QTZ500塔式起重机总体及顶升套架的设计计算说明书

项目项目塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。在工业与民用建筑施工中塔式起重机是完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅度的80%，普通履带式、轮胎式起重机幅度利用率不超过50%，而且随着建筑物高度的增加还会急剧地减小。因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工的使用中一直处于领先地位。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要的作用。同新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大况后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切项目进了前苏联以及东欧一些国家的塔式起重机，并进行仿制。t使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构速、涡流制动器，在回转和运行机构中安装液力耦合器等。在此时期，中国开始进入了自行设计与制造塔式起重机的阶段。也是中国最早自行设计的塔式起重机。随后，中国又自行设起重机的幅度、起重量和起升高度均有了显著提高。为了满足市场各方面的要求，塔式起重机又向一机多用方向发展。年中国第一台下回转的轻型轮胎式轨道两用起重机问世；同年为了北京饭店施工，中国又自行设计制造了QT-10型自升TQTK60、QT25HK等下回转快装塔式起重机等。这些产品在性项目能方面已接近国外70年代水平，这一时期的最高年产量达从国外引进了一些塔式起重机，n技术性能比较先进，极大地促进了中国塔式起重机产品的设机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。全国塔式起重机的总拥有量也从20世纪50年代的几十台截至根据国内外一些技术资料的介绍，塔式起重机的发展趋臂长度已能做到70m。快速拆装下回转塔式起重机的吊臂长臂长一般为30~40m，可以接长到50~60m。重型塔式起重机臂长加大带来的一些技术问题，而低合金高强度钢材及铝合金的广泛采用也为加长吊臂提供了非常有利的条件。2、工作速度提高，且能调速电动机及直流电动机调速的应用，使塔式起重机工作速度在起升速度一般只有20~30m/min，回转速度为0.6~1r/min，变幅速度为30~40m/min，大车行走速度为10~40m/min，而近几年来塔式起重机工作速度已有提高。起升机构普遍做到很多，构件安装就位速度可在0~10m/min范围内进行选择，回转速度一般可在0~1r/min之间进行调节，小车牵引和塔项目随着塔式起重机向大型、大高度方向发展，操作人员的能见度越来越差。因此需要在吊臂端部或小车上安装电视摄像机，在操作室利用电视进行操作。有的还采用了双频道的无线电遥控系统，不仅可由地面的操作人员控制吊装，还可组装式结构与管理，提高塔式起重机使用的经济效益，国外塔式起重机专业厂已做到产品系列化、部件模数化。以不同模数塔身、臂架标准节组合成变断面塔身和臂架，这不仅能提高塔身、臂架的力架、臂架的储备量，为降低成本、简化管理创造了条件。其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。塔式起重机的起升这些参数表明了起重机的工作性能和技术经济指标，它是设计塔式起重机的技术依据，也是生产中选择塔式起重机技术总体设计是机械设计整个过程中最关键的环节之一。它是使设计产品满足技术参数及形式的总构想，决定了机械设计的成败。在总体设计前，应先进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机型的相关资料，了解国内外塔机的使用情况，并进行分析比较，然后制定总的设计方案。设计原则应项目项目当在保证所设计的机型达到国家有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，积极性好，工艺简单，工作可靠。定组成。