塔式起重机提升电机更换

超高塔式起重机提升电机更换技术研究小组名称：山东天齐集团淄博分公司QC小组小组类型：创新型二零一二年三月目录•七、按对策表实施•C检查阶段•八、确认效果•A总结阶段•九、标准化•十、总结及今后打算•一、工程概况•二、小组简介•P计划阶段•三、选择课题•四、设定目标•五、提出各种方案并确定作家方案•六、制定对策表•D实施阶段一、工程概况淄博市高新区先进陶瓷创新园研发综合楼工程，位于淄博市柳泉路与济青高速相交立交桥桥南路西，是集办公、实验、会展中心于一体的综合研发楼。该工程建筑面积181163平方米，由A、B塔楼及裙房组成。其中地下建筑面积13936平方米，地上建筑面积167227平方米。塔楼楼地下2层、地上24层，建筑高度为97．500米，框架核心筒结构；裙房地下2层、地上5层，建筑高度27.25米，框架结构。施工平面布置图A、B塔楼分别设QTZ63塔机各1台。现场平面布置图如右图所示：二、小组简介小组名称山东天齐集团淄博分公司QC小组成立时间2010.8.26活动课题超高塔式起重机提升电机更换技术研究活动时间2011.9.12~2011.9.30课题类型创新型小组人数10人参加率100%姓名年龄学历职称职务小组分工郭朋42本科工程师组长组织协调郭能刚36本科工程师组员技术支持张聪28专科助理工程师组员技术支持刘凯35专科助理工程师组员分析实施付泗义40专科助理工程师组员分析实施宗学38专科助理工程师组员分析实施罗大永36专科助理工程师组员分析实施王小明27本科助理工程师组员分析实施刘思峰38专科助理工程师组员分析实施田冰洁24本科助理工程师组员资料整理制表：田冰洁日期：2011.9.13三、选择课题近年来，随着建筑业的快速发展，高层、超高层建筑越来越多，超高、超大起重力矩的塔式起重机的使用也越来越多。在塔机使用过程中，难免会因种种原因造成塔式起重机的提升电机出现故障，需要更换塔式起重机的提升电机。2011年9月12日，在淄博市高新区先进陶瓷创新园研发综合楼工程施工过程中，当B塔楼施工至21层时，塔机高度96米，此时，塔机提升电机出现故障，现场无法修复，需更换。该提升电机重800㎏，提升高度超过100米，电机的提升是一个技术难题。为此，我公司立即组织QC小组成员，召开专题会议，以解决塔式起重机提升电机更换的技术难题。为今后出现类似情况提供技术支持。四、设定目标更换过程快速、迅捷，现场更换作业时间≤4小时塔吊电机一次更换成功，确保安全无事故•单击输入文字内容•单击输入文字内容•单击输入文字内容方案经济，更换费用小于5000元。总目标：QC小组针对本工程情况，制定切实可行的方案，通过对比分析，科学论证，选择合理的塔吊电机更换方案，保证更换工作成功，确保安全无事故，方案经济合理。为今后类似情况的处理提供技术支持。具体目标：四、设定目标项目工期紧，工期拖延租赁费用高，另外，由于更换电机属于室外高空作业，受天气影响大，所以安装作业时间必须短，避免天气变化带来不便。该技术必须首先确保安全，受周边环境影响小，并且适用于各种塔式起重机提升电机的更换。企业追求经济效益最大化的要求。目标值的分析五、提出方案并确定最佳方案（一）电机吊运方案对于塔机提升电机的更换工作，关键问题是:将故障电机由塔机顶部吊下，将备用电机吊至塔吊顶，因此，2011年9月12日，QC小组成员针对电机吊装难度大的问题召开专题会议，通过头脑风暴法，集思广益，结合工程实际情况，对吊运方案展开讨论，共归纳总结出四种方案：方案一大型汽车起重机吊装法方案二抱杆人力提升法方案三抱杆卷扬机提升法方案四抱杆无动力提升法方案提出方案一：大型汽车起重机吊装法该种方案是根据塔式起重机的高度选择满足要求的汽车起重机，将拆下的故障电机吊回地面，将备用电机吊至塔吊顶部电机安装位置进行安装。由于该塔吊电机高度96米，电机重量800kg，更换该电机需使用300T自行式起重机。方案一优缺点分析：序号项目分析优点缺点1安全性汽车起重机是根据提升高度及吊运荷载进行选择，安全性高。