商标英文翻译:施工安全培训教材 第一部分塔式起重机|塔吊

施工安全培训教材 第一部分塔式起重机
作者：红梅傲雪     来源：中国塔吊网 www.ta-diao.com
塔式起重机
 
 
塔式起重机是一种塔身直立，起重臂铰接在塔帽下部，能够作360°回转的起重机，常用于房屋建筑和设备安装，具有适用范围广、起升高度高、回转半径大、工作效率高、操作简便、运转可靠等特点。塔式起重机具备起重、垂直运输和短距离水平运输的功能，在建筑施工中得到广泛使用，特别对于高层建筑施工来说，更是一种不可缺少的重要施工机械。
 
 
由于塔式起重机机身较高，其稳定性就较差，并且拆、装转移较频繁以及技术要求较高，也给施工安全带来一定困难，操作不当或违章装、拆极有可能发生塔式起重机倾覆的机毁人亡事故，造成严重的经济损失和人身伤亡恶性事故。为此，机械管理、安装、拆卸人员、机械操作人员必须从思想上引起高度重视，全面地掌握塔式起重机的技术性能，从业务上掌握正确的安装、拆卸、操作的技能，保证塔式起重机的正常运行，确保安全生产。
 
 
第一节  分类和技术性能
 
 
在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机械种类很多，其中应用最广泛的是塔式起重机，因为它具有其它起重机械难以相比的优点。如：塔身高、起重臂装于塔身顶部，有效起吊重高度大；起重臂较长，有效作业面广；还能同时进行起升、回转、行走、变幅等动作，生产效率高；与其它起重机相比结构较为简单，运转可靠，维修保养也较为容易。因此塔式起重机已成为现代高层工业与民用建筑机械化、装备化中不缺少的主要施工机械。
 
 
一、塔式起重机的分类
 
 
塔机按照不同的特征分类的方法很多，而且有的要相互交叉，一时很难概述清楚。对塔机分类首先要抓住主要特征，在抓住主要特征分出大类后再抓次要特征去细分，就容易搞清楚了。
 
 
1、按回转支承位置分类，塔式起重机可以分为上回转塔机和下回转塔机
 
 
上回转塔机回转支承靠近顶部，下回转塔机回转支承靠近底部。这种塔机的性能和应用范围、受力特性、安装方法等方面差别都很大，所以是最重要的一个特性分类：
 
 
⑴上回转塔机的起重臂、平衡臂、塔帽、起升机构，回转机构、变幅机构、电控系统、驾驶室，平衡重都在回转支承以上，即塔身不旋转，而是通过支承装置安装在塔顶上的转塔（起重臂、平衡臂、塔帽等）旋转，其主要构造示意如图3-1。它的自身不平衡力矩和起重力矩，就作用在塔身顶部，所以塔身以受弯为主，受压力为辅。正是依靠塔身，把力矩和压力从上面一直传到底部。上回转塔机的突出优点是可以随时加节升高，可以附着升得很高，起升高度可根据需要调整，可以在平衡臂超过建筑物高度的情况下更接近建筑物，从而扩大起吊范围。所以中高层建筑都用上回转塔机。这是目前用得最多的塔机。但是，由于它的塔身要承受很大的弯矩，故容易晃动，重心高，安装拆卸较复杂，自升加节和超力矩倒塔的危险性比较大，这是使用和管理上要引起高度注意的。
 
 
⑵下回转塔机的回转支承就在底架之上，工作时塔身也回转。其构造示意图如图3-2。
 
 
下回转塔机的顶部只有起重臂、撑杆和拉杆，如认为必要也可挂一个副驾驶室。而它的平衡臂、平衡重、起升机构、回转机构、电控系统、主驾驶室都在下面，所以它的维护管理、维修比较方便，重心低。更重要的是它的顶部没有不平衡力矩，不平衡力矩和起重力矩通过平衡拉杆受拉和塔身受压一直传到底部，塔身很少受弯，所以晃动小，起吊平稳，而且可以节约材料，减轻重量，降低成本。下回转塔机的这种受力特性使它不容易出现倒塔，这比起上回转自升式塔机安全得多。但下回转塔机的最大缺点是不能自升和附着，故它的工作高度要低于上回转自升式塔机。在12层以下的中低层建筑，使用下回转塔机比使用上回转自升式塔机要合算得多，也安全得多。但是，在我国几乎到处是上回转塔机唱独角戏。
 
 
2、按臂架结构方式分类，分为小车变幅式塔机和动臂变幅式塔机
 
 
小车变幅塔机，就是平常我们到处可见到的水平臂架，其上有一个小车，臂架通常为三角形截面，下面两根主弦杆作为小车的导轨。臂架内有一牵引机构，为小车转动提供动力。这种塔机的臂架可以作得很长，国产塔机最长的已达75m，所以小车变幅塔机已占压倒优势，上回转塔机和下回转塔机都用。有了小车变幅，大塔不行走就可以满足工作面的要求。
 
 
动臂变幅塔机，其臂架是一根桁架的受压柱，一般为矩形截面。下端铰接到回转塔身顶端，上端用拉索连接塔帽或撑杆。
 
 
3、按安装方式分有快装式塔机、自升式塔机和内爬式塔机
 
 
⑴快装式塔机本身带有专用拖行和架设装置，可以把臂架和塔身折叠起来，实现整体拖运；到工地后，又可很快将它立起来，所以更准确地说应该叫作整体拖运快速安装塔机。
 
 
⑵自升式塔机的塔身也是由标准节拼装起来的，实际上也是拼装式塔机的一种。但是它还配有顶升加节系统，装好以后它可以随时顶升加节升高，这一特点更为突出。自升式塔机最大的优点是可以附着，可以升很高，因而特别适应于中高层建筑和桥梁建筑，是我国现有塔机中唱主角的塔机。图3－3为附着式塔机示意图。自升式塔机都是上回转式，因为它要附着，不容许塔身回转。
 
 
⑶内爬式塔机的塔身同样也由标准节拼装而成，在其底部有一套专用的井道爬升装置，它就可以沿井道爬得很高，送料高度可以很高，但不必加很多标准节。而且它处于建筑物内部，故工作回覆盖面较大。图3－4为内爬式塔机示意图。内爬式塔机的缺点在于爬升和拆塔操作都比较困难，因而不像自升式塔机用得那么多。
 
 
4、按底架是否移动分为固定式塔机和行走式塔机
 
 
固定式塔机制底架固定在一个混凝土基础上，只要地基可靠，一般抗倾翻稳定性好，比较安全；而行走式塔机底架通过钢轮在钢轨上行走，其工作覆盖面可以大增加，但只能以独立式工作高度工作。为了防止倾翻，底架上必需加很大的压重，底梁必须大大加强，否则很容易变形倾斜。行走台车和驱动机构都大大增加成本，而且电缆要有专用装置收放，所以如果能有长臂架覆盖工作面的塔机可选，最好不要使用行走式塔机。这样有利于节约成本。而且对保障安全有好处。
 
 
二、塔式起重机型号编制方式
 
 
为了快速有效地区别各种塔机的品种规格，我们应当了解我国塔机的型号编制方法。
 
 
根据JG/T5093－1997《建筑机械与设备产品型号编制方法》的规定，我国塔式起重机的型号编制图示如下：
 
 
□□　 □　  □□　□－设计序号
 
 
 
 
主参数代号（起重办矩kN·m）
 
 
型式、特征代号（汉语拼音第一个字母）
 
 
产品类组代号（汉语拼音第一个字母）
 
 
塔式起重机是起（Q）重机大类的塔（T）式起重机组，故前两个字母QT；特征代号看人强调什么特征，如快装式用K，自升式用Z，固定式用G，下回转用X等等。例如：
 
 
QTK400——代表起重力矩400kN·m的快装式塔机。
 
 
QTK800B——代表起重力矩800kN·m的自升式塔机，第二次改装型设计。
 
 
但是，以上型号编制方法只表明起重力矩，并不能清楚表示一台塔机到底工作最大幅度是多大，在最大幅度处能吊多重。而这个数据往往更能明确表达一吧塔机的工作能力，用户更为关心，所以现在又有一种新的型号标识方法，它的编制如下：
 
 
TC      5013   A—设计序号
 
 
 
最大幅度50m，该处可吊13kN重量
 
 
英语塔（Tower）式起重机（Crane）第一个字母
 
 
这个型号标记方法不成正式标准，但很受欢迎，传播应用较广泛，我们应该掌握。
 
 
此处某些生产厂还用自己的型号标识方法。例：JL150即江麓厂生产的QTZ150塔机。
 
 
三、塔式起重参数与技术性能
 
 
塔式起重机参数包括基本参数和主参数。基本参数共10项，根据GB5031－1994规定，包括幅度、起升高度、额定起重量、轴距、轮距、起重总量、尾部回转半径、额定起升速度、额定回转速度、最低稳定速度。主参数是公称起重力矩。
 
 
1、幅度
 
 
幅度是塔机空载时，从塔式起重机回转中心线至吊钩中心垂线的水平距离，通常称为回转半径或工作半径。对于俯仰变幅的起重臂，当处于接近水平或与水平夹角为13°时，从塔式起重机回转中心线至吊钩中心线的水平距离最大，为最大幅度。当起重臂仰至最大角度时，回转中心线至吊钩中心线距离最小，为最小幅度。对于小车变幅的起重臂，当小车行至臂架头部端点位置时，为最大幅度。当小车处于臂架根部端点位置时，为最小幅度。
 