在进行总体设计时，要综合考虑塔机的强度、刚度、稳定性、各种工况下的外载荷以及塔机的经济性，从而选出.2.1金属结构塔式起重机金属结构部分由塔身，塔头或塔帽，起重臂架，平衡臂架，回转支撑架等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异，个别部件也会有所增减。起重机的可靠性等都有重要意义。高层建筑施工用的附着式塔式起重机都采用小车变幅的安装基础水平臂架，幅度大部分在五十米以上，无须移动作业即可覆盖整个施工范围，因此多采用钢筋混凝土基础。钢筋混凝土基础有多种形式可供选用。对于有底架的固个独立块体式基础。对于无底架的自升式塔式起重机则采用X形整体基础的形状及平面尺寸大致与塔式起重机X形项目长条形基础由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底梁组成，其功能犹如两条钢筋混凝土的钢轨轨道基础，分别支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部荷载。如果塔机安在原有混凝土地面上，分块式基础由四个独立的钢筋混凝土块体组成，分别承受由底架结构传来的整机自重及载荷。钢筋混凝土块体构造尺寸视塔机支反力大小基地耐力而定。由于基础仅承受底架传递的垂直力，故可作为中心负荷独立柱基础处理。其优点2-2长条形基础独立式整体钢筋混凝土基础适用于无底架固定式自升式塔式项目起重机。其构造特点是：塔机的塔身结构通过塔身基础节、预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基础上，从而使塔身结构与混凝土基础联固成整体，并将塔机上部载荷全部传给地基。由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式起重机的最大支反力、地基承载力以及压重的需2-3分块式基础项目项目2-4独立整体基础固定式塔式起重机，可靠的地基基础是保证塔机安全使用的必备条件。该基础应根据不同地质情况，严格按照规定制作。除在坚硬岩石地段可采用锚桩地基(分块基础)外，一般情况下均采用整体钢筋混凝土基础。对基础的基本要求有：基础的土质应坚固牢实，要求承载能力大于0.15Mpa；混凝土基础应根据现场地质情况加工作层或多层钢筋网，钢于1/500；混凝土基础表面设置排水沟。将底架拼装组合，项目项目4602×46024602×4602底架有工字钢焊接成整体框架结构。在四角辐射状安装塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体，有转与不转之别；并有内塔与外塔之分。塔身结构断面分为圆形断面、三角形断面及方形断面三类。现今国内外生产的塔机均采用方形断面塔身结构。按塔身结构主弦杆材料的不同，这类方形断面塔架可分为：角钢焊接格桁结构塔身，主弦杆为角钢辅以加强筋的矩形断面格桁结构；角钢拼焊方钢管格桁结构塔项目节弦杆又有两种不同截面之分。主弦杆截面加大的标准节用于杆截面较小的标准节则用于上部塔身。⑴塔身标准节本次设计采用无缝钢管焊接格桁结构塔身，其中塔身截准节选用5m下部管口处车有定位止口，而另一端则焊有定位凸台，靠相标准节均设有供人上下的爬梯，每三个标准节设置一个休息塔身标准节的联接方式有：盖板螺栓联接，套柱螺栓联采用套柱螺栓联接，其特点是：套柱采用企口定位，螺栓受拉，用低合金结构钢制作。适用于方钢管和角钢主弦杆塔身⑵塔身结构设计要领1)多层建筑施工用快速安装塔机可根据起升高度和运输条件分别采用整体式塔身、伸缩式塔身或折叠式塔身。项目轻、中型自升塔机和内爬式塔机宜采用整体式塔身标准节。附着式自升式塔机和起升高度大的轨道式以及独立式自塔身结构选拼装式塔机塔身标准节的加工精度要求比较高，制作难身标准节度较大，零件多和拼装麻烦。但拼装式塔身标准节的优越性更不容忽视：一是堆放储存占地小，二是装卸容易，三是运输费用便宜，特别是长途陆运和运洋海运，由于利用集装箱节约运费的效果极为显著。外形尺寸均保持不变，但下部塔身结构的主弦杆截面则须予需要。4)塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工可以上下。