塔式起重机课程设计说明书.docx

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1、目录摘要31 .绪论31 .1动臂塔式起重机开展状况32 .2动臂塔机开展趋势42 .整机方案设计53 .1设计原那么和参数5工作级别54 .2部件方案确实定63.整体稳定性校核95 .1钢筋混凝土根底的选择96 .2钢筋混凝土根底的计算103. 2.1计算理论104. 2.215。固定式根底计算124.起重臂的稳定性计算244. 1起重臂材料的选择与截面特性的计算244. 2:拉杆拉力计算274 .3起重臂自重引起的载荷计算295 .4风载荷计算304. 5起升时拉杆拉力产生的弯矩314. 6回转时的臂节离心力和回转惯性力和回转惯性力力矩的计算325. 7起升钢丝绳拉力，水平惯性力等的计算3

2、76. 8吊臂的整体稳定性计算405.机构的校核计算465. 1.起重臂仰角为15时465. 2.起重臂仰角为45时475. 3.起重臂仰角为71时475.4. 起重臂仰角为83时475. 5.起重臂从地面吊装时拉杆的最大拉力475. 6.钢丝绳的最大拉力487. 7电动机功率验算48电动机的选择：48过载校核49发热校核496、结论50谢辞51参考文献51摘要随着农村城镇化建设的开始，以及大中小城市的进一步拓展，以及国家多种大工程的上马,建筑业出现了前所未有的新局面。在这种大好形势下，为建筑业效劳的建筑机械行业也有了新的开展机遇。同时，为了和世界接轨，塔机的设计应该有更多更新的创新来适应新的

3、开展机遇、新的开展挑战。所以说，塔机的创新设计，动臂塔机的开展进一步提上日程。促使我们在塔机原有的根底上提出更多更新颖的创意来促进国内塔机业水平的进一步提高，促进动臂塔机在国内的开展。这就要求我们在塔身、平衡臂、起重臂、上转台，A形架的设计上突破原有的惯性设计思维，运用现代化的设计方法、方式以及设计工具，对设计数据进行有效的优化以及受力的有限元AGLOR分析计算。从而使塔机的生产本钱在符合应力要求的前提下大大降低。关键词：动臂塔式起重机、回转机构、上转台、有限元ALGORABSTRACTBecausethevi1Iagetownturnsthebeginningofconstruction,a

4、ndfurtherexpandofthegreatlymediumsmal1city,andthelasthorseofvariousbigengineeringinthenation.Thebuildingindustryappearedunprecedentednewsituation.Underthiskindofgreatlygoodsituation,thebuiIdingmachinecontributingeffortstothebuildingindustrytheprofessionalsohadnewofDevelopopportunity.Inthemeantime,fo

5、rbeinginlinewiththeworld,thedesignoftowermachineshouldincludetheinnovationofmorerenewalstoadaptnewdevelopmentopportunity,newofdevelopmentchallenge.Sosay,thecreativedesignoftowermachine,thecombinationdesignoftowermachine1iftsfurtheruptheagenda.UrgethetopofthefoundationthatweoriginalIypossessedintheto

6、wermachinePutforwardheelmanycreativitiestopromotethefurtherexaltationoflocaltowermachineindustrylevel.Thiswillbegusinthetowerbody,towerhat,equilibriumarm,riseheavyarmofdesignupbreakoriginalinertialdesignthinking,usagemodernDesignmethod,wayanddesigntoolofturn,carryontothedesigndataeffectivelyexcellen

7、tturnandbesubjectedtotheANSYSanalysisofdintacalculation.MakethusTheproductioncostoftowermachineunderthepremisethatmeetattherequestofdintConsumedlylower.Keyword:towercraneslewinggearslewinggearfiniteelement1.绪论1 .!动臂塔式起重机开展状况中国塔机始于20世纪50年代。综观50年开展史，我国塔机行业从无到有，从小到大，逐步形成了较为完整的体系和比较完整的系列型谱，塔机成为建筑施工中的关键设

8、备，塔机行业也成为我国开展最快的建筑机械行业之一。我们只用了50年时间走完了国外兴旺国家上百年塔机开展的路程，如今中国塔机已经批量走进国际市场。目前我国已成为世界塔机生产大国，也是世界塔机主要需求市场之一。近20年来，随着经济的开展，建筑楼群的密集，使塔机的工作空间受限。基于高层建筑的开展，新制定的领空权许可制度及跨占邻居领地产生的纠纷等因素，迫使人们改变己有的传统观念，从小车变幅改变为臂架俯仰，为塔机作业创造有利空间，推动了各种类型动臂塔机的改造和开展，全世界塔机生产厂家在设计时都考虑了这些因素，研制出了相应的改良型塔机。随着国内大型根底设施建设不断上马，新农村建设的展开，大中小型塔机将长期

9、看好，大中型企业的并存状况将长期存在。应继续提高大中型塔机技术含量和质量水平，满足大型重点工程需要，开拓国际市场；整顿提高中小型塔机，提高塔机的平安可靠性。根据施工需要，开发多种结构型式的塔机产品，平头式、动臂式塔机近几年得到了快速开展。动臂式塔机由于臂架可在一定范围内变动，非常适合密集及狭窄地区施工，有独特的施工特点，因此越来越受到重视。在一些超高层钢结构建筑施工中如上海环球金融中心、央视新大厦、国贸三期等）国内己经进口了多台澳大利亚FAIVO公司的大型动臂塔机，应该引起生产厂家的重视。目前，我国塔机性能与现代智能化、数字化控制技术还有很大差距，跟不上市场的需要。在实验手段上，多数企业不具备