 
选用塔式起重机首先要考虑塔式起重机的最大幅度是否满足施工需要。塔式起重机应具备的最大幅度L0应按下式计算：
 
 
L0＝A+B+△1
 
 
式中A——由轨道基础中心线至拟建的建筑物外墙皮的距离。对于下回转塔式起重机，A应取为塔式起重机尾部回转半径+安全操作距离（0.7－1m）；对于上回转塔式起重机，A应取为直属理机平衡臂尾部回转半径+安全操作距离。如平衡臂超过建筑物的标高，则A可以缩短为起重机回转中心至建筑物外墙皮最近处的水平距离+安全操作距离。
 
 
B——多层建筑物的宽度。
 
 
△1——为便于构件堆存和构件挂钩而预留的安全操作距离（1.5－2m）。
 
 
图2－3－1所示为轨道式塔式起重机幅度的确定图。
 
 
小车变幅起重臂塔式起重机的最小幅度应根据起重机构造而定，一般为2.5－4m。俯仰变幅起重臂塔式起重机的最小幅度，一般相当于最大幅度的1/3（变幅速度为5－8m/min时）或1/2（变幅速度为15－20m/min时）。如小于上述值的变幅过程中，起重臂就有可能由于惯性作用后倾翻造成重大事故。
 
 
2、额定起重量
 
 
额定起重量是起重机安全作业允许的最大起升载荷，包括物品、取物装置（吊梁、抓斗、起重电磁铁等）的重量。臂架起重机不同的幅度处允许不同的最大起重量。塔机基本臂最大幅度处的额定起重量列为塔式起重机的基本参数。此外，塔机还有两个起重量参数，一个是最大幅度时的起重量，另一个是最大起重量。
 
 
俯仰变幅起重臂的最大幅度起重量是随吊钩滑轮组绳数不同而不同，单绳时最小，3绳时最大。它的最大起重量是在最小幅度位置。
 
 
小车变幅起重臂有单、双起重小车之分。单小车又有2绳和4绳之分，双小车多以8绳工作。因此，小车变幅起重臂也有2绳、4绳、8绳之分。有的则分为3绳和6绳两种。小车变幅起重臂的最大幅度起重量是小车位于臂头以2绳工作时的额定起重量，而最大起重量则是单小车4绳时或双小车8绳时的额定起重量。
 
 
塔式起重机的额定直属理量是由起升机构的牵引力、起重机金属结构的承载能力以及整机的稳定性等因素决定的。超负荷作业会导致严重事故，因此，所有塔式起重机都装有起重量限制器，以防止超载事故造成机毁人亡的恶果。
 
 
3、起重力矩
 
 
塔式起重机的主参数是公称起重力矩。所谓公称起重力矩，是指起重臂为基本臂长时最大幅度与相应额定起重量的乘积。
 
 
塔式起重机在最小幅度时起重量最大，随着幅度的增加使起重量相应递减。因此，在各种幅度时都有额定的起重量。不同的幅度和相应的起得最连接起来，可以绘制成起重机的性能曲线图。所有起重机的操纵台旁都有这种网线图，使操作人员能掌握在不同幅度下的额定起重量，防止超载，有些塔式起重机能加高塔身，由于塔身结构高度增加，风荷载及由风而构成的倾翻力矩也随之增大，导致起重稳定性差。必须采取增加压重和降低额定重量以保持其稳定性。
 
 
有些塔式起重机能配用几种不同臂长的起重臂，对应每一种长度的起重臂都有其特定的起重性能曲线。如图2－3－2所示。对于小车变幅起重臂起重量大小与变幅小车台数和吊钩滑轮组工作绳的绳数有关。因此对应每一种长度的起重臂至少有两条起重性能曲线，塔式起重机使用中，应随时注意性能曲线上的额定起重量。为防止超载，每台塔式起重机上还装设力矩限制器，以保证安全。
 
 
4、起升高度
 
 
起升高度也称吊钩高度。空载时，对轨道式塔机，是吊钩内最低点到轨顶面的垂直距离；对其他型式起重机，则为吊钩内最低点到支承面的距离。对于小车变幅塔式起重机来说，其最大起升高度并不因幅度变化而改变。对于俯仰变幅塔式起重机来说，其起升高度是随不同臂长和不同幅度而变化的。
 
 
最大起升调蓄是塔式起重机作业时严禁超越的极限，如果吊钩吊着重物超过最大起升高度继续上升，必然要造成起重臂损坏和重物坠毁甚至整机倾翻的严重事故。因此每台塔式起重机上都装有吊钩高度限位器，当吊钩上升到最大高度时，限位器便自动切断电源，阻止吊钩继续上升。
 
 
5、工作速度
 
 
塔式起重机的工作速度参数包括：起升速度，回转速度，俯仰变幅速度，小车运行速度和大车运行速度等。在塔式起重机的吊装作业循环中，提高起升速度，特别是提高空钩起落速度，是缩短吊装作业循环时间，提高塔式起重机生产效率的关键。
 
 
塔式起重机的起升速度不仅与起升机构牵引速度有关，而且与吊钩滑轮组的倍率有关。2绳的比4绳的快一倍。提高起升速度，必须保证能平衡地加速、减速和平衡地就位。
 
 
在吊装作业中，变幅和大车运行不像起升样频繁，其速度对作业循环时间影响较小，因此不要求过快，但必须能平衡地起动和制动。
 
 
6、轨距、轴距、尾部外廓尺寸
 
 
轨距是两条钢轨中心线之间的水平距离。常用的轨距是2.8m、3.8m、4.5m、6m、8m。
 
 
轴距是前后轮轴的中心距。在超过个行走轨（8个、12个、16个）的情况下，轴距为前后枢轴之间的中心距。
 
 
尾部外廓尺寸，对下回转塔式起重机来说，是由回转中心线至转台尾部（包括压重块）的最大回转半径。对于上回转塔式起重机来说，是由回转中心线至平衡臂尾部（包括平衡块）的最大回转半径。
 
 
塔式起重机的轨距、轴距及尾部外廓尺寸，不仅关系到起重机的幅度能否充分利用，而且是起重机运输中能否安全通过的依据。
 
 
7、部分塔机技术性能（见表2－3－1）
 
 
表2-3-1  部分塔机技术性能表
 
 
型号
 
 
生产厂家
 
 
QTZ20
 
 
上海宝达
 
 
QTZ3508
 
 
广西厂
 
 
JL5520（JL150）
 
 
江麓厂
 
 
F0/23B
 
 
四川厂
 
 
TC5015
 
 
长沙中科厂
 
 
额定起重力矩/KN·m
 
 
200
 
 
300
 
 
1500
 
 
1200
 
 
800
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
第二节  构造及功能
 
 
塔式起重机的品种、型号、规格很多，但在建筑工地上所用的塔机基本上均为上回转小车变幅自升附着式塔机。限于篇幅，本章仅就此类塔机的构造、性能进行介绍。
 
 
上回转小车变幅自升附着式塔机尽管其设计型号有各种各样，但其基本构造大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构、工作机构、液压顶升系统、电气控制系统及安全保护装置等五大部分组成。下面我们分节叙述。
 
 
一、金属结构
 
 
塔机的金属结构是整台塔机的支撑架，其设计制作的好坏，直接关系到整台塔机的使用性能和使用寿命，也关系到建筑工地生命财产的安全，因而金属结构是塔机的关键组成部分。
 
 
上回转小车变幅自升附着式塔机的金属结构主要包括：底架、塔身、爬升套架、附着架、回转下支座、回转上支座、工作平台、回转塔身、起重臂、平衡臂、塔顶、驾驶室、变幅小车等部件。图3－1－1的塔机，可以作为典型的构造示意图。
 
 
根据上回转自升附着式塔机的一般安装方法，按照各单元的安装次序，由下而上可分为以下各部分。
 
 
㈠、底架与基础节
 
 
小车变幅上回转自升式塔机，目前大多数是采用十字梁式底架（见图3－1－2）。
 
 
塔机安装时，将底架与基础节、斜撑杆连接成整体，作为一个安装单元。
 
 
带有撑杆的十字梁式底架由十字梁、塔身基础节、塔身斜撑杆、底架拉杆等组成。十字梁是由一根长梁和两根短梁通过四根销轴连接而成：塔身撑杆用来支撑塔身基础节，其两端用销轴分别与塔身基础节和十字梁尾端相连；底架拉杆是用来固定十字梁尾端，它可以增加十字梁的整体刚度和承载能力，其两端也用销轴与十字梁相连。
 
 
塔身基础节上端与塔身标准节相连，下端与底架十字梁的塔身座相连，为了制作方便，一些塔机制造厂采用两个标准节作为塔身基础节。
 
 
有的单位塔机不用底架，而采用在整体钢筋混凝土基础上预埋基础节或地脚螺栓，上面直接安装基础节（或标准节）的办法安装塔机，更加经济快捷，在实用中取得较好效果。但这种安装方法地脚螺栓和基础墩块的单位面积受力比起用底架安装将大幅度提高采用这种方法。采用这种方法，应由塔机生产厂家提供基础受力的技术参数，进行设计计算，确保安全。
 
 
㈡、塔身标准节
 
 
塔身是塔式起重机最重要的主体结构。上回转自升式塔机，塔身是由若干标准节组成的。
 
 
1、标准节结构形式
 
 
当前应用较多的标准节结构形式为整体式和片式两种。整体式（图3－1－4）为焊接而成；片式标准节（图3－1－5）一般是由焊接而成的四片结构组成，各片这间采用铰制孔高强度螺栓连接组成一个标准节。
 
 
2、标准节断面形式
 
 
目前应用的塔机塔身标准节断面大多数是方形断面。其主弦杆结构有单角钢、无缝钢管和方管等形式，如图3－1－6所示。其中方管主弦杆有的采用焊接方管，亦有采用角钢拼方的形式。
 
 
3、标准节连接方式
 
 
塔身标准节之间的连接方式，见图3－1－7.
 