在设计塔身标准节，特别是在设计拼装式塔身标准节时，要处理好爬梯与塔身的关系，以保证使用安全及安装便利。爬梯宽度不宜小于500mm，梯级间距应上下相等，并应平台铺板可用防滑花纹钢板或穿孔板、拉网板制成。休息平柱间距不宜过大，立柱间应设置水平栏杆，第一道水平栏杆项目构在遇到塔身需要接高问题时，应按下述两种不同情况分1)在额定最大自由高度范围内，根据工程对象需要，增机。2)根据施工需要，增加塔身标准节，使塔身高度略超越在进行具体接高操作之前，还应制定相关的安全操作规利进行。4.套架与液压顶升机构装置等组成。套架是套在塔身标准节外部。套架用无缝钢管还设有支承套架的支块，当套架上升到规定位置时，需将此支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。为便于顶升安装的安全需要特设有工作平台，爬升架内在爬升架的横梁上，焊上两块耳板与液压系统油缸铰接承受油缸的顶升载荷，爬升架下部有两个杠杆原理操纵的摆动爪，在液压缸回收活塞以及引进标准节等过程中作为爬升架承托上部结构重量之用。升机构顶升机构主要由顶升套架、顶升作业平台和液压顶升装置组成，用于完成塔身的顶升加节接高工作。外套架就是套架本体套在塔身的外部。套架本身就是一个空方便、爬方便、爬升速度快。本机构另有一套手动操作的爬升吊装装置与顶升液压系统配合工作。液压顶升系统如图2-7项目项目滚轮。在套架内侧的下方，还设有支承套架的支块，当套架上升到规定位置时，需将此支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。套架由框架，平台，栏杆，支承踏步块等组成。安装套架时，大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。套架的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接，其前方的上半部强，以防止侧向局部失稳。门框内装有两根引入导轨，以便与标压顶升1)按顶升接高方式的不同，液压顶升分为上顶升加节接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种形式。上顶升加节接高的工艺是由上向下插入标准节，多用于锚固装置必须松开。中顶升加节接高的工艺是由塔身一侧引且顶升时无需松开锚固装置，应用面比较广。设计采设计的QTZ500塔上顶升轮顶升机构、条顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机构等升机构与绳轮顶升机构相类似，采用较少。齿条顶升机构在轮在齿条上滚动，内塔架随之爬升或下降。丝杠爬升机构的丝杠装在内塔架中轴线处，或装在塔身的侧面内外塔架的空顶升机构由电动机驱动齿轮油泵，液压油经手动换向阀、平衡阀进入液压缸，使液压缸伸缩，实现塔机上部的爬升和拆卸。其主要优点是构造简单、工作可靠、平稳、安全、操作项目9876512342-7液压顶升系统1-电动机2-联轴器3-齿轮泵4-滤油器5-溢流阀6-压力表开关7-压力表8-手动换向阀9-油缸10-平衡阀3)顶升液压缸的布置：顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。所谓中央顶升，是指挥顶升液压缸布置在塔身的中央，并设上，下横梁各一个。液压缸上端固定在横梁铰点处。顶升时，活塞杆外身，通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。液压缸的大腔在上，小腔在下压力油不断注入液压缸大腔，小腔中液压油则回入油箱，从而使液压缸将塔式起重机的上部顶起。所谓侧顶升式，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时，压力油不断泵入油缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆外伸，通过顶升横梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块间距视活塞部顶起来。侧顶式的主要优点是：塔身标准节长度可适当加大，液压缸行程可以相应缩短，加工制造比较方便，成本亦.回转支承装置座圈、滚动体、隔离快、连接螺栓及密封条等组成。