塔式起重機（tower crane）又稱塔吊、塔機，是一種具有豎直塔身的全回轉式起重機，其起重臂安裝在塔身頂部，形成“Г”形的工作空間。塔式起重機工作原理是起重機械通過起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動重物，起升機構通過取物裝置從取物地點把重物提起，經回轉或變幅機構實現物料在水平面內的位置移動。塔式起重機的特殊構造使其可以在空間范圍內實現遠距離、高強度、高效率的吊裝搬運工作。
建筑用塔式起重機溯源于西歐，1905年出現了塔身固定的裝有臂架的起重機，1923年制成了近代塔機的原型樣機，并出現第一臺比較完整的近代塔機。20世紀30年代德國已開始批量生產塔機并向外出口，并用于建筑施工。塔式起重機作為大型起重運輸施工機械，主要由工作機構、金屬結構和電氣部分組成。塔式起重機按照其行走機構、回轉方式、變幅方式和起重能力可以分為很多類型，如按照回轉方式可分為上回轉式塔式起重機與下回轉式塔式起重機。
塔式起重機屬于一種間歇性搬運機械，在工程施工方面發揮著重要作用，主要包括起升、回轉、變幅三大基本工況和起升變幅、起升回轉、起升變幅回轉復合工況。因其具有智能化控制和結構安裝、拆卸簡單等特點，在建筑、水利水電等工程中得到了廣泛應用，成為一種重要的施工搬運設備。
發展簡史
起源
據記載，第一項有關建筑用塔機專利頒發于1900年。1905年出現了塔身固定的裝有臂架的起重機，1923年制成了近代塔機的原型樣機，并出現第一臺比較完整的近代塔機。20世紀30年代德國已開始批量生產塔式起重機并向國外出口。1941年德國公布了塔式起重機工業標準DIN8770，規定以起重力矩（吊載和幅度的乘積）表示塔式起重機的起重能力。
國際
第二次世界大戰后，歐洲各國都面臨艱巨的重建城市與家園的工作，龐大的建筑工程量迫切要求建筑施工迅速實現機械化，促進了新型塔式起重機的研制與塔式起重機制造業的發展。1948-1949年聯邦德國生產了一些起重能力在100kN·m以下的可以整體折疊運輸和自行架設的輕型塔式起重機。1955-1957年由于塔式起重機結構設計不斷改進，大尺寸滾珠回轉支承裝置、水母式底架、小車變幅與分節式起重臂以及伸縮式塔身的應用，使下回轉折疊式塔式起重機有很大創新，自升式塔式起重機也在此期間研制成功。
由于高層建筑的發展，20世紀50年代末期和六十年代初期出現了采用不同頂升系統和按不同方式進行自升接高的塔式起重機，隨后逐漸發展為三用或四用自升（軌道式、固定式、附著式、內爬式）塔式起重機。20世紀60年代日本開始引進專利并積極自行研制高層建筑施工用塔式起重機，法國Richier公司研制出了X1290和GT系列塔式起重機，外形已接近于現在的平頭塔式起重機，塔頭較矮，通常不超過4米，只稍稍高于吊臂和平衡臂，盡管塔頭較矮，但還是能區分出塔頭、平衡臂、拉桿等。與此同時，東歐國家和蘇聯等也開始研制與生產下回轉折疊式塔式起重機。
20世紀60年代后的三十年里，塔式起重機的設計制造經歷了顯著的變化。塔式起重機的工作幅度、起重量 和起升高度均有了很大的提高，塔機逐步實現大型化，廣泛使用了內部爬升式和外部附著式塔式起重機。塔式起重機朝著一機多用的方向發展，而且廣泛采用組裝式結構。它將塔式起重機的主要部件，如塔身、吊臂、平衡臂、底架、 爬升裝置、回轉支承、起升機構、行走機構等部件標準化，根據使用者的要求， 將這些標準部件組裝成不同型號的塔式起重機，如瑞典Linden 公司1975年推出的Linden 8000平頭塔式起重機模數系統，不同型號平頭塔式起重機的吊臂可以互換。塔式起重機的工作機構也采用了比較先進的技術，如直流電動機調速，可控硅調速，渦流制動器，在回轉和運行機構中安裝液力耦合器等。