 
从底架、塔身直到塔顶，这一塔机竖轴上的构件，都承受轴压力、弯矩和扭矩。其中弯矩最大。所以这些构件间的连接用的高强度螺栓、销轴承受着极大的工作应力。它们如有缺失、损坏，不可随意替换，要按生产厂家提供的技术要求外购或制造。螺栓、销轴的连接座的相关焊缝是最重要的焊缝，应特别注意其质量。
 
 
凡使用高强度螺栓联接的，说明书中应规定预紧力或预紧力矩及其允许偏差。安装时，必须按说明书的要求预紧。
 
 
㈢、爬升架
 
 
爬升套架的结构形式，目前应用较多的是外顶升式和内顶升式两种。而塔机的顶升方式，以前小型塔机有用齿轮、齿条机械爬升的；现今的塔机则全部采用液压顶升的方式。
 
 
外顶升套架适用于塔身外形尺寸上下一致的塔机，而内顶升套架适用于在上部接高的片式标准节结构。
 
 
1、外顶升套架
 
 
外顶升套架采用方管或圆管及型钢组焊而成。套架前侧引入标准节部位为开口结构，套架后侧安装顶升油缸。根据标准节引进方式的不同，采用下引进梁方式的，引进梁安装在爬升套架上（见图3－1－8）；采用上引进梁方式的，则安装在塔机的下支座上，见图3－1－12所示。
 
 
图3－1－8为带有下引梁爬升套架。它是由结构主架、工作平台、标准节引进梁液压顶升机构、导向滚轮、引进滚轮等部件组成。液压站安装在工作平台上，顶升梁和顶升油缸安装在后侧横梁上；导向滚轮一般设置为16个，上下两层各8个：在顶升过程中起到支撑和导向作用，导向滚轮也可是可调的，以此来调节套架与塔身这间的间隙；标准节引进梁在引进标准节时才伸出，固定在A、C位置，顶升完成后，塔机正常工作时则收回，固定在B、D位置；引进滚轮共备有两套，每套4件，共8件，顶升接高时滚轮在地面上与标准节下端连接套连接，吊起标准节后将引进滚轮放在引进梁上，然后推入套架内。
 
 
爬升套架上端通过四个销轴固定在塔机的下支座上。在顶升后，塔机正常工作状态下，一般留于原处。但对于大中型塔机，塔机正常工作时，则利用起升机构或辅助卷扬机将爬升套架落到塔身底部。这样，可以减轻风载荷对塔身的影响，有利于保持塔机的整体稳定性，并改善塔机的作业功能。
 
 
2、内顶升套架
 
 
内顶升套架是由结构主架、液压顶升机构、活动支腿、导向块等组成，如图3－1－9所示。其结构最大特点是套架插在标准节内，即内套架截面比标准节小；内套架顶升与外套架顶升的根本的区别是：标准节必须是片式的，并且标准节片必须在顶升时在塔机上部组装；支承塔机上部重量的支承踏板焊在标准节主弦杆的内侧。
 
 
塔机工作状态时（即非顶升状态），内套架通过四块连接件与标准节用高强度螺栓连接在一起，塔机上部载荷通过内套架传递给标准节至塔机基础；顶升状态时，将内套架与标准节之间的连接件拆开，塔机上部和标准节之间处于浮动状态，塔机上部自重载荷是通过内套架上或油缸顶升横梁上的支腿传递给标准节（支腿支承在标准节主弦角钢的支承踏板上），其倾翻力矩及水平载荷则通过内套架上的导向块传递给标准节主弦杆，从而将塔机上部载荷传递至塔机基础。顶升状态时塔机的整体状况如图3－1－10所示。
 
 
㈣、上、下支座与回转支承
 
 
安装时，一般情况下将上下支座与回转支承连在一起作为一个安装单元。
 
 
上支座和下支座的结构形式以板梁结构居多。
 
 
下支座（图3－1－11）下面与塔身和爬升套架相连，固定而不旋转。其上部与回转支承相连。
 
 
采用上引进梁方式（见图3－1－12）的塔机顶升接高时，引进梁装于下支座上（见图3－1－12b）。
 
 
当顶升结束后，将引进梁缩进下支座，或拆卸之，以避免防碍吊钩工作。（见图3－1－12c.
 
 
上支座（见图3－1－13）上部与回转塔身相连，下部与回转支承相连。上支座有以上所有部件随臂架一起旋转。上支座设有工作平台。回转机构和回转限位装置都安装在上支座上。有的塔机司机室也安装在上支座的工作平台上。有的塔身将上支座与回转塔身做成一体。有些小型塔机没有回转塔身，平衡臂、吊臂直接连在上支座上。
 
 
回转支承（见图3－1－14）为外购的标准件。它实际上是联接塔机上部回转部分与塔机下部固定部分的一个带齿圈的大轴承。塔机上部所承受的全部工作力和力矩都经它传向下部机身。对于上回转塔机，选用的回转支承一般是单排球外齿式。它是由内圈、外齿圈和滚动钢球等组成，内、外圈分别以一组高度螺栓与上、下支座相连。
 
 
因为回转支承处截面较小，所以工作应力较大。加上可能存在螺栓松紧不一等有因，高强度螺栓组及其附近的联接焊缝是容易发生断裂的危险区域，应于关注。
 
 
注意：
 
 
A，上、下支座与回转支承和回转机构及回转限位装置应组装在一起，一般情况下，运输时不应拆散。
 
 
B，上、下支座与回转支承的连接螺栓应用测力扳手紧固，必须达到使用说明书上规定的预紧扭矩。紧固时，应螺栓、螺母端面涂上润滑油脂，用测力扳手沿圆周多次拧紧，最后拧紧各个螺栓时，预紧扭矩应相同。
 
 
C，每个螺栓副应有两个螺母，一个螺母起紧固作用，另一个起防松作用。
 
 
㈤、回转塔身与司机室
 
 
大中型塔机一般设有回转塔身节。回转塔身节是用来连接起重臂、平衡臂、塔帽以及上支座的中间部件。其与起重臂、平衡臂、塔帽之间的连接基本上是销轴连接，与上支座之间的连接形式有的是销轴连接，有的则采用高强度螺栓连接。图3－1－15是塔顶为塔帽式，与上支座用高强度螺栓连接的回转塔身结构。
 
 
上回转自升式塔机的司机室的安装方式有外挂式和内置式。外挂式一般悬挂于回转塔身旁边或安放在上支座的工作平台上（参见图3－1－13）；内置式则安放在回转塔身内。塔机安装时，内置式司机室一般与回转塔身组装后一起吊装，外置式司机室有时也与回转塔身一起吊装。
 
 
㈥、塔顶结构
 
 
上回转自升式塔机的塔顶多数采用四棱锥塔帽式，也有的采用人字架等形式，见图3－1－16。它是承受臂架拉杆和平衡臂拉杆的接力的构件。塔帽（包括人字架式）承受交变载荷，随吊载的变化，其弦杆受力呈拉、压交替变化。
 
 
㈦、平衡臂、平衡臂拉杆
 
 
1、平衡臂
 
 
塔顶为塔帽式的塔机，平衡臂均为压弯构件。其根部连接形式为铰接（参见图3－1－16），平衡臂受力明确，自重相对较轻。
 
 
平衡臂结构有的采用型钢制成平面框架，适用于中小型塔机（图3－1－18a、b）；有时采用矩形截面桁架结构，适用于大中型塔机（图3－1－18c）。根据结构和制造安装要求平衡臂可以分成数节，各节之间用销轴连接。
 
 
平衡臂上装有平衡重、起升机构、平衡臂拉杆、电气柜、工作平台、栏杆等部件，对于塔顶为人字架式的塔机，起重办矩限制器和起重量限制器也安装在平衡臂上。安装时，一般情况下将起升机构、电气柜、工作平台、栏杆、平衡臂拉杆的一部分与平衡臂组装在一起，作为一个安装单元。对大型塔机，起升机构带有独立底座，可单独吊装。
 
 
2、平衡臂拉杆
 
 
平衡臂拉杆以圆钢或钢板制成，对于小型搭机有的采用一根杆，但大多数是采用两根拉杆，拉杆之间用销轴连接。平衡臂拉杆上端以销轴与塔顶连接，下端用销轴连接在平衡臂上。拉杆受很大的工作拉力，应注意其销轴的连接和耳板焊接的质量。图3－1－19为由两根杆组成的平衡臂拉杆。
 
 
㈧、起重臂、臂架拉杆、载重小车
 
 
1、起重臂
 
 
起重臂也称为臂架或吊臂。我省现有的塔机基本上是小车水平臂架式的。见图3－1－20。
 
 
小车水平变幅式臂架也称作受弯臂架，它借助于沿臂架弦杆运行的载重小车来实现变幅。它的根部与回转塔身铰接，臂身上有一个或两个吊点，如图3－1－21所示。
 
 
臂架为压弯构件。主要承受巨大的弯矩和轴向压力，这种臂架在垂直平面内，为端部铰支的压弯构件，而水平平面内，为固定端的压弯构件。该结构能承受很大的垂直工作荷载（起重量），但它承受侧向力的能力很差，不可让它经受侧向拉力或冲击。
 
 
小车水平臂架的截面形式有正三角形和倒三角形两种，大多数塔机采用正三角形截面，采用倒三角形截面的极少。正三角形臂架的上弦杆一般采用圆管或方管制成，对于重型塔机也有采用实心圆钢的；下弦杆由于还是载重小车的轨道，因此采用角钢或槽钢拼成方管或矩形和，轻型塔机也有单槽钢下弦杆；腹杆多数采用圆管。正三角形截面式如图3－1－22所示。
 
 
塔机的臂架由若干个臂节组成，各臂节长度多数相同，为了减轻臂架的自重，在条件允许的情况下，臂架就尽量减少接头的数量，臂节长度尽量长。有的塔机为了满足用户对不同臂长组合的需要，也有数个较短的臂节。臂架的臂节有一个根部节、数个中间节和一个端头节。臂架上安装有牵引绳导向滑轮，根部节安装有小车牵引机构，端头节安装有小车止挡缓冲装置、起升绳端头固定和防扭装置等。见图3－1－23.
 