按滚动设计采项目项目⑴柱式回转支承柱式回转支承又可分为：转柱式和定柱式两类。定柱式，承⑵滚动轴承式回转支承滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为：单排四点角接触球式回转支承、双排球式回转支承、单排交叉滚柱式回转支承、三排滚柱式回转支承。滚动轴承式回转支承装置结构紧凑，可同时承受垂直力、水平力和倾覆力矩是目前应用最广的回转支承装置。为保证轴承装置正常工作，对固定轴承座圈的机架要求有足够的刚度。滚动轴承式回转支承，回转部分固定，在大轴承的回转座圈上，而大轴承的的固定座圈则与塔身(底架或门座)的顶面相固结。根据构造不同和滚动体使用数量的多少，回转支承又分为单排四点接触球式回转支承、双排球式回转支承、单排交式回转支承。项目2-8回转支承及回转支承装置简图平衡臂1-电动机2-液力耦合器3-制动器4-减速器5-小齿轮6-驱动小齿轮7-单排球式回转支承8-大齿轮9-回转限位器，用以构成设计上所要求的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩。在小车变幅水平臂架自升式塔机中，平衡臂也是延伸了的转台，除平衡重外，还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥轮间的距离，(1)平面框架式平衡臂，有两根槽钢纵梁或由槽钢焊成(2)三角形断面桁架式平衡臂，又分正三角形断面和倒看，正三角形断面桁架平衡臂不如倒三角形断面桁架式平衡(3)矩形断面格桁结构平衡臂，其特点主要是根部与座用平面框架在转台上的回转塔架联结成一体，适用于小车变幅水平臂架式平衡臂根平衡臂结构形式的选用原则为：自重比较轻；加工制式平衡臂较为适宜。重型和超重型自升塔机，则可采用倒三项目项目平衡臂长度与起重臂长度之间有一定的比例关系，一般节，节间用销轴连接，其根部用销轴与回转塔身相连，尾部通过平衡拉杆与塔顶相连接。平衡重搁置在尾部，起重机构也靠平衡重。因此在设计平衡重过程中，应对平衡重的选材、构造以及安装进行认真考虑并作妥善安排。平衡重一般可分为固定式和活动式两种。活动平衡重主要用于自升式塔机，其特点是可以移动，易于使塔身上部作用力矩处于平衡状态，便于进行顶升接高作业。但是，构造复杂，机加工量大，造价较高。故国内大部分塔机均采用固较复杂，制造难度大，加工费用贵，但体形尺寸较小，迎风面积较小，有利于减少风载荷的不利影响。钢筋混凝土平衡重的主要缺点是体积大，迎风面积大，对塔身结构及稳定性项目自升塔机塔身向上延伸的顶端是塔顶又称塔幅或塔尖。其功能是承受起重臂拉杆和平衡臂拉杆传来的上部载荷，通过回转塔架转台，轴承座等的结构部件或直接通过转台传递由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管，人字架或塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖的共同特点按照一些传统的做法，塔顶通过回转塔架与转台联成一室受回转塔架构造的限制，不易解决好司机视野问题，以及防漏及联结处理等问题。同时，回转塔架主弦杆需要特别加室以代替装设在回转塔架内的嵌入式司机室的做法受到了欢迎，并得到日益推广。塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂度超过一定极限时，弦杆应力下降效果便不显著，过分加高塔尖高度不仅导致塔尖自重加大，而且会增加安装困难需要换用起重能力更大的辅助吊机。因此，设计时，应权衡各方面的条件选择适当的塔顶高度。下部有造作平台，顶部有供平衡臂拉索和吊臂刚性拉杆连接用的吊耳及起升钢丝绳穿绕的定滑轮。顶部还设有安全灯和避雷针，避雷针接地的要求必须按下面图示操作，此接地保QTZ500塔机采用前倾塔顶断面尺6m顶高项目司机室的使用要求：塔式司机室应能为司机提供一个较舒适的工作空间，不受风雨及沙尘的袭击及捆扰，有良好通风及隔声台，司机驾驶座椅，电压表，空气开关箱，插座，室灯并且司机室内小区气候应力争做到：温度20-24度，相对湿度40%-60%，空气流动速度不大于0.1m/s。司机室必须保证有于臂架根部附近，固定于塔顶的一侧；设置于塔身的顶部，现今天采用的大多是悬挂式司机室而且多设于转台以上项目臂根一侧。