10、对原材料的预处理和配套件的进厂检验能力；在配套件生产上，企业多，品种重复，生产质量差。特别是液压件、电器件等不过关，直接影响到主机的质量和可靠性等。1.2动臂塔机开展趋势根据我国塔式起重机的开展形式和市场需求，在产品品种方面预计今后几年塔式起重机要向大型化（100ohm）以上的和小型化（40f.m）以下的开展；在技术性能方面要向产品智能化、数字化和机一一电一一液一体化方向开展；在结构型式方面要开展一机多用的塔机,如吊重、布料、高空作业集为一体等；要加大力度研究解决高性能、高技术含量、高可靠性的塔机，最低限度降低塔机事故率。国外塔机由小向大、由轻向重、由单一向多功能、由俯仰变幅臂架向小车变幅臂架

11、向俯仰变幅臂架开展，工作速度由低向高开展。同时已广泛使用屈服极限，=600900N/7p的高强度轻质合金钢制作臂架，聚合材料也被普遍采用以减轻自重，提高工作性能。开始应用自动控制及遥控技术，利用智能微电脑控制的力矩限位器。还采用组合设计方法以少量通用标准部件组合成数量、品种多的塔机来满足多种不同需要的变型塔机。随着建筑工程量以及建筑形式的多种多样，建筑机械也出现了多种多样的形式，动臂塔式起重机也随之得到广泛应用。随着经济的开展，建筑楼群的密集，使塔机的工作空间受限。基于高层建筑的开展，新制定的领空权许可制度及跨占邻居领地产生的纠纷等因素，加之许多国家在建筑法规中明文规定，吊装作业不能超出施工的

12、作业领域即臂架不能超出建筑围栏，迫使人们改变己有的传统观念，从小车变幅改变为臂架俯仰，为塔机作业创造有利空间，从建筑行业开展趋势来看，城市愈来愈拥挤，在拥挤的城市里施工唯有动臂式塔机能满足施工要求，动臂式塔机的应用会愈来愈多。假设能够将本次毕业设计课题研究成果应用到实际大批生产中去，新型QTD63-630塔机开发成功后，必然增强其市场竞争力。具体表现在：(1)采用最新平面布置理论将塔式起重机整体布置协调统一。(2)采用新型安装方法提高了塔机组装及拆卸的速度从而提高效率。(3)新的安装拆卸方法更加提高了塔机的平安性能。因此动臂塔式起重机具有其他起重机无法比较的优越性。动臂塔机可防止多台塔机作业的

13、干预，以及在非工作状态的平衡稳定性优于水平臂塔机。本次毕业设计，我们选择动臂式塔式起重机作为设计的对象，原因是动臂塔式起重机具有其他起重机无法比较的优越性：2.整机方案设计2.1 设计原那么和参数2.1.1 工作级别(一)起重机的工作级别1、 载荷状态Q2名义载荷谱系数K,=0.252、 利用等级U5总的工作循环次数N=5xl053、 起重机的工作级别A5(二)结构的工作级别1、 应力状态S22、 名义应力谱系数Ks=O.252.5 X IO5应力循环等级N4总应力循环次数3、结构的工作级别B4(三)机构的工作级别1、载荷状态：起升机构L2回转机构L3变幅机构L3顶升机构L22、利用等级:起升

14、机构T4回转机构T4变幅机构T3顶升机构Tl3、工作级别起升机构M5回转机构M5变幅机构M3顶升机构Ml总的设计寿命h=500002.2 部件方案确实定根据国内动臂塔机开放中反映出的问题，如结构选择、平安保护、设计技算等特殊要求，进行了分析讨论，最终确定本次设计塔机型号为QTD63的动臂塔机的整机方案。本次塔机设计总体方案确定的关键技术如下：1,起重臂的臂根较接点后置回转中心2m动臂塔机由于臂架仰角为1583。,无论是工作状态或非工作状态均需考虑随仰角增大而变大的弯矩，这也是为什么动臂塔机塔身自身高度应按臂架长度来确定的原因。非工作状态时塔身高度应满足以下条件：A由于臂架自重产生的力矩尽可能小

15、，使较短的平衡臂方向获得的后倾力矩较大,以抵抗暴风侵袭。A臂架仰角也不能过大，以尽量减小臂架的迎风高度。因此采用臂架臂根处后置2m,既防止了仰角过大容易后倾又可使臂架自重产生的力矩减小。2、起重臂臂架截面形式及材料起重臂臂架截面形式采用三角形截面臂架。理由是：其自重轻、腹杆数量少、臂根与臂头节无需改变截面，更重要的原因在于三角形截面臂架形成的构造偏心使轴向压力和臂架自重产生的的弯矩在某些幅度会抵消一局部，减小了臂架的内力。动臂塔机的臂架主要受压，以结构稳定为主，刚度比强度影响更大，采用高强度合金钢，如果热处理、焊接工艺不恰当，会造成应力集中，使其抗冲击能力下降，另外还要考虑到塔机的生产本钱，还有即使强度、刚度均可保证，臂架自重降低过多,在摸个特殊工况是有害的，根据以上分析动臂塔机的臂架采用过高强度的材料是不适宜的。因此选用Q345的碳素结构钢。3、A形架及防倾覆装置A过去A形架的撑杆和拉杆向颈部收缩，前后两面均成三角形或梯形，其好处是顶部的定滑轮组支撑轴或梁较短，但它产生了撑杆或拉杆的侧向水平分力，杆端支座受力复杂，且增加制造本钱，如果两侧的杆件均设计成平衡，就会克服以上缺点。A仔细分析还会发现两侧平行结构可减小A形架顶点垂直于臂架起升平面的位移,有助于提高臂架的侧向稳定性。