 
对于小车变幅水平臂式塔机，安装时，一般情况下小车牵引机构、载重小车及臂架拉杆与臂架装在一起，作为一个安装单元。
 
 
小车水平臂架拉杆吊点有单吊点和双吊点，臂架比较短的小型塔机采用单吊点，多数塔机都是采用双吊点。吊点的构造见图3－1－24。
 
 
2、臂架拉杆
 
 
与臂架吊点的数量相对应，臂架拉杆有单拉杆和双拉杆。拉杆一般采用实心圆钢，也有采用钢板制成。拉杆由与塔顶连接的拉板、拉杆节、调节拉杆节、与臂架连接的拉板等组成，各节之间有销轴连接。拉杆受很大的工作拉力，其耳板焊缝为关键焊缝；应特别注意其销轴的连接和耳板焊缝的质量。图3－1－25所示为由圆钢制成的臂架拉杆结构图。安装时，与塔机连接的拉板安装在塔顶上，根据不同的安装方式，也有部分拉杆节与塔机连在一起。
 
 
3、载重小车
 
 
对于小车变幅式塔机，必须配有载重小车。载重小车由车架结构、起升滑轮组、小车行走轮及导轮、小车牵引绳张紧装置、断绳保护装置和防坠落装置等组成。
 
 
车架结构一般采用箱形截面的杆件焊成，根据杆件布置方式的不同，可分为三角形框架车架和矩形框架式车架两大类。由于钢丝绳滑轮的安设及相关配件的不同，这两类车架可以分为多种不同的形式，见图3－1－26所示。
 
 
三角形框架式车架的载重小车具有构造简单、自重较轻的特点，但结构加工要求较高。矩形框架式车架的载重小车的杆件较多，构造较繁琐，但结构加工较容易。
 
 
对于一些大型塔机，由于最大起重量较大，臂架很长，载重小车在臂端时，小车的自重对塔机的起重性能影响比较大，为了减少小车在臂端时的自重，采用了双小车变幅方式，即“内”小车和“外”小车，“内”小车用于起重较大载荷，平时在臂架外端起重较小载荷用“外”小车。载重小车通过配有不的滑轮吊钩组，有的以固定不变的2位率工作，有的可以2倍率和4倍率互换的变倍率方式工作。如何进行变倍率，将在下面详细说明。
 
 
㈨、吊钩滑轮组
 
 
1、吊钩滑轮组构造
 
 
吊钩滑轮组可分为单滑轮吊钩组和多滑轮吊钩组，前者主要用于轻型塔机，后者主要用于大、中型塔机。
 
 
单滑轮吊钩组的总成见图3－1－27。
 
 
多滑轮吊钩组的优点是：①便于增大倍率，降低起升绳的单绳拉力，可采用走私较小的钢丝绳；②通过增大倍率，可在不加大起升电动机功率的条件下拉高起重量；③通过变换倍率，可得到多种起升速度，实现轻载高速、重载低速；④通过增大并列滑轮之间的间距，有助于减轻钢丝绳扭转现象。
 
 
2、吊钩滑轮组倍率的人工转换
 
 
吊钩滑轮组倍率变换方式主要有两种，一种是单小车变换倍率，另一种是采用双小车把变换倍率。单小车变换倍率双有人工与自动之分。
 
 
单小车人工变换分辨率方法如图3－1－28所示。采用单小车变换倍率的吊钩滑轮组由上部活动滑轮和下部两滑轮吊钩组构成。当上部活动滑轮紧附在载重小车结构上时，仅两滑轮吊钩组工作，此时为2倍率。要使钢丝绳由2倍率变为4倍率时，先让双滑轮吊钩组降落到地面上，然后继续使起升机构“下降”令活动滑轮离开载重小车而下落至两滑轮吊钩组处，然后用连接销轴将活动滑轮与双吊钩组连结成一体，此时便可以用4倍率进行吊装作业了。
 
 
3、吊钩滑轮组倍率的自动转换
 
 
当上部活动滑轮通过自身锁紧装置紧固在载重小车车架上时，塔机便用两滑轮吊钩组以2倍率进行工作。在由倍率2变为倍率4时，先使两滑轮吊钩组上升至载重小车近处，再通过鱼尾形夹板导向而使上部活动滑轮通过连接销轴与两滑轮吊钩组连成一体，然后下降吊钩滑轮组，上部活动滑轮脱离载重小车随同下降，塔机得以4倍率工作。F0/23B塔机采用的单小车变换倍率方式即是按此原理工作的（如图3－1－29所示）。变换倍率应在小车位于臂架根部并且空载时进行，两滑轮吊钩组应以低速升起与位于载重小车上的上部滑轮搭合。倍率变换均由司机在驾驶室内操纵电钮控制，无需借助人力操作。
 
 
另一种单小车自动变换倍率是通过卡板和卡销的卡紧与脱落作用加以实现的，变换倍率的全过程均在驾驶室内进行控制。其特点是：构造简单、动作直观、可靠性好、重量轻，并且全部滑轮均处于一个平面内，减少了起升钢丝绳扭转的可能性。其工作过程如图3－1－30所示。
 
 
㈩、平衡重、压重
 
 
为保证塔机结构受力合理和整机的稳定性，塔机上都设置了平衡重和压重。上回转自升式塔机的平衡重设置在平衡臂的尾端，压重设置在底架大梁的上面，如图3－1－31所示。
 
 
平衡重和压重的重量、形状和尺寸，应符合吊装和固定的要求，并能承受规定的载荷而不损坏。每块平衡重和压重应在本身明显位置标出其重量。
 
 
1、平衡重
 
 
上回转自升式塔机的平衡重有活动式和固定式两种。活动式平衡重（图3－1－32）的特点是它可以在平衡臂上移动，易于使塔机上部处于办矩平衡状态，便于塔机进行顶升作业。但其构造复杂，需另设平衡重移动机构，造价较高，因此目前除某些重型塔机外很少应用。
 
 
目前大量使用的固定式平衡重是由铸铁或钢筋混凝土制成。铸铁平衡重外形尺寸较小，迎风面积也小，有利于减小风载荷的不利影响。但其需要在工作进行浇铸，制造成本和加工费用较高，因此不受用户的欢迎，塔机生产厂也很少采用。钢筋混凝土平衡重（图3－1－33）虽然体积较大，迎网面积大，对塔身结构和整机稳定性不利，但其构造简单，可就地浇制，制作成本低，得到了塔机用户和生产厂家的广泛应用。
 
 
塔机安装时，平衡重的安装顺序和数量牵涉到塔机上部结构的受力状况，因此，平衡重的安装应严格按照使用说明书规定的顺序、数量等要求进行。为保证在塔机工作时平衡重不位移、不脱落，一般用长螺杆螺母将平衡重块固定在平衡臂结构上。如图3－1－34所示。
 
 
2、压重
 
 
带有底架的固定式塔机，为保证整机的稳定性设置有压重。压重是由数个压重块组成，安放在底架大梁上面。压重的重心应与塔机的回转中心重合，不允许偏心放置。压重块之间应有定位和固定装置，以避免在意外情况下压重块散落。压重的结构如图3－1－3所示。
 
 
压重大多数由钢筋混凝土制成，由于一台塔机的压重有数十吨重，运输成本较高，故基本上是由用户在现场进行浇筑。
 
 
3、钢筋混凝土平衡重、压重现场浇制注意事项
 
 
现场浇制钢筋混凝土平衡重和压重时应注意：
 
 
a）应按使用说明书规定的要求进行钢筋配置，必须在钢筋混凝土块体内预埋吊耳或吊环及固定用穿心钢管，并要保证埋设位置准确，吊耳或吊环应有足够的强度并且应与钢筋混凝土块体内的钢筋连接牢固，使其在吊装时足以承受自身的重量。
 
 
b）混凝土的比重应按图纸的要求进行配比。当采用商品混凝土浇筑时，则应根据其实际比重与图纸中给出的比重的差别，对平衡重块或压重块尺寸进行调整（对于平衡重块只能调整长度方向的尺寸，宽度和厚度尺寸不能变；压重块尺寸应以压重块不与塔机的底架结构干涉为原则进行调整）。
 
 
c）浇筑后，要求对配重块称重，应保证配重块的重量误差不小于寸1%。并且应在每个配重块的明显位置标出其重量。
 
 
（十一）、附着装置
 
 
1、附着装置简介
 
 
自升式塔机安装到独立高度就不能再加节了。为了完成塔机独立高度以上的作业，只能打附着升高。这就要使用附着装置。
 
 
每套附着装置通常由一副附着框架、四根（或三根）撑杆组成（见图3－1－36）。通过它们将重机塔身的中间节段锚固在建筑物上，以增加塔身的刚度和整体稳定性。附着装置承受塔身上传来的水平载荷和扭矩。
 