采用这种布设方式的司机室优异之处在于转台的加工制作可另行安排并实现专业化，不受主体结构生产安排的影响，功效高，成本低；在塔机转场运输中司机室可单独装车运输不受钢结构搬运作业的影响，方便、经济，并且不易损坏，在一些性能指标上悬挂式司机室同与塔身结构紧密接触的其他形式司机室相比能较好地满足使用要求。司机室设于回转塔架内部的不利之处：司机室受塔架结构构造的限制，不易解决好司机视野的问题，以及防漏及连接处理等问题。同时回转塔架主弦杆需要特别加强，增大造价。造型式是：吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移，并能平稳准确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂双吊点小车变幅臂架结构自重轻，据分析与同等起重性能的小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂架。这种臂架的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。分节问题臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点，使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最项目项目种。为便于组合成若干不同长度的臂架，除标准节间外，一个6m个6m和1个2m的延节和端头节。端头节构造应当简单轻巧，配有小车牵引绳换向滑轮、起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长，但可与任一标准节间配装，形成一个完整的起重臂。本塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形度点是：节省钢材，减轻重量，从而节约成本。其尺寸截面形项目2-12臂架截面及其腹杆布置造、塔顶高度及拉杆结构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂50m，共分九节。⑷腹杆布置和杆件材料选用矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式，而三角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式，也可布置方式各有特点。当采用顺斜置式式，焊缝长度较短、质量不易保证。焊因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于，这种布置方式应用区段不受限制，焊缝长度较长，强度易于保证，焊接变形较均匀，节点刚度较好，便于布置小车变幅机构。臂架杆件材料有多种选择可能性。一般情况下，上吊点⑸吊点的选择与构造分为单吊点和双吊点。其设计原则是：臂架长度小于50m，对最大起吊量并无特大要求，一般采用单吊点结大要求应采用双吊点，采用单吊点结构时，吊点可以设在上弦或下弦。吊点以左可看作简支梁，以右可看作悬臂梁。在塔身的刚度和整体稳定性．撑杆的长度可以调整，以满足塔腹杆体系采形布选用20号QTZQTZ500塔式起重机采用双吊点式拉杆结构,材料为项目项目身中心线到建筑物的距离限制．通常这个距离以3.5~5m设2-13附着装置性计算出其拉杆点作为位置，其中在平衡臂和吊臂上设有拉上支座上部分别与塔顶、起重臂、平衡臂连接，下部用它下面的小齿轮准确地与回转支承外齿圈啮合，另一面设有起升机构、变幅机构及小车牵引机构在构造上极为近似，均为了提高塔机生产率，加快吊装施工进度，无论是起升项目项目机构、变幅均应具备较高的工作速度，并要求从静停到全速运行，或从进行，避免产生急剧冲动，对金属结构产生破坏影响。对于高层建筑施工用的自升塔机来说，由于起升高度大，起重臂长，起重量大，对工作机构调速系统有更高的要求。起升机构是起重机机械的主要机构，用以实现重物的升降运动。起升机构通常由原动机、减速器、卷筒、制动器、钢丝绳、滑轮组和吊钩组成。本次设计的起升机构由一合三速电动机驱动，电动机型号YF225M-4/8/32N=15/15/3.7ZTD1齿轮变速箱驱动起升卷筒，本机构采用液力推杆制动器。