邓佐林，杨雨航

（中山市节节高机械设备有限公司，广东 中山 528400）

1 工作概况

随着我国经济的快速发展，基础设施建设也突飞猛进，塔式起重机（以下简称塔机）在建设工程中大量使用，是解决施工过程中建筑材料的垂直和水平运输不可缺少的大型机械设备。

高层建筑物所使用的塔机是随建筑物增高而逐渐增加高度的，自升式塔机是最常用的，它的升高是通过顶升套架上的液压顶升系统来实现，即由顶升油缸活塞杆上的顶升横梁落入塔身上的顶升踏步的槽内，开启液压系统致使顶升油缸工作将顶升力传递到套架，托起塔机回转总成、塔尖、平衡臂总成、起重臂总成、起升机构、变幅机构等，在此过程中两个踏步在顶升过程中承受着巨大的压力。通过套架顶起塔机上部再加装或拆减标准节加节来实现塔机高度的变化。如图1所示为顶升加节示意图，即当套架托起回转总成一个标准节身位后，引进固定一个标准节至塔身上，使塔机增加一个标准节的高度。

图1 顶升加节示意图

由于塔机在顶升加节或者降节过程中，塔机上部的重力全部通过顶升横梁作用在塔身踏步上，顶升横梁是否安全可靠的落入踏步内取决宇塔机安装工人为因素，往往因为安装工在顶升过程中如有操作不当，使顶升横梁没有稳妥落入踏步的弧形槽中，致使在顶升过程顶升横梁从踏步上脱落发生因“墩塔”而引起的群死群伤重大安全事故时有 发生。

2 防脱装置方案设计

为杜绝上述事故的再度发生，2008年8月国家质量监督检验检疫总局与国家标准化管理委员会发布的《塔式起重机》GB/T 5031-2008（2009年2月1日实施），明确了塔机爬升装置要具备防脱功能。

在2009年标准实施之前生产的没有设置防脱装置塔机，目前仍在大量使用，装拆过程中存在一定的安全隐患。针对这部分的塔机，为保证其在安装与拆卸过程中的安全、可靠，我们提出了一个加装了防脱装置的方案。

结合图2来描述防脱装置及其工作原理：

图2 顶升机构防脱装置工作原理

如图2所示，在顶升横梁两端（两端对称，图上仅绘出1端）上面分别焊接短轴，短轴上安装有防脱钩，短轴顶部穿装开口销以防止防脱钩脱离短轴；防脱钩上设计有销轴孔，在短轴的轴肩上相应位置设计有2个销轴孔，在两销轴孔分别对应防脱钩位于工作位与非工作位时，与防脱钩上销轴孔之间穿装销轴，以固定防脱钩的位置。

图2所示防脱钩位于工作位时，顶升横梁两端防脱钩两相互垂直竖直面贴近两塔身主弦杆的两内侧面，这样就约束顶升横梁相对于塔身水平轴两个方向平移的自由度、竖直轴向旋转自由度即水平纵向轴旋转自由度，竖直方向平移自由度由踏步顶面及顶升横梁重力约束，水平横向轴旋转自由度则由顶升横梁重力及油缸顶升力约束，约束了顶升横梁相对塔身的这6个自由度，就能够确保顶升横梁相对塔身踏步不会滑脱，从而杜绝“墩塔”事故 发生。

加装了防脱组装的塔机，在顶升加节时的操作程序是：

（1）检查液压系统，待一切正常。

（2）设专人检查确认顶升横梁两端圆柱落在踏步弧位，拔出防脱装置销轴，旋转防脱钩，使其钩住标准节主弦杆，并插上销轴给其固定位置，两端做法一致，确认无误后通知顶升。

（3）开动液压系统，使活塞杆伸出，将爬升架及其以上部分顶起10～20mm时停止，检查顶升横梁、爬升架等传力部件是否有异响、变形，油缸活塞杆是否有自动回缩等异常现象，确认正常后，继续顶升。

（4）顶起约1.6m，并使爬升架上的爬爪位于对应的踏步上方，停止顶升，并回缩油缸，使爬爪落在踏步上。

（5）确认两个爬爪都准确地落在踏步弧位上并承受住爬升架及其以上部分的重量后，拔出防脱装置上销轴，旋转防脱钩至顶升横梁上方，并插上销轴给其固定位置，两端做法一致。

（6）将油缸活塞全部缩回，顶升横梁上升，确认落在上方最近的1组踏步弧位内，重复前述2操作，使顶升横梁两端防脱钩钩住标准节主弦杆，并插上销轴给其固定位置，确认无误后进行下一次 顶升。

3 结束语

加装防脱装置的塔吊，经过一段时间的试用，达到了预期效果。总结如下：

（1）结构简单。仅在顶升横梁两端各安装1套防脱装置，每套防脱装置仅有两个主要零件，即短轴与防脱钩，外加用于定位的销轴及开口销。

（2）安全可靠。当顶升横梁两端搁置在踏步的弧位上，将防脱钩钩住塔身主弦杆且插入销轴，即能够确保顶升横梁在踏步上的位置不会脱落，安全可靠。

（3）操作方便。当顶升横梁落到踏步上，在检查确认时，只需拔出销轴，旋转防脱钩使其钩住塔身主弦杆，再插入销轴（零一端操作相同）即可。

（4）经济实用。本文所提到的防脱装置，零件数量少、体积小、结构简单、成本低廉。

目前生产的塔机的防脱措施大都是在踏步上加工1个孔（或开槽），顶升横梁上增加一零件，在其上相应位置也加工1个孔，待顶升横梁落到踏步上的弧位后，在踏步的孔（或槽）与顶升横梁上零件的孔中穿入销轴来防止顶升横梁从踏步上脱落。为保证踏步上加工孔（或开槽）后不降低其强度，那么踏步外形尺寸必然要相应加大，用料也就增加，每台塔机有几十个标准节，每个标准节上有4个踏步，这么多个踏步用料及加工孔（或开槽）的费用可想而知，相比之下本文提到的顶升横梁防脱方案不失为更好的选择。