 
通常一台塔机出厂时，配有设计好的标准的附着架。用户要按使用说明书规定的塔机与建筑物的距离以及附着架的安装高度、附着架以上的塔机悬臂高度来安装塔机、装设附着架。但是很多工地因种种特殊情况，或者是超高使用，或者是超附着距离使用，这时对附着架必须重新计算，不能随意套用。
 
 
2、附着架计算简介
 
 
附着架的计算是比较复杂的过程，涉及到多次静不定问题，又涉及到危险载荷的计算组合。这里只介绍大体算原则和计算步骤：
 
 
①、附着方案的制定
 
 
根据塔机的最大安装高度来选定各附着点的高度。其中涉及两个重要的参数：一个是最上面的悬臂高度，一般不容许超过28米。另一个是两道附着的距离，一般取15—20m；但第一道高度可取25—40m，这要看塔机容许的独立式高度来定（见图3－1－37）。
 
 
②、塔机最高附着点以上一段（也叫悬臂段）的受力计算。
 
 
计算出塔机悬臂段在不同工况下所受风力；再与塔机不同工况下的工作载荷、自重载荷、惯性载荷等相迭加。这是一个复杂的计算过程。计算要针对不同工况以及顺风、侧风和暴风袭击的非工作工况。而且要进行比较，确定各种最危险工况的力学参数组合。
 
 
③、悬臂段内力计算
 
 
根据步骤②的计算结果，求出悬臂段的轴力N，剪力Q、弯矩M和扭矩Mk。
 
 
④、塔身各段的内力及各附着点支反力计算
 
 
先求出塔身各段所受的风载荷。
 
 
再利用力学中求解高次静不定问题的方法求出塔身稳中有各段的内力及和附着点支反力。
 
 
附着点支反力就是附着装置的附着框架对塔身的支撑力。
 
 
以上四个步骤计算的结果与悬臂高度和附着的距离有关，同一台塔机，悬臂高度和附着距离如果不同，附着点反力就不一样。
 
 
⑤、附着撑杆的最大轴力及建筑物锚支处的支反力计算。
 
 
根据附着装置的设计图，画出附着架计算简图（见图3－1－38）。
 
 
步骤④求出的附着点支反力中的最大数值，但作用力方向可以是任意的，它是一个变量。扭矩的方向也有顺时针与逆时针两种选择。把它们作为附着框架的中心受力。
 
 
利用力学方法求出各附着杆的内力及各锚支座的支反力的最大的数值。
 
 
附着架的形状、尺寸如有改变，所求出的最大数值也随之改变。
 
 
⑥、附着撑杆的设计
 
 
根据上一步骤求出的附着杆的最大内力，设计附着撑杆。再进行撑杆的稳定性校核。附着杆受的内力越大，附着杆的长度越长，附着杆的截面就应越大。有的用户曾经把标准设计的撑杆加长，去解决远距离附着，结果因撑杆失稳而倒塔。所以简单的加长附着撑杆很危险，务必引起注意。
 
 
如果用户用与说明书上规定的不同的附着距离，必须对附着架重新计算时。必须从塔机生产厂家取得附着框架对塔身的支撑力的技术数据，再请有经验的技术人员按步骤⑤、⑥进行设计。
 
 
3、附着注意事项
 
 
①、附着撑杆的支座，必须按说明书要求在浇灌混凝土时，将连接螺栓预埋好。而且不能立即使用，一般要10—15天才能使用，否则有拉裂的危险。支座附着处的建筑物结构必需能承受得了说明书给出的支座反力。
 
 
②、附着架与塔身的连接依靠附着框架实现。先将附着框架套在塔身上，并通过四个紧定架将塔身的四根弦杆夹紧。再在对角线方向上装上顶杆。外侧再接附着杆（见图2－9）。附着框架的位置，应尽量避开标准节主弦节距的正中，以免局部力引起主弦杆变形。
 
 
③、在安装附着架时，要用经纬仪观测并校正塔身结构的垂直度。
 
 
④、每道附着架的三根（或四根）附着撑杆，应尽量处于同一水平布。但在安装附着架和顶杆时，若与塔身标准节的某些部位发生干涉，可适当升高或降低附着框架的安装高度。允许附着框架与连接基座的高度差不大于300mm。
 
 
⑤、附着撑杆上允许搭设供人从建筑物上通向塔机的跳板，但严格禁止在其上堆放重物。否则附着撑杆的横向弯矩会增加，对承受附着压力非常不利。
 
 
⑥、附着撑杆与附着框架、连接支座之间的连接，以及附着框与塔身、顶杆的连接必须可靠。各顶块应顶紧，紧定梁应可靠地将塔身主弦杆夹紧，连接螺栓紧固好。各调节螺杆调整好后，应将并紧螺母可靠地并紧。开口销应按规定张开。运行后应经常检查有否发生松动，并及时进行调整。
 
 
二、起升机构
 
 
小车变幅自升式塔机的工作机构包括：起升机构、回转机构、小车牵引机构、液压顶升机构。
 
 
起升机构是塔式起重机功率最大的机构，调整范围广、重载下工作，因此也是塔机工作中最难控制的机构。起升机构实际上就是一台可调速的卷扬机。其主要组成部分有：电机、变速箱、制动器、卷筒、底架、轴承座和安全装置等。塔机起升机构相对于普通卷扬机来说，又有其特殊的地方，主要是起吊高度高、容绳量大、起升速度快、又要有慢就位、要求调速范围大；在不同速度档次下容许的起重量不一样，所以安全保护装置比普通卷扬机复杂。
 
 
为了满足塔式起重机工作的以上要求，人们已开始发出多种多样的起升机构。每种型式各有其特点。下面我们从几个方面来介绍。
 
 
㈠、起升机构的组成布置形式
 
 
为了使钢丝绳在卷筒上排线良好，钢丝绳与卷筒正截面的偏角越小越好。我国国际规定此角度应不大于1.5°，这就要求卷筒长度越小越好。此外塔机起升机构要求有大的容绳量。这就使设计思想倾向于使用大直径小长度的卷筒。大直径卷筒还可使钢丝绳在多层环绕时，对电机负载的波动影响的减少。此外起升机构还要求冲击小、范围大的调速方式。在沿此思想改进的过程中产生了多种传动的方式和布局。大体可分为：Ⅱ形式布置、L形布置、U形布置。一字形布置，各布置形式见（图3－2－1）。
 
 
㈡、起升机构的调带方式
 
 
起升机构的调带方式到目前为止至少有十多种。衡量其优劣的指标不外乎以下几个方面：1，调速范围大，档位多；2，起动和调速时电流冲击小，速度变化平稳；3，成本低，经济实用。下面介绍较常见的几种类型：
 
 
1、电磁离合器换挡加带涡流制动器的单速绕线式电机起升机构
 
 
电磁离合器换挡加带涡制动器的单速绕线式电机起升机构是我国应用得较早的志升机构。它的变速靠减速机来换挡改变减速比，靠涡制动来获得慢就位速度。既然要涡流制动，只能用特性较软的绕线电机，转子串电阻，不能用特性很硬的鼠笼式电机。这种起升机构调速范围还可以，可以满足要求。但是电磁离合器使用寿命短，靠摩擦片传动不可靠，所以不敢带较大的载荷来变速，怕突然下滑出事。在其它新的起升机构出现后，它就慢慢少用了。
 
 
2、多速民机变极调速，使用普通的减速起升机构
 
 
我国电机行业近些年来利用混合绕组理论，开发了多速变极电机，这为塔机行业解决了很大的问题，最有代表性的是YZTD多速鼠笼式电机。这是塔机上专用的特殊电机，有双速、三速、四速，以三速应用最广泛。它的特点是超动力矩大，而冲击电流比普通电机小，主要是在转子合金铸铝上下了功夫，增加了转子电阻。但是鼠笼式电机，仍然是特性偏硬，切换电流偏大，所以它在塔机上的应用受到功率的限制。在目前，YZTD多速电机功率一般不超过24kW，否则就不好用。
 
 
3、双速绕线电机带涡流制动，配普通减速机起升机构
 
 
该起升机构方案是前两种方案的组合，吸收其优点，去掉其缺点。绕线电机特性较软，是优点，但单速绕线电机，变速范围不够。双速绕线电机，换挡电流冲击小，所以其功率可以加大。双速绕线电机换挡电流的冲击值，双受转子绕组阻值影响，阻值大冲击值小，这就给转子设计提出一个问题，取多大阻值既能控制切换电流，又能保证切换力矩。对此有两种办法处理：一种是单滑环绕线电机，其转子绕组应用了混合绕组理论，预先埋下适当反绕线圈，增加电组值，以仰制高速下感应电势过大和电流过大，而在低速下靠串接外电阻来降速。这成功地解决了切换电流过大的问题，又在结构上减少了滑环数量，简化了控制系统。另一各办法是双滑环系统，不同极数下，转子各串各的电阻，而且外电阻可调，这样降低切换电流更有效，但结构复杂了，电机很长，控制系统也复杂一些。后者适用于功率较大的起升机构，如45——50kW，可以应用双滑环绕线电机。
 