21世紀隨著相關科技的發展和各國生產廠家之間的競爭，塔式起重機的生產技術的進步，塔式起重機性能不斷改善，機構不斷優化。在傳動機構方面，調速性能越來越好，可靠性越來越高。很多公司的回轉機構采用了調壓無級調速和變頻無級調速方案，減少了因工作機構高速工作對整機造成的沖擊，避免造成結構的破壞，使工作更加平穩可靠。同時塔式起重機的電子控制技術經過不斷的發展，控制系統性能愈來愈好，精度也愈來愈高，即使起升鋼絲繩速度高達250m/min的機構，控制精度也能達到毫米級。如法國的Potain公司， 在TOPKIP MD系列塔式起重機上安裝有運行監控系統、故障監控診斷系統、電腦輔助保養系統和電腦輔助駕駛系統等裝置，當載荷接近最大許可值時，急劇的運行將自動慢下來。
中國
20世紀50年代，中國引進了蘇聯和東歐一些國家的塔式起重機并進行仿制。20世紀60年代進入了自行設計與制造階段，紅旗2號塔式起重機就是當時中國自行設計與制造的產品。1965年，中國有塔式起重機生產廠10余家，生產塔機360多臺，這些塔式起重機都是下回轉動臂式的。20世紀70年代中國塔機進入了設計水平提高、產品品種增多的階段。1972年為北京飯店施工，中國自行設計制造了160T·m的附著式自升塔式起重機；1974年為廣州白云賓館施工，中國自行設計制造了40T·m的內爬式自升塔式起重機；1975年為滿足高層建筑的需要，中國自行設計制造了ZT-120附著式自升塔式起重機。20世紀80年代從法國等國家引進了塔式起重機技術，使中國進入了塔式起重機快速發展時期，研制了一批新產品，主要有QTP60、QTK60、QT80A、QT250等。
隨著國際塔式起重機市場的回升，20世紀90年代中國的塔式起重機業得到了蓬勃發展，無論是在先進性，還是在安全性、使用性能、技術性能等方面都有了極大的提高。塔機產量已經達到7000臺左右（其中井架塔機約占一半），生產廠家達到300家左右，出現了一批優秀的生產廠家，如北京機械廠、四川建機廠、沈陽建機廠、哈爾濱工程機械廠、重慶建機廠、山東建機廠等。此外，一些鄉鎮企業也開始生產小型塔式起重機。但是，在國際市場上，中國的塔式起重機無論是生產規模，還是產品質量，都仍有不小的差距。
2008年在國家科技支撐計劃TCR6055-32下，中聯重科研制成功中國當時最大的動臂塔式起重機，塔式起重機的各項技術指標均已達到世界先進水平。2010年中昇建機重工有限公司自主研發的QTZ3200問世，是中國建筑設施工程的施工設備制造技術的重大突破，標志著中國大型建筑設施工程使用超大噸位塔式起重機長期依賴進口的局面被扭轉。
特點
工作原理
塔式起重機的工作原理是起重機械通過起重吊鉤或其它取物裝置起升或起升加移動重物，起重機械的工作過程一般包括起升、運行、下降及返回原位等步驟。起升機構通過取物裝置從取物地點把重物提起，利用回轉機構與變幅機構實現物料在水平面內的位置移動，而行走機構則可以實現物料在塔式起重機所能到達的范圍內任意空間運動。
組成結構
塔式起重機作為一種大型起重運輸機械，作業空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構件的安裝。主要由工作機構、金屬結構和電氣部分組成。金屬結構包括塔身、動臂和底座等；工作機構有起升、變幅、回轉和行走四部分；電氣系統包括電動機、控制器、配電柜、連接線路、信號及照明裝置等。
工作機構