1）能从根本上解决问题2）安全性高3）可操作性强1）适用性较差2）不经济3）工期较难保证2适用性汽车起重机对就位空间、地基坚硬程度要求较高。3经济性大型汽车起重机租赁费用高，300T的需28000元/次。4可操作性能直接将拆除的故障电机吊至地面，并将备用电机吊至指定位置进行安装，可操作性强。5工期电机更换过程持续时间较短，但使用大型汽车起重机需预约，勘察进出场线路及就位位置，进场时间较难确定。制表：田冰洁日期：2011.9.13方案二：抱杆人力提升法该方案主要是在塔吊后臂上安装一套抱杆系统，钢丝绳一端固定于抱杆前臂的吊环上，另一端绕过与电机相连的挂钩上部的动滑轮，再穿过抱杆前臂的定滑轮返回地面，在地面进行人工牵引控制电机的升降，完成对电机的吊运工作。抱杆滑轮电机吊环动滑轮人工牵引方案二优缺点分析：序号项目分析优点缺点1安全性地面进行人工牵引的相关人员，在电机升降过程中，始终处于电机下方进行操作，存在一定的安全隐患。1）能从根本上解决问题；2）适用范围较广；3）工期有保障。1）存在较大的安全隐患；2）人工、材料投入较多；3）可操作性较差。2适用性对场地要求不高，适用范围较广。3经济性投入人工多，仅地面牵引人员至少需10人配合方能完成提升；钢丝绳需3倍塔身高度+15米。4可操作性系统穿绕系统钢丝绳过程费时，效率较低；吊装过程中对人员相互之间的配合及体力要求较高。5工期该方案主要工期处于系统的安装阶段，更换持续时间估计为5小时。制表：田冰洁日期：2011.9.13方案三：抱杆卷扬机提升法该方案是在塔吊后臂上安装一套抱杆系统，在抱杆立柱底部及顶部、塔帽底部、塔身底部分别安装转向滑轮，通过转向滑轮穿上钢丝绳，组成一套提升系统，在塔吊附近地面设卷扬机，地面卷扬机通过钢丝绳牵引，达到塔吊电机的提升作业。卷扬机提升系统原理图方案三优缺点分析：序号项目分析优点缺点1安全性电机提升过程中通讯不好会导致起升、就位不稳，抱杆晃动较大，存在一定的安全隐患。1）能从根本上解决问题；2）对场地要求不高，一般场所均可适用；3）工期有保证。1）经济性较差；2）可操作性较差。2适用性较好地解决了塔机周围因施工现场狭窄或有其他建（构）筑物时采用汽车起重机无法实施的技术难题。3经济性卷扬机租赁费用较低，但操作过程耗费人工较多。4可操作性系统安装过程较复杂，固定地面卷扬机、滑轮、穿绕系统钢丝绳过程费时费力，效率较低；吊装过程中对人员相互之间的配合要求较高。5工期该方案主要工期处于系统的安装及拆除阶段，吊装时间相对较短，更换持续时间估计为6小时。制表：田冰洁日期：2011.9.13方案四：抱杆无动力提升法该方案充分利用定滑轮两侧二力平衡原理，在塔吊后臂上安装一套抱杆系统，钢丝绳穿过抱杆前臂的定滑轮，钢丝绳一端栓住备用电机，另一端栓住故障电机，在故障电机下落的同时，将备用电机提升至塔机顶。方案四优缺点分析：序号项目分析优点缺点1安全性电机提升过程全部人工操作，提升速度容易控制，系统安全性高。1）能从根本上解决问题；2）不需要专门的机电设备3）材料、机具需用少，省时省力，效率高。电机在空中可能产生旋转，导致钢丝绳缠绕。但此问题可通过措施予以控制。2适用性对场地无要求，适用于任何场所。3经济性投入的人力物力较少，较经济。4可操作性提升过程中仅需稍微施加外力，既可打破两个电机的平衡，使备用电机提升及故障电机下落得以同步实现，可操作性强。5工期由于该系统构造简单，更换持续时间估计为4小时。