 
4、电磁差动电机调速起升机构
 
 
实际上是两台电机机械上串联，其中一台电机的输出轴带动另一台电机的定子绕组旋转，当第二台电机定子绕阻通电时，又产生一个旋转磁场，如果两个旋转磁场方向相同，就增速；如果两者相反就减速，最后合成的旋转磁场速度才是真正的同步转速。两套定子绕组极数不相同总有差值，比如6极与8极，转速差不很大，就可以得到低速，实现慢就位。这种调速方式已试用成功的。但是组合出来的电机太长了，不好装配。而且成本较高。
 
 
5、差动减速机调速起升机构
 
 
此起升机构的差动减速机实际上是一套行星减速机构，它由输入齿轮（中心的太阳轮）、行星轮和外边的内齿圈组成（见图3－2－2），三者之中必须给定两个参量，才能确定第三个参量。通常的行星轮减速机，是太阳轮转速由电机确定，外边的内齿圈不动（也就是转速为零），这样输出轴转速就是行星轮的公转速度。如果我们不固定外边的内齿圈，而把它与卷筒相连，而把行星轮的公转速度由另一台电机带动，这样卷筒的速度就取决于两台电机的转速和相对的旋转方向了。同向相加，反向相减，形成差动。每一台电机都可以有正、反、停三个状态与另一电电机的某个状态相配，这样的组合就可形成多种输出速度。差动减速机调速效果好，但是其结构较复杂，成本较高。
 
 
6、调压调速起升机构
 
 
异步电机在每个电压下都有一根M—n特性曲线，也就是输出力矩和速度关系的对应曲线（见图3－2－3）。当在某一外负载下，也就是M一定，给电机输入某个电压，就对应有一个运行转速。只要改变电压，也就可以调速。这就是调压调速的原理。在现代，利用可控硅技术改变电压，以实现调压调速有一定的应用价值。但是要注意，一旦电压低于某个起吊载荷容许的最低值后，电机会一下子从电动机状态进入反转制动状态，即发电机状态；重物会突然下滑。而司机往往无法准确知道起吊的重量，这是很危险的。为此要设有不断的自动对比调整的控制系统，由速度反馈信息来修正电压值，以避免失控。
 
 
7、调频调速起升机构
 
 
交流电机旋转磁场的速度，既决定于电机定子绕组的极数，还决定于交流电的频率。频率越高，旋转得越快。N＝60f/p这里n是旋转磁场转速，也叫同步转速，f是交流电频率，p为极对数（2个极为一对）。因此改变交流电的频率，也就可以改变速度，这就是调频调速的原理。变频调速 ，不需要在变速中切换组，所以是最平稳的调速，对电网冲击很小。是最好的交流调速方案。但是，我们所用的工业用电，频率都是50Hz，也就是工频。怎么去改变频率呢？用可控硅先把工频交流电整成直流电，再把直流电按我们的需要速成不同频率的交流电，这就是变频器。利用变频器再配上变频电机就能实现变频调速。变频电机与普通电机的差别是，变频电机要在高频和低频下工作。有的大塔机上用的可逆式变频是最高级的无级调速方法，又能节能，但是要两套变频器，成本更高。
 
 
㈢、起升机构的制动器
 
 
起升机构的制动器要求可靠耐用，因为制动性能的好坏直接影响安全和就位的准确性。我国现有的起升卷扬机，大体有以下几种制动方式：
 
 
1、电磁抱闸式（也叫电磁铁制动器）
 
 
它是由弹簧力锁紧闸瓦，抱住制动轮。电磁线圈通电，弹簧压缩，松开闸瓦，让电机旋转。这种制动器是用得最广，也是卷扬机上用得最多的制动器。但是随着起重量的加在，它已经适应不了要求，可靠性降低，塔机上已用得不多。
 
 
2、液压推杆制动器
 
 
液压推杆制动器常用于塔式起重机的起升、变幅和小车牵引等机构。如图3－2－4所示，制动瓦依靠主弹簧作用抱住制动盘。当工作时，和工作机构电动机同时启动的推动器电动机驱动电液泵工作，液压推动器活塞杆上升，克服主弹簧作用力，推动杠杆使推杆移动，促使制动瓦松开。当工作停止时，推动器电动机停止转动，电液泵也停止工作而失去压力。在主弹簧力的作用下，活塞下落，推杆回位，使制动瓦重新处于制动位置。在起升机构上，这种液力推杆制动器应用最多，工作可靠。
 
 
3、盘式制动器
 
 
是一种由电磁铁控制的圆盘形端面摩擦制动器，常常装在电动机的尾部，不再要制动轮。它结构紧凑，但是制动力矩小，而且易于磨损，在起升机构上不适用，容易打滑。可用水平移动的牵引机构。
 
 
4、锥形转子电机制动器
 
 
锥形转子电机制动器是锥形转子电机特有的功能。其尾部带有一个梯形截面的制动盘。当断电时，靠弹簧力推动转子轴向移动，梯形盘斜边压紧锥面产生制动；当通电时，电机电磁力自动压缩弹簧，使制动盘离开制动面，解除制动。它不需要另加电磁线圈，而且制动力矩比平面的盘式制动器好。小的起升机构，或用蜗轮蜗杆减速机的卷扬机构，常采用此电机。
 
 
起升机构最怕低速档下烧电机。为什么低速挡下容易烧电机呢？原因有两方面：其一是低速挡电机转速慢，自带风扇没力量，散热条件差；其二是低速挡功率因数低，相对发热要有所增加。特别是双速绕线带涡流制动的电机，它的低速是涡流制动器强行拉下来的，所以电机处于高负荷大电流下工作，发热更为严重。正因为这样，塔机起升时严禁连续使用低速档。一般低速挡单次连续运行不得超过40秒，10分针内多次运行累计时间不得超过1.5分钟。由于缺乏实用知识，不懂得为什么低速档要限时间，烧坏的电机较多。有的驾驶员以为低速挡最平稳、最安全，不想轻易打入中速或高速，特别起升高度不大时，就只用低速挡，这是很错误的概念和作法。为了防止低速档烧电机，有的电机加了强制通风散热或热敏元件，但这要增加成本、增加控制线路。所以对操作人员加强培训，才是最好的办法。
 
 
三、回转机构
 
 
塔式起重机是靠起重臂回转来覆盖其工作面的。回转支承实际上是一个既承受正压力，又承受弯矩的大平面轴承。上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上。装在上支座上的回转机构的小齿轮与固定在下支座上的回转支承的大齿圈啮合，带动回转上支座相对于下支座回转运动。
 
 
回转机构要提供足够的动力，推动回转上支座及其以上所有组成零部件进行回转。由于塔机回转惯性很大，回转起、制动时往往会有惯性冲击。为了保证回转平稳，回转机构工作特性要软，回转加速度一定要小。通常回转机构由回转电动机、液力偶合器、回转制动器、回转减速机和小齿轮等组成。大体构造参见图3－3－1。本节我们分别于以介绍。
 
 
㈠、回转电机及其调速性能
 
 
现代塔机的回转调速，主要就靠电机调速。至今为止，回转电机调速的办法大体有以下几种方式：
 
 
1、多速鼠笼电机变极调速方式
 
 
这种方式早期的小塔机用得较多。它成本低，操作也简单。但是鼠笼式电机特性太硬，起动力矩大，故起动和换档时加速度大，会产生抖动。所以必须靠液力偶合器来缓冲。
 
 
2、绕线式电机串电阻调速方式（大一点的塔机还加上涡流制动器）
 
 
这种调速方式是目前我国应用最广泛的回转调速方式。特性较软、冲击也较小、调速范围较大，但成本比鼠笼式要高。小塔机可不加涡流制动器，以降低成本。但不加涡流制动器的回转机构，停车时惯性溜车时间较长，这是缺点。
 
 
3、电磁滑差无级调速方式
 
 
电磁滑差无级调速由鼠笼电机带动一个电磁滑差机构的铁芯旋转，其内有一个直流线圈产生一个定向磁场，铁芯切割磁力线会遇到制动阻力。改变直流电的大小，磁场变化。阻力矩也会随之改变，从而可以调整输出转速。但这方法断电后惯性溜车难于控制，所以应用也不广泛。
 
 
4、降压无级调速方式
 
 
降压调速原理在起升机构一节已介绍过，电压降低，电动机输出力矩就小，转速降低。但要停车时，仍无法控制惯性力矩引起的溜车，所以推广应用也困难。
 
 
5、变频无级调速方式
 
 
变频无极调速起动用低频，起动速度慢，冲击力小，一步步加大频率，回转步步加快很少有冲击。要停车时，先一下切换到低频，但不要断电。这时惯性旋转速度会超过低频旋转磁场速度，电动机会产生发电机制制动效应，使用回转机构较快的停车，最后再断电。如停车时一步步打回低频，不仅没制动效果，而且可能会产生振摆，因为惯性转速与变频旋转磁场转速不相适应，电机时而处于电动机状态，时而处于发电机状态，会发生振动。如果处理不好，停车效果并不会好。
 
 
回转与起升不同的是：回转一定要处理好慢性溜车问题。起升可以急刹车，而回转绝不能急刹车。为了减少惯性溜车、一般可用涡流制动器，因为它产生的阻力矩较为平缓。但加涡流制动器总要增加成本，对小塔机不好办，建议可以在定了绕组里人为加一个直流电，可起制动效应。而且用时间继电器定时切除直流电。或者使用点动按钮，人为控制直流电加入绕组的时间也可。
 