塔式起重機的機械部分主要是指包括回轉、起升、變幅、行走等工作機構，主要實現塔式起重機的不同的運動要求，這些工作機構既可以單獨運行，也可以根據工況聯合運行。
回轉機構：回轉機構是提供動力傳動的裝置，由電動機和齒輪軸承組成，用于實現貨物以塔身作為回轉中心的圓周運動。擴大工作范圍，提高施工作業的效率。
起升機構：起升機構主要用來實現貨物上升或下降的，主要由電動機、聯軸器、減速器、鋼絲繩和吊鉤等部件構成。
變幅機構：變幅機構可根據貨物裝卸的不同位置，調整吊鉤的位置，也可以擴大施工作業的范圍，提高效率，由卷揚機、導向滑輪和變幅小車等組成。
行走機構：塔式起重機行走機構包括支承運行裝置及驅動裝置兩大部分。支承運行裝置起到支持塔式起重機的作用，包括行走車輪或臺車等零部件。驅動裝置依靠車輪與軌道頂面的摩擦力使塔式起重機沿軌道移動，包括電動機、制動器、減速器、齒輪等零部件。
金屬結構
塔式起重機的金屬結構由塔身、轉臺、底座起重臂、平衡臂等部分組成，它們作為塔式起重機的骨架對整機起結構支撐的作用。塔式起重機的動臂形式分水平式和壓桿式兩種。動臂為水平式時，載重小車沿水平動臂運行變幅，變幅運動平衡，其動臂較長，但動臂自重較大。動臂為壓桿式時，變幅機構曳引動臂仰俯變幅，變幅運動不如水平式平穩，但其自重較小。
塔身：塔身是塔式起重機的主體結構之一，由基礎節和標準節搭建而成，其截面為正方形格桁式結構，是其他結構的安裝基礎，主要承受由回轉部分的重量引起的壓力和其慣性引起的扭矩以及由貨物的重量引起的彎矩。
轉臺：轉臺是塔式起重機回轉部分和固定部分之間的部件，由上、下接架組成。上接架部分與回轉塔身連接，下接架與塔身標準節相連，上、下接架分別用螺栓與回轉支承內外圈聯結。上回轉自升式塔機的回轉平臺多采用型鋼和鋼板組焊成的工字型斷面環型結構，轉臺兩側各裝設一臺回轉機構。
底座：底座一般采用十字型底架，由一根長的整梁和兩根半梁用螺栓聯接而成。基礎節位于十字梁的中心位置。用螺栓與十字梁聯接，上端與塔身標準節相連。撐桿一般是無縫鋼管，兩端與塔身和底架的四角聯接，以形成空間結構，增加塔身整體穩定性。
起重臂：起重臂也稱為臂架，一般采用變截面格構式結構設計，主要承受貨物的重量帶來的壓力。
平衡臂：平衡臂采用平面框架式結構，與平衡重連接以平衡由起重臂的重量引起的彎矩防止起重機傾翻。
電氣部分
電氣部分為塔式起重機的機械運作提供能量，主要包括驅動裝置、控制系統和安全裝置等電氣設備。
驅動裝置：
驅動裝置為塔式起重機正常運行提供動力的裝置，一般采用通過交流電機為各機構提供動力；電控裝置為塔式起重機指揮裝置，控制系統依靠驅動裝置和制動裝置，調整機構的起升、制動、調速及機構的安全性。
控制裝置：控制系統是塔式起重機的重要組成部分，完成機構的起動、制動、改向、調速以及對機構工作的安全性實現監控，起安全保護作用，并及時地把工作情況用各種參量如：電流值、電壓值、速度、幅度、起重量、力矩、工作位置與風速等數值顯示出來。
安全裝置：安全裝置可以避免由于誤操作或零部件失靈等引起的事故，是塔式起重機不可或缺的關鍵設備，主要包括“二限制、四限位和三保險”。二限制：起重力矩限制裝置和起重量限制裝置；四限位：起升高度限位裝置、幅度限位裝置、行程限位裝置和回轉限位裝置；三保險：滑輪、卷筒以及變幅小車保險裝置、鋼絲繩防脫槽保險裝置和吊鉤保險裝置。
分類
分類方式
塔式起重機可以按照其行走機構、回轉方式、變幅方式和起重能力分為很多類型。
按回轉方式
塔頂回轉式
