销量约为75万台；2022年我国塔式起重机专业销量约为85万台。

随着塔式起重机技术的发展，塔式起重机的型号和规格不断改进，性能不断提高、随着质量的不断提高，塔式起重机不仅满足其安全性、可靠、除了高效的基本性能，它还趋向于智能和绿色。

设计方法精确化

计算机技术的发展改变了塔式起重机的设计理念利用有限元技术、疲劳分析、动态仿真分析的广泛应用使得塔式起重机的设计和计算、应力分析更加准确，塔式起重机零部件的结构设计更加合理；一些有实力的塔机制造商利用自身的设计能力，开发了塔机参数化设计专用软件，进一步推动了塔机设计向优化方向发展，提高了塔机产品的安全性、可靠性、节能效果，同时大大缩短产品开发周期，增强竞争力。

零部件模块化

模块化设计可能会增加一点制造成本，但它不仅可以提高产量和质量，还可以降低管理成本，并相应地降低用户的购买成本。例如，模型A和模型B有许多结构零件（例如标准接头和吊杆接头、平衡臂节）是通用的，那么用户可以购买不太常用的结构部件并交替使用它们，从而降低购买成本。因此，模块化设计是塔式起重机发展的必然趋势，许多国际塔式起重机制造商如利勃海尔、Potain、Terex、沃尔夫克兰等人采用了模块化设计。

控制智能化

随着数字化、集成化、智能技术的快速发展是高度可靠的、低能耗、微型化、集成化、各种数字液压、塔式起重机广泛使用机电和电气元件，这使得传动和控制系统的尺寸较小、质量轻、结构紧凑。在控制手段上，采用无级调速、安全监控系统、远程维护系统、自动故障诊断系统得到广泛应用，实现了塔式起重机运行过程的自动控制、自动显示与记录、远程控制保证了塔机的安全使用和实时监控，减少了控制故障点，提高了塔机的可靠性。

制造绿色化

塔式起重机的设计充分考虑了构件的通用性、模块化，所以零件高度密集，适合批量生产。批量零件由原材料预处理而成、下料、焊接、机加、装配、从涂装到涂装都采用生产线，不仅提高了材料的利用率、零部件通用性、产品优质美观，且易于管理、减少污染、节约成本。Liebherr、ZOOMLION、波坦等公司有成熟的生产线。