 
㈡、液力偶合器
 
 
液力偶合器是由合金铝制作的泵转和涡轮组成，中间灌注液压油。它属于软联接动力式的液力传动装置，结构如图3－3－2所示。工作原理如图3－3－3所示。它的作用主要有两个方面：其一是软化传动特性，使输入和输出之间有微小的转差。这样电机起动力矩不至于一下子输入到减速机，产生过大的冲击；其二是当有两台回转机构同时并联工作时，可以协调其负载比较平衡。不至于转得快的负载很大，转得慢的负载轻。因为有了液力偶合器，负载大的可以变得慢些，负载轻的可以变得快一点，就平衡了。但若转速过低，液力偶合器效率就很低，有时甚至不会动。所以若有调频电机，就不要再加液力偶合器，以免低速下带不起来。
 
 
㈢、回转制动器——关键在于工作时间的制动
 
 
1、回转电磁制动器
 
 
回转电磁制动器是常开式的，也就是通电时制动。一般在回转过程中，是绝对不许使用回转制动器减速制动的。因为那样会使塔身剧烈扭摆。只有臂架回转运动停下来之后，如果要定点下放或提升重物，又怕风力吹动臂架，才可以打回转制动。但此工作完成后，一定要打开制动器。所以回转制动器又称“止动器”。
 
 
2、回转液压制动器  又称回转液压止动器。其作用是：在回转机构电源切断后，当起重臂在惯性力的作用下继续转动时，可阻缓起重臂的转动，使其准确就位，并保持静止不动。而当起重臂已经就位时，它能克服风力的影响，使臂架保持原位停止不动。常用的回转液压制动器是脚踏式液压止动器，其优点是：能根据需要准确停止，动作平稳，制动影响轻微。
 
 
如图3－3－4所示，回转液压止动器动作原理是：踩下脚踏板1,压力传送器4将高压油经油管5送人工作油缸，使止动器的止动臂上端向外撑开，制动盘被抱住。脚踏板松开，在弹簧作用下，止动臂上端内收，制动盘松开。
 
 
㈣、回转减速机
 
 
回转减速机是回转机构的关键组成部分，它既要减速，又要承受小齿轮轴传来的集中反力，这个反力简化到减速机中心，是又弯又扭。由于塔机回转惯性冲击很大，臂架越长就越严重，故反力也大，弯矩过大容易打坏轴承，或压裂机壳；扭矩过大容易打坏齿轮。回转机构的安装要求很紧凑，所以多采用专用减速机。塔机回转速度多在0.4—0.8r/min的范围内，所以回转减速机减速比很大，常常是140—280的范围内。这样的减速比只能多级减速。早期采用2级减速的摆线针轮较多。但它受不了大的弯鸹和扭矩冲击，损坏较严重。只有用小塔机上还可以。现在塔机，多用行星齿轮减速机，而且是多级减速，输出轴为双轴承，机座伸得较长，抗弯能力也较好，可靠性大大增加。但是有些简易塔机，为了降低成本，还有用蜗轮蜗杆减速机的。由于蜗轮蜗杆的自锁，在不工作时它不能自由回转，就会增加额外的风载，所以这是不合适的。
 
 
四、小车变幅机构
 
 
现代塔机绝大多数都采用小车臂架的形式来实现变幅。也就是由小车变幅机构牵引载重小车，在臂架上往复运动，以实现吊钩和重物工作幅度的改变，所以变幅机构也叫牵引机构。
 
 
小车变幅是一种水平移动，移动的对象为小车、吊钩和重物。既是水平移动，所以功率消耗不太大，而且变幅惯性力远不及回转惯性那么大，故小车变幅机构是比较小的一候机构。它通常装在臂架里面，由电机、减速机、制动器、卷筒和机架组成。但若用蜗轮蜗杆减速机，由于其自锁性，断电后能自动停车，不会过多溜车，故也可以不再回制动器。
 
 
㈠、小车变幅机构的构造形式
 
 
现有塔机的变幅机构，构造形式也较多，有匚形布置、立式L形布置、一字形布置、减速机内置式、机电合一的电动卷筒等。大体方块示意图可参见3－4－1.
 
 
㈡、小车变幅机构的调速
 
 
对于小塔机来说，由于臂架不很长，速度不必太高，小车变幅调速 问题并不突出。但随着机臂长的增加，变幅速度也要求越来越高，为了减少重物摆动，调速问题也就变得越来越重要了。由于变幅机构功率较小，在调速问题上没有起升机构那么多文章可作，现有的调速方式大体有：
 
 
1、变极调速多采用双速鼠笼式电机。比如说4/8极双速电机，低速25m/min，高速可达到50m/min，这也就够了。小电机再增加速度档次很困难，而且每增加一档，电控也要复杂化，成本抬高。变幅不需要慢就位，用双速电机也就够了。
 
 
2、变频无级调速变幅机构功率不太大，电流小，所以变频器并不太贵。而且变幅调速不像起升机构那样要求很低的慢就位速度，调整范围不必很大。变幅运动惯性也不很大，停车可以制动；不像起升机构下放重物和回转停车那样有发电机效应。这就不考虑能耗制动问题。所以实现变变频调速比较容易。凡要求变幅速度超过50m/min以上的塔机，采用变频调速还比较经济。
 
 
五、液压顶升系统
 
 
液压顶升系统用于自升塔式起重机塔身的顶升或拆降。液压缸设在塔身一侧的，称为侧顶升系统。液压缸设在塔身节内的，称为中央顶升系统。现以QT80A型塔式起重机液压顶升系统为例，简述如下：QT80A型塔式起重机采用侧顶升系统，由液压泵、液压缸、控制元件（平衡阀、换向阀）和油箱、滤清器以及管接头等组成。液压泵、液压缸和控制阀均设于顶升套架的一侧。顶升时，由起重吊钩吊起标准节送进引进小车梁上，然后开动电动机驱动液压泵，输出压力油使液压缸活塞杆上伸，顶起套架上部结构，操纵爬爪卡在标准节踏步上，支持上部重量，缩回活塞杆，让活塞杆头的横梁支到上一节踏步上，再次顶升。如此经过两次工作循环，便可接高一个标准节。可见顶升工作的核心在于液压系统。下面，对其结构、原理作一简单介绍。
 
 
㈠、液压元件简介
 
 
塔机液压顶升系统中的主要元器件是液压泵、液压油缸、控制、油管和管接头、油箱和液压油滤清器等。液压系统的图形符号见附录八。
 
 
1、液压泵
 
 
液压泵和液压马达是液压系统中最为复杂的设备。液压泵把油吸入并通过管道输送给液压缸或液压马达，从而使液压缸或液压马达得以进行正常运作。润唇泵可以看成是润唇系统的心脏，是液压能源元件。
 
 
液压泵按构造可分为：齿轮式液压泵、柱塞式液压泵和叶片式液压泵。塔机上的液压系统主要采用齿轮式液压泵和柱塞式液压泵，以齿轮式液压泵应用较为普遍。齿轮式液压泵简称齿轮泵，主要由装在壳体内的一对互相啮合的齿轮组成，其中一个是主动齿轮，另一个为从动齿轮。
 
 
我国塔机液压顶升系统采用的液压泵大都是CB－G型齿轮泵，CB的为齿轮泵的代号，G表示固定的轴向间隙，工作压力为12.5—16MPa。
 
 
齿轮泵的构造如图3－5－1所示。
 
 
2、液压缸
 
 
液压缸是液压系统中的执行元件，主要用来实现直线往复运动。
 
 
⑴液压缸的类型：按液压作用情况来分，有单作用缸和双作用缸；按结构式则又可分为活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸等。塔机上采用的是双作用活塞缸。
 
 
双作用活塞缸：它又有单活塞杆和双活塞杆之分。双作用单杆活塞缸是建筑机械应用最广泛的一种液压缸，它是双向液压驱动，两个方向均可获得较大的工作力。
 
 
⑵液压缸的构造
 
 
双作用单活塞杆液压缸构造如图3－5－2所示。
 
 
3、控制元件
 
 
在液压系统中，需要有各种不同功能的控制元件来操纵和控制工作油液的流向、压力和流量。根据控制职能的不同，液压控制阀可分为：
 
 
⑴溢流阀和安全阀
 
 
溢流阀有球形和锥形两种，如图3－5－3a所示，它作用是限制量高压力来防止系统过载，如图3－5－3b所示的安全阀是用于维持系统压力近似恒定，如图3－5－3c所示的溢流阀，安全阀和溢流阀的工作原理相同，但职能有所不同。安全阀起安全保护作用，当液压泵出油口的油压升高超过限定值时，安全阀便自动开启，使压力油经安全阀流回油箱，保护其液压件不致损坏。
 
 
⑵平衡阀
 
 
又名限速阀，其作用是限制负载下降速度，防止工作机构在负载的作用下产生超速下降，保持平衡下降和微动下降。平衡阀的工作原理如3－5－4所示。
 
 
自升塔式起重机顶升接高的液压系统中，在液压缸出油口上都设有1－2个平衡阀，其作用是保证液压缸活塞杆伸缩的平稳，防止因自重载荷影响或因油管破裂而使油缸超速下降造成事故。
 
 
平衡阀从结构上可分为锥阀式、滑阀式和组合式三种。塔式起重机上用的多是组合式平衡阀。
 
 
⑶节流阀
 
 
节流阀的作用是调节液压系统中的油液流量，使执行元件以一定速度运动。
 
 
⑷单向阀
 
 
又名止逆阀或止回阀。其作用是保证油液只能朝一个方向流动，不能变更方向。单向阀由阀体、阀芯和弹簧等组成。单向阀的阀芯有球形和锥形两各，如图3－5－5所示。锥形单向阀的阻力小，密封性能好，因而应用较广。
 