塔頂回轉式塔式起重機指回轉部分設置在塔式起重機的上部，塔身是不動，不隨上部的旋轉而轉動，通常由底座、塔身、回轉裝置、起重臂、平衡重物等組成。上回轉式塔式起重機既將上、下兩部分系為一體，又允許上、下兩部分相對回轉。頂升加節比較方便，但是重心也高，風壓大，整體質量也增大。按照回轉支承構造形式，上回轉部分的結構可分為塔帽式、轉柱式、平臺式和塔頂式幾種，中國的QT1-6型塔式起重機便是一種塔頂回轉式中型塔式起重機。
QT1-6型塔式起重機由底座、塔身、起重臂、塔頂及平衡重物等組成。此起重機的最大起重力矩為510kN·m，最大起重量為60kN，最大起重高度為40.60m，最大起重半徑為20m。其特點是能轉彎行駛，可根據需要適當增加塔身節數以增加起重高度，故適用面較廣。但其重心高，對整機穩定及塔身受力不利，裝拆費工時。
塔身回轉式
下回轉式塔式起重機指回轉部分放在塔式起重機的下部，塔身、平衡重及所有機構都可以隨轉臺一起旋轉，下回轉式塔式起重機重心低，穩定性好，塔身受力較有利（上回轉塔身彎矩由對角線布置的兩根主弦桿承受，下回轉則由四個弦桿共同承受），而且因為平衡重放在下部，能做到自行架設、整體搬運。中國的QT1-2型塔式起重機便是一種輕型塔身回轉式起重機。
QT1-2型塔式起重機主要由塔身、起重臂和底盤組成，起重機的起重力矩為160kN·m，起重量為10~20k N，工作幅度為8.5～20米，軌距為2.8米。該起重機重心低、轉動靈活，可以折疊運輸，安裝方便。其適用于五層及以下建筑結構安裝和預制構件廠的裝卸作業。
性能參數
起重特性
塔式起重機的起重特性指的是塔機起重作業性能，一般以起重特性曲線或起重特性表的形式給出，指出起重量隨幅度改變的關系和最大起升高度隨幅度改變的關系。
塔式起重機工作速度
塔式起重機的工作速度主要包括起升、變幅、回轉和行走的速度。塔式起重機工作速度對塔式起重機性能有很大影響。一般來說工作速度高，生產率也高，但速度高會帶來慣性增大，起、制動時的動力載荷增大等一系列不利因素。
額定起升速度：在額定起升載荷時，對于一定的卷筒卷繞外層鋼絲繩中心直徑、變速檔位、滑輪組倍率和電動機額定工況所能達到的最大穩定起升速度。如不指明鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數，即按最外層鋼絲繩中心計算和測量。
最低穩定速度：為了起升載荷安裝就位的需要，起重機起升機構所具備的最小速度。
變幅速度：是指吊鉤自最大幅度到最小幅度時的平均線速度。
額定回轉速度：帶著額定起升載荷回轉時的最大穩定轉速。
塔式起重機載荷類型
塔式起重機施工作業時金屬結構上的載荷有基本載荷、附加載荷、特殊載荷。基本載荷是指塔式起重機平常工作下一直施加在塔式起重機上的載荷，主要包括自重載荷、起升載荷、動載荷等。附加載荷指塔式起重機正常作業時偶爾施加在塔式起重機上的載荷，其中包含工作狀態下的風載荷和溫度載荷。特殊載荷主要有非工作狀態下的風載荷、試驗載荷和碰撞載荷。工程中常用的載荷有自重載荷、起升載荷和風載荷。
自重載荷：自重載荷是指塔式起重機金屬結構、機械設備、電氣設備等的總重力。
起升載荷：起升載荷指塔式起重機吊起貨物的重量巧吊鉤與鋼絲繩自重的總和。
風載荷：風載荷主要包括工作時的風載荷和不工作時的風載荷。工作時的風載荷指塔式起重機通常作業時能承受的最大風力。不工作時的風載荷指塔式起重機不工作時承受最大計算風力。
應用領域
基礎設施建設
塔式起重機的應用領域以基礎設施建設為主，其中主要包括鐵路、公路、水利等，在建筑施工、橋梁修建、貨物裝卸時均可以使用塔式起重機。2017年11月，中國國家發改委印發《鐵路“十三五”發展規劃》，其中顯示鐵路投資總量將每年增加8000億元的規模。隨著中國對基建的投入加大拉動了塔式起重機職業的開展，2017-2022年中國塔式起重機職業產值全體呈上升趨勢。2022年中國塔式起重機職業產值為9萬臺左右，同比添加近20%。
