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关于自动平衡式建筑塔吊设计研究 　　【摘 要】随着我国建筑业的飞速发展，使得塔吊的应用极为广泛，但也伴随很多事故的发生，给国家和个人带来很多损失。因此，急需寻找和设计一个在工作中能自动掌握平衡的建筑吊塔的设计方案。 【关键词】自动；平衡式；建筑塔吊；设计分析 塔吊是现代化下各类工业和建筑业应用的主要机械，主要是由于其在起升高度和工作完成质量上有较大的优势。建筑塔吊的倒塌事件相对来说，发生的比较频繁，不仅严重威胁着人们的生命财产安全，同时不利于建筑事业的有效进行，影响国家经济的发展进度。本文主要通过对其倒塌原因进行分析，论述自动平衡式建筑塔吊的合理性和实用性，及对我国建筑事业的正面影响，充分肯定自动平衡式建筑塔吊的优越地位。 1 自动平衡式建筑塔吊的原理 透过分析，这类倒塌事件主要是因为塔吊在吊起重物转动时，被吊物体的重力作用使得塔吊在扭转过程中出现一定的阻力，并失去平衡，当这种阻力达到一定程度，即塔吊自身的承受力时，就会直接造成塔吊的损坏，进而发生倒塌。针对这一具体原因，一种自动平衡式的建筑塔吊出现，在工作中能自动调整和适应平衡力，这需要有效的考察和分析各种因素，包括塔吊工作力臂的大小、起吊重物的大小等，具体做到令塔吊在工作时具体调节平衡重物的作用力，并做到与塔吊自身所能承受的工作力相适应。 塔吊工作的稳定性需要塔吊保持较好的平衡状态，做到工作力矩与平衡力矩相等。即实现Wg乘以Lg等于Wp乘以Lp，Fg等于Fp。其中Wg和Lg均为变量，Wp为常数。当Wg和Lg发生变化时，就要根据需要适当调节Lp的数值，即平衡力臂的大小，尽可能的做到工作力矩与平衡力矩一直保持或接近一致的状态，这样就确保塔吊在工作时能保持平衡，不会因外力作用而出现扭曲等现象。进而减少塔吊倒塌事件的发生。 2 平衡式塔吊具体方案的设计 当塔吊开始吊起重物时，工作力臂上的传感器的输出数值大于平衡力臂上传感器的数值，这种数值的偏差通过仪表放大器放大之后驱动平衡力臂调节电动机转向，使得其朝着力臂增大的方向移动，伴随着平衡力臂的变化，两个力臂的传感器的输出值会减小一定的偏差，并逐渐接近一致。当需要调节工作力臂时，由于工作力臂直接影响着工作力矩数值的变化，使得工作力臂上的传感器输出数值大于平衡力臂上传感器的数值，两个力矩的数值偏差通过放大器放大之后驱动平衡力臂的增大，并逐渐的对工作力矩和平衡力矩的差距进行修改，直到非常接近。 我国塔吊的发展现状 载荷状况是考验塔吊能否正常工作的基础资料，包括两方面因素，起重量和幅度。塔吊的其中原理是力臂与力矩之间的关系。建筑施工中使用的塔吊大多只能承受一吨的起吊荷载量，对于施工速度等影响很大，因此若能增大塔吊的远端起吊荷载，保证塔吊正常使用，在提高相关的工程质量和生产效率方面都会有很大成效。由于起重力臂的水平位置应该小于h除以100，h为塔身与起重力臂连接处到支持塔身的作用平面的垂直距离。塔吊自身的载荷状况可以维持整个工序的有效进行，保证工程质量的有效完成。 随着我国经济的发展，钢材质量有了进一步改善，为了增大目前钢材的截面，选用强度较大的钢材进行塔身完善，使得塔吊的稳定性能够更进一步。而针对相同横截面的杆件，由于不同的长度，所能承受的压力也不同。长杆在稳定性方面无法发挥好的效果，所以要适当加强杆件的承受能力。当风以垂直角度向塔吊臂架吹来时，会使得塔吊自身产生扭转，把这扭转分解到塔吊的四面支架上，各支架的腹杆会产生一个与风载荷大小、风心作用点到机身的水平距离成正比的回应力。另外，臂架自重力在回转时会使塔身腹杆也产生一个回应力，并且与上述部位的幅度成正比。因此，自动调节臂架时要注意幅度，避免垂直风造成的机身腹杆的稳定性失调，仅为导致塔吊的损坏。当风顺着塔吊的臂架吹来时，塔吊处在幅度最小的位置式，风载作用会使塔吊的臂架以臂架根部为中心产生一定的后倾弯矩。而如果此时塔吊为空钩，风载超过了规定可以接受的数值后，后倾弯矩将会超过臂架重力作用的前倾弯矩，是整个臂架向后倾斜，像这种没有防后架后倾装置的塔吊臂架，一定会无法承受阻力而损坏，甚至导致整个塔吊的倾倒。当作用在塔吊上的各项载荷相对周边的力矩之和大于零时，吊塔的稳定性可以维持在一个相对良好的状态。相对起吊重量的规定，塔吊的自重力对周边的力矩为稳定的力矩，起升荷载和臂架后的风载荷对周边力矩之和为倾覆力矩。对于为载物的塔吊来说，其自重力对倾覆边的力矩稳定，迎面风产生的力矩为倾覆力矩。塔吊在设计过程中，为了最大限度的满足整体稳定性的要求，基本定向的认为塔吊的自重力的合力中心为偏后位置，这就会造成空载时塔吊有后倾的趋势，当这种风载达到一定的强度，重心后置的塔吊自重力产生的稳定力矩在倾覆力矩的客服上有心无力，长此以往，一定会造成塔吊的倒塌。