 
⑸换向阀又称分配阀或换向滑阀。由阀体、滑阀、弹簧和手柄等组成。其作用是控制油液的流动方向，通过改变滑阀在阀体中的位置来接通不同的油路，使油液改变流向。从而改换执行元件的运动方向。
 
 
换向阀控制方式的不同可分为：手动换向阀、液动换向阀、电磁换向阀和电液换向阀。按油路相连通的油口（“通”）数和阀杆在阀体中的不同工作位置（“位”）数，又可分为：二位二通阀、三位二通阀、三位三通阀和三位四通阀等。塔式起重机液压顶升系统和液压立塔系统所采用的多是手动三位四通换向阀。如图3－5－6所示。
 
 
4、辅助装置
 
 
液压系统的辅助装置包括密封件、油管及管接头、滤油器、蓄能器、油箱、冷却器、油压表等，这些元件或装置从液压传动的工作原理来看是起辅助作用，但从保证完成液压系统传递力和运动的功能来看，却是非常重要和必要的。
 
 
㈡、液压顶升系统的工作原理
 
 
1、以QT80A型塔式起重机液压顶升系统为例，说明液压系统的工作
 
 
图3－5－7为QT80A型塔式起重机顶升系统油路图。在此系统中，顶升过程及动力传递路线是：接通电源，JO2－51－4－T2型电动机开动，带动CBGF1018型齿轮泵。输出油压为14MPa，流量为18L/min的压力油，经过高压油管至手动三位四通换向阀34SM－B1OH－T。在液压泵输出端至换向阀之间装有一只Y60型压力表，用以监测油液压力。手动换向阀用以控制进油和回油方向。液压油自手动换向阀排出后，经过平衡阀BY101输入液压缸中去进行活塞杆的升降动作（即活塞杆的伸缩动作），从而完成一个顶升循环。液压缸的高压油腔连接有平衡阀，其主要目的是防止系统突然发生事故（如管路炸死，突然停止供油或泄漏），活塞杆不致因塔式起重机上部载荷作用而产生超速下降。此外，在手动换向阀并联回油箱的管路中间，还装有一只YF－B10H型溢流阀。除确保安全工作外，还可调节和稳定系统压力。在液压和手动换向阀的回油箱管路中，装有50目的滤油器，以保持液压油的洁净。
 
 
QT80A型塔式起重机液压系统的主要技术参数是：额定压力16MPa，流量18L/min，最大顶升为62.4KN，最大顶升行程1.6m，顶升速度0.684m/min，下降速度1.15m/min。
 
 
2、介绍七种不同塔机液压顶升系统控制回路图。见图3－5－8。
 
 
㈢、液压系统的正确使用
 
 
1、保证液压油的质量和性能
 
 
⑴选用液压油必须符合技术要求。一般对液压油的基本要求是：要有适当的粘度，良好的润滑性和化学稳定性；酸值低，对机件无腐蚀作用，也不会引起密封件的变形膨胀；不含有容易产生气体的杂质，燃点高，凝固点低，满足安全防火要求。
 
 
⑵液压油必须保持清洁，严防机械杂质和水分混入油中。油中混入水分后，将使油液逐步乳化，失去原有的优良润滑性能，并加速油液劣化，增加酸值和沉淀物，对金属起腐蚀作用。因此，当油中混入的水分超过限度时，就应换油。油中若混入机械杂质，对液压系统危害更大。因此，更换的新油要先沉淀24小时，只用其上部90%的油，加入时要用120网目以上的滤网过滤。如采用钢管作输油管时，必须在油中浸泡24小时，使其内壁生成不活泼的薄膜后方可安装。在使用过程中，要定期检查油质，发现劣化严重时应及时更换。
 
 
⑶要严格控制油温。液压油在运转中温度一般不得超过60℃，如温度过高（超过809），油液将早期劣化，润滑性能变差，一些密封件也易老化，元件的效率也将降低。因此，当油温超过80℃时，应停止运转，待降温后再起动。冬季低温时，应先预热后再起动，油达到30℃以上才能工作。
 
 
2、正确使用液压系统各种元件
 
 
⑴油箱必须保持正常油面，勿使滤油器露出油面。如油管和液压缸容量很大时，不仅要加入足量的油，而且要在液压泵起动后，当一部分油进入管路和液压缸的情况下，再一次向油箱补油。
 
 
⑵吸油滤清器的网目，一般应在100－200目以上，其通油面积必须大于吸油管截面积的100倍。油箱上的空气滤清器，液压系统的冷却器、压力表等必须正常。
 
 
⑶油路必须连接牢靠严密，不进气、不漏油。弯管的弯曲半径不能过小，一般钢管的弯曲应大于管径的三倍。
 
 
⑷对液压泵和液压马达采用挠性联轴器驱动时，其不同心度应不大于1.1mm。液压泵和油马达的进、出油口和旋转方向都有标明，不得反接。其转速是根据其结构等特性而定，不得随意提高降低。
 
 
⑸对各种控制阀的压力，必须严格控制，使用时要正确调整，如溢流阀的设定压力就不能超过额定压力。
 
 
⑹对蓄能器的拆装更应注意，当装入气体后，各部分绝对不准拆开或松开螺钉。拆开封盖时，应先放尽器内在存气，在确定没有压力后方可进行。移动和搬运时，也应将气体放尽。
 
 
⑺当需拆除液压系统各元件时，务必在卸荷情况下进行，以免油液喷出伤人。
 
 
六、安全保护装置
 
 
塔式起重机是高空作业设备，本身又高，覆盖面又大，臂架活动区域往往伸到非施工面范围，加上操作人员和安装人员常常高空作业，所以安全要求很高。除了施工现场要有严格的安全施工规程以外，在塔机体上，也设置了一些安全保护装置。在塔机使用中，用户应该保证这些安全保护装置正常发挥作用。任何忽视安全机构的作法都有可能引起重大事故和损失。
 
 
㈠、安全装置的结构和作用机理
 
 
1、起重力矩限制器
 
 
起重力矩限制器是用来限制塔机的起重力矩。在塔机型号介绍中，我们已经讲过，塔机的型号是以其主要参数起重力矩来划分的。一台塔的额定起重力矩是以其基本臂长（m）和相应起重量（t）的乘积来定义的。起重力矩是最重要的主参数。超力矩起重是最危险的事情，弄得不好，会导致机毁人亡。故塔机上必须设力矩限制器，当接近危险工况就报警或断电，不容许塔机超力矩使用。国标要求，当起重力矩大于相应工况下额定值并小于额定值的百分之一百一十时，应切断上升和幅度增大方向的电源。但机构可做下降或减小同谋方向的运动。对最大变幅速度超过40m/min的塔机，在小车向外运行时，当起重力矩达到额定值的百分之八十时，应自动转为低速运行。这就需要使用起重力矩限制器。
 
 
由于对于力矩限制器不重视、不理解，往往导致严重后果。曾经有这么一个工地，他们买了一台较小的塔机，在安装好后，厂方帮他们调好了安全机构，一切工作正常，工地在产品移交文件上签了字。后来用这台塔机吊水泥罐浇混凝土，在臂端吊时，刚好超过额定力矩，这样会报警停电。于是工地上认为力矩限制器碍事，就把它短路掉。用了一个多月也没事，他们更认为没什么了不得。可是有一天大清早就忙于加班，雾茫茫看不清，吊钩钩住别的东西也不知道，就一个劲起吊，直到把塔帽拉弯、臂架下斜了才发现。好危险！幸好没造成倒塔。工地开始怪塔帽强度不够，不认为自己有什么过错。后经多方论证提问，为什么强度不够在开始那么长时间没有表现？而是突然拉弯？而且出事故时没有报警？工地后来承认把力矩限制器短路一事。此次违章虽没造成大事，但也误了好几天工才修复。驾驶员没有受伤，但教训是深刻的。类似事件常有发生，值得引起高度注意。
 
 
力矩限制器的构造有多种多样，但现在用得最多的是机械式力矩限制器。机械式力矩限制器反应很直接，不必经过中间量的换算，所以灵敏度可以满足应用要求，也不很娇气，这是它能得以推广应用的主要原因。
 
 
上回转塔机的力矩限制器一般装在塔帽的主弦杆上。其构造是两块弓形板相对，形成一个菱形，如图3－6－1所示。菱形的长对角线两端有两块连接板，可以直接焊到主弦杆上；短对角线方向，有一对支板，分别安装有限位开关和触动头的调节螺栓。菱形边长与长对角线的夹角很小，见图θ角。当塔机起吊时，主弦杆的应变与轴向力成正比，力矩限制器所覆盖的一段主弦，其变位△y与起重力矩成正比。但是主弦杆很刚硬，这个变位△y很小，直接用它来带动限位开关触头是不灵敏的。可是在菱形变位时，短对角线长度变位△x则较大。△x＝L·dsinθ/dθ·△θ＝L.cosθ·△θ，而△y＝L·d.cosθ/dθ·△θ=L·sineθ·△θ, △x/△y=ctgθ，△x＝ctgθ·△y，当θ很小时，ctgθ是很大的，所以微小的△y，可以引起一个较大的△x值。这个变位值足可以用来带动限位的开关的触动板。从上面这个分析可心看出，△x与△y不是成正比，而是非线性。因为只头发限制值，并不关心的全行程变化规律，所以这是没有什么关系。不过对于力矩显示器，这条非线性曲线应当用近似办法加以处理。这个处理并不难。应提倡推广力矩显示器，使操作人员随时心中有数。