房地產領域
塔式起重機在房地產領域也有廣泛應用，通常在建筑工地上用來起吊施工用的鋼筋、木楞、混凝土、鋼管等原材。2017-2022年，隨著中國房地產職業的開展，塔式起重機職業需求被拉動，塔式起重機銷量逐年上漲。2021年，中國塔式起重機職業銷量為75000臺左右；2022中國塔式起重機職業銷量為85000臺左右。
發展趨勢
隨著塔式起重機技術的發展，塔式起重機型號規格不斷完善，性能、質量不斷提高，塔式起重機除滿足其安全、可靠、高效的基本性能外，越來越趨向于智能和綠色。
設計方法精確化
計算機技術的發展改變了塔式起重機的設計理念，隨著有限元技術、疲勞分析、動力學仿真分析的廣泛應用，使塔式起重機的設計計算、受力分析更精確，塔式起重機零部件結構設計更加合理；一些實力強大塔式起重機制造商，利用自身設計能力優勢，開發塔式起重機參數化設計專用軟件，使塔式起重機設計進一步的向最優化方向推進，以提高塔式起重機產品的安全性、可靠性、節能效果，同時大大縮短產品的開發周期，提升競爭能力。
零部件模塊化
模塊化的設計可能增加少量的制造成本，但其不僅可以提高產量和質量，還可以降低管理成本，也相應地降低了用戶的購置成本。如A機型和B機型有許多的結構件（如標準節和起重臂節、平衡臂節）是通用的，那么用戶就可以少購買通用的結構件，交錯使用這些可能閑置的通用件，從而減少購置成本。因此，模塊化設計是塔式起重機發展的必然趨勢，國際上許多的塔式起重機制造商如Liebherr、Potain、Terex、Wolffkran等都已經采用模塊化設計。
控制智能化
隨著數字化、集成化、智能化技術的高速發展，高可靠、低能耗、微型化、集成化、數字化的各種液壓、機電及電氣元件在塔式起重機上得到普遍應用，使傳動和控制系統體積小、質量輕、結構緊湊。在控制手段上，無級調速、安全監控系統、遠程維護系統、故障自動診斷系統等廣泛應用，實現了塔式起重機操作過程的自動控制、自動顯示與記錄、遠距離遙控等，保證了塔式起重機的安全使用和實時監控，減少了控制的故障點，提高了塔式起重機的可靠性。
制造綠色化
塔式起重機在設計時就充分考慮零部件的通用性、模塊化，因此零部件集約化程度高，適合批量化生產。批量化零部件從原材料前處理、下料、焊接、機加、裝配、到涂裝都采用生產流水線，這樣既提高了材料的利用率、零部件通用性、產品質量和美觀，又便于管理、減少污染、節約成本。Liebherr、Zoomlion、Potain等公司都有成熟的生產流水線。
標準規范
命名規范
《ZBJO4008》規定中國塔機型號組成為：類組代號+形式+特性代號+主參數代號。
表示方法：
Q—起重機；T—塔式；P—內爬式；A—下回轉式；Z—自升式；K—整體快速拆裝。
QT—上回轉式塔式起重機；QTA—下回轉式塔式起重機；QTK—快速安裝式塔式起重機；QTP—內爬式塔式起重機；QTZ—上回轉自升式塔式起重機。
技術規范
一般規定
中國國家標準《GB/T5031-2008 塔式起重機》規定，在未作特殊申明時，產品應能在以下條件下安全正常使用:
此外，在安裝、爬升或頂升作業時，在塔式起重機的最大安裝高度處的風速不大于12m/s，當有特殊要求時，按用戶和制造廠的協議執行。
整機要求
中國國家標準《GB/T5031-2008 塔式起重機》規定，塔式起重機應設置安裝平衡重、壓重的合適位置及可靠的固定方法。平衡重和壓重的重量、形狀和尺寸應符合吊裝和固定的要求，并能承受規定的載荷而不損壞。每塊平衡重和壓重都應在本身明顯位置標識重量。
其他
德國利勃海爾