制表：田冰洁日期：2011.9.13（二）方案评估及选择序号项目权数方案一方案二方案三方案四大型汽车吊吊装法分配分实得分抱杆人力提升法分配分实得分抱杆卷扬机提升法分配分实得分抱杆无动力提升法分配分实得分1安全性3高1010较低106较高109较高1092适用性2范围小106范围广1010较广109范围广10103经济性2不经济105较经济109较经济109很经济10104可操作性2较好108较差106较好109好10105工期1不确定105一般106一般106较快108综合得分3*10+2*6+1*5+2*5+2*8=733*6+2*10+2*9+2*6+1*6=743*9+2*9+2*9+2*9+1*6=873*10+2*10+1*10+2*8+2*10=96方案评估表制表：田冰洁日期：2011.9.13针对以上四个方案的分析情况，分别从安全性、适用性、经济性、可操作性和工期等五个方面采用加权评分法对四个方案进行评估，权重和为10，各项目分配分均为10，小组成员对各方案、各项目进行打分，汇总后如下表所示：得分：73得分：74•方案一•方案二•方案三•方案四选定最优方案得分：87得分：96根据评估表分析结果，方案四综合得分最高，因此，确定方案四为最佳方案。（三）超高塔式起重机提升电机无动力更换工艺流程根据确定采用的无动力提升方案，QC小组成员进行研究，确定了超高塔式起重机提升电机无动力更换施工工艺流程。见下图：（四）关键问题的预测根据制定的超高塔式起重机提升电机无动力更换工艺流程，小组成员召开专题会议，对该技术研发过程中可能出现问题展开讨论，通过对预测结果的归纳总结，确定需要解决的主要问题包括以下几部分：1、抱杆系统设计2、抱杆系统制作3、抱杆系统安装4、塔吊提升电机更换5、抱杆系统拆除其中，抱杆系统方案设计为需要解决的关键技术。（五）抱杆系统方案的优化结构形式可行性分析分析结论整体式1、抱臂立杆、横臂、固定底座等各部分为一个不可拆卸的整体；重量约计130~150㎏；2、由于抱杆系统太重，采用人工不易将抱杆提升至塔吊后臂处，需采用其他辅助提升设备。不采用组装式1、将抱杆系统分成底座、立柱底节、立柱上节和抱杆前臂共四部分组装而成；2、其中，底座采用T型梁设计，可进行组装；3、各部分重量不超过40㎏；采用人工完全可以提升至塔吊后臂处。采用制表：田冰洁日期：2011.9.141、抱杆系统结构形式选择（五）抱杆系统方案的优化2、抱杆系统立柱形式选择立柱形式可行性分析分析结论固定轴式1、为保证提升工程安全，固定轴式抱杆悬臂部分应距离防护栏杆不小于750mm，抱杆高度不小于6米，抱杆较重，不经济；2、在拆除、安装电机时，需要用人工掌握电机平衡，存在较大的安全隐患。不采用转轴式1、抱杆悬臂部分可绕立柱旋转，可保证安装、拆除电机时始终处于竖向受力状态，安全可靠；2、抱杆的高度需要3米，抱杆较轻，比较经济。采用制表：田冰洁日期：2011.9.14由以上分析可知，抱杆系统采用组装式的，并带有转轴功能。六、制定对策表根据以上确定的方案，制定对策表如下所示：序号对策目标措施地点时间责任人1抱杆系统设计设计安全、经济、合理，尺寸标注齐全。根据规范进行计算，采用CAD绘图软件制图。办公室2011.9.15郭能刚2抱杆系统制作符合设计要求。采用符合国家标准的材料加工，严格按设计图纸制作。现场加工棚2011.9.17罗大永3抱杆系统安装安装全过程持续时间不超过1.5小时。制定抱杆系统安装流程，对实施人员进行交底。塔机顶部平台2011.9.18刘凯4电机更换操作简单、易行，更换全过程用时不超过1.小时。制定电机更换操作流程，对实施人员进行交底。塔机顶部平台2011.9.18付泗义5抱杆系统拆除安全、有序，拆除全过程用时不超过1.5小时。制定抱杆系统拆除工作流程，对实施人员进行交底。塔机顶部平台2011.9.18刘凯制表：田冰洁日期：2011.9.15七、按对策实施实施一：抱杆系统设计实施项目实施情况实施人员时间地点抱杆系统设计1、抱杆尺寸设计郭能刚、郭朋2011.9.15~2011.9.16办公室2、抱杆受力分析3、抱杆受力验算4、抱杆底座设计5、绘制抱杆详图制表：田冰洁日期：2011.9.17根据制定的对策，进行分部实施。1、抱杆尺寸设计考虑抱杆系统的通用性，塔吊后臂宽度按1.5m，塔吊后臂护栏高度按1.1m。抱杆固定于塔吊后臂宽度中间位置，抱杆水平宽度1.5m，抱杆弯臂处高于护栏0.3m，抱杆倾斜角45度，抱杆净高2.9