德國利勃海爾由漢斯·利勃海爾在1949年建立，公司的第一臺移動式、易裝配、價格適中的塔式起重機獲得巨大的成功，成為公司發展的基礎。利勃海爾技術建立在建筑業與土木工程的基礎之上，公司建筑機械計劃包括完整的塔式起重機、車載式起重機、液壓挖掘機、自卸翻斗車、液壓吊管機、輪式裝載機、履帶式拖拉機與裝載機、管路鋪設機、混凝土攪拌站與攪拌車系列。此外，利勃海爾還有用于貨物裝卸等其他領域的產品，包括船用、集裝箱及碼頭區起重機等等。
法國Potain
法國Potain1928年成立，2001年被美國起重機公司Manitowoc集團收購。法國Potain自成立以來在塔式起重機和自裝式起重機生產方面一直處于世界領先地位。Potain塔式起重機以卓越的起重能力和創新性設計而聞名全球。Potain可生產60多種類型的塔式起重機，包括用于建造“超高層”摩天大樓的平頭式City起重機和轉變了住宅建筑施工方式的Hup自裝式起重機，廣泛適用于各種施工現場。
中國中聯重科
中聯重科創立于1992年，前身是原建設部長沙建設機械研究院，是從中國國家級研究院孵化而來的企業現主要從事研發和制造工程機械、農業機械等高新技術裝備的企業，在全球多地建立了生產制造基地和分公司，主導產品涵蓋11大類別、70個產品系列、近600個品種，是業內A+H股上市公司。
中國徐工集團
中國徐州工程機械集團有限公司，前身溯源于1943年創建的八路軍魯南第八兵工廠，公司產品囊括了土方機械、起重機械、樁工機械、混凝土機械、路面機械五大支柱產業，以及礦業機械、高空作業平臺、環境產業、農業機械、港口機械、救援保障裝備等戰略新產業，下轄主機、貿易服務和新業態企業60余家。
常見問題
裂紋
塔式起重機在經過長時間的高負荷作業后，其構件不可避免會產生一些細微的裂紋，這些裂紋很有可能會影響塔式起重機的正常運行。因此，維修人員必須及時修復裂紋，避免出現構件斷裂等問題，以保證塔式起重機的安全運行。目前，塔式起重機的裂紋大多出現在應力集中處或者焊接部位，如塔身回旋處等。此外，在塔式起重機作業過程中，如果升降或回轉力度超出構件承受范圍，就有可能導致塔式起重機出現裂紋。
銹蝕
由于建筑工程施工現場的環境十分復雜，塔式起重機長期處于日曬雨淋等相對惡劣的工作環境中，不可避免的會損壞原有的耐腐蝕材料。如果施工單位未能及時采取有效措施對塔式起重機進行養護，很容易導致其出現銹蝕、構件性能下降等一系列問題，無法發揮出塔式起重機應有的作用。
斷裂
在塔式起重機作業過程中，一旦發生斷裂問題，就會嚴重威脅操作人員的生命安全。塔式起重機出現斷裂問題的主要原因有以下四點：
參考資料 >
Potain has led the world in tower crane and self-erecting crane production since 1928.manitowoc.2023-08-02
平頭塔吊的發展及應用.微信公眾平臺.2023-08-02
塔吊行業發展前景預測 三大趨勢推動應用升級.微信公眾平臺.2023-08-02
中國塔吊行業附市場現狀、競爭格局和發展趨勢等.中國起重機械網.2023-08-02
“塔機CT”遠程全方位診斷 可提前30天預判隱患.今日頭條.2023-08-03
“學習強國”學習平臺.學習強國.2023-08-02
首頁.利勃海爾.2023-08-12
尋找起重機專業制造之魂解讀馬尼托瓦克百年傳奇專題.工程機械新聞.2023-08-03
POTAIN.manitowoc.2023-08-02
關于中聯.中聯重科.2023-08-03
了解徐工.XCMG徐工集團.2023-08-09