起构还备有高度限位装置，避免起升时卷筒发生过卷现象，通过调整高度限位装器行程开关的碰块的位置，以实现吊钩在1-三速电机2-联轴器3-液力推杆制动器4-ZQ500圆柱齿轮减速器5-卷筒6-高度限位器机械传动：其动力是由发动机经机械传动装置传至起升项目项目工作机构，由于集中驱动，为保证各机构独立运动，整机的传动比较复杂。起升机构的电力传动：由直流或交流电动机通过减速器带动起升卷筒。直流电动机传动的机械特性适合起升机构工作要求，调速性能好，但直流电的获得较为困难。交流电机传动由于能式液压传动：有高速液压马达传动和低速大扭矩液压马达起、制动性能好，但容积效率较低，易影响机构转速，体积用电力传动综上，考虑经济性、工作情况、工作效益等，本次设计⑵起升机构的减速器起升机构的减速器通常有以下几种：圆柱齿轮减速器、选需制动力矩较大，通常采用带式制动器或点盘式制动器。本计将制动器布置在高速轴上，采用块式制动器。⑷滑轮组倍率项目率机器(t)塔机是靠起重臂回转来保障其工作覆盖面的。回转运动的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上回转机构由一台双速电动机驱动，经过力偶合器至行星齿轮减速机到主动小齿轮，再驱动回转支承大齿轮。本机构小，进而改善了塔机的工作状况。回转机构设成双回转式，通常由回转电动机、液力耦合器、回转制动器、回转减速器和小齿轮组成。⑴回转电动机回转电动机是整机的传动分流装置的一个传动元件，其选择由起重机的总动力源决定。⑵液力耦合器液力耦合器作用：一是软化传动特性，使输入和输出之间有微小转差，这样电动机起动力矩不至于一下输入到减速器，产生过大冲击；二是当有两台回转电动机同时并联工作转得慢的负载很轻。回转制动器选用常开式。回转制动在回转过程中不允许项目⑷减速器采用圆柱齿减速器是回转机构的关键组成部分，既要减速，又要承轮减速器紧凑，多用行星齿轮减速器，而且多极减速。制动器综上，回转机构由一台单速电动机驱动，动力经液力耦合器至行星齿轮减速器到小齿轮，在驱动回转支承大齿轮，为使回转定位准确，本机构中装有一套单片电磁制动器以实现回转止动，旋转动作停止时使用。回转机构简图如图2-15所示。双速电动机5-单排四点接触球式回转支承2-液力偶合器4-驱动小齿轮6-回转大齿轮为了满足物料装卸工作位置的要求，充分利用自身的起吊能力，塔式起重机需要经常改变幅度。变幅机构则是实现方式分为运行小车式和吊臂俯仰式。变幅机构简图项目本设计采用小车变幅，绳索牵引式小车变幅可使工作可靠，减轻起重臂载荷，而且因其驱动装置放在吊臂根部，平⑴驱动卷筒的型式有普通牵引卷筒和摩擦卷筒。采用普通牵引卷筒，工作可靠，但牵引卷筒较长，而且要有两根钢丝绳，采用铸造卷筒。后者牵引卷筒及钢丝绳长度可减少一半，但必须装设张紧导向轮且需经常调整牵引绳张力，以保擦卷筒能正常工作。本次设计采用普通卷筒。速度，则应选用双速电机。卷筒的传动机构可采用普通标准卷扬机，为使机构尺寸星摆线针轮减速器。制动器小车牵引机构采用电磁铁制动器，使起、制动平本次设计的变幅机构由一台双速电动机经带制动器的联轴节至摆线针轮减速机驱动卷筒。卷筒两端都固定有变幅钢丝绳的端头，无论变幅小车走到最外端或最里端，卷筒的放绳端都应有3~4圈的钢丝绳未放完。在放出和卷回的两根钢作一段时间，钢丝绳被拉长而挠度过大时，可用变幅小车的变幅机构及钢丝绳的缠绕方式如图2-16所示。1项目器1-变幅卷筒2-摆线针轮减速机3-制动器4-电动机安全装置是塔式起重机必不可少的关键设备之一，其作用是防止误操作和违章操作，以避免由误操作或违章操作所致的严重后果。塔式起重机的安全装置可分为限位开关、断电装置、钢丝绳防脱装置、风速计、紧急安全开关、安全⑴吊钩行程限位开关。用以防止吊钩行程超越极限，以结构和出现钢丝绳乱绳现象。⑵回转限位开关。用于限制塔式起重机的回转角度，防电环的塔式起重机，⑶小车行程限位开关。用以使小车在到达臂架头部或臂架根端之前停车，防止小车越位事故的发生。2.起升高度限制器起升高度限制器。起升高度限制器组要有重锤式和螺杆式。重锤式高度限制器优点是结构简单，使用方便；缺点是用钢丝绳悬挂，重锤经常与起升钢丝绳摩擦。螺杆式高度限制器器起重量限制器只控制或只显示起重机的极限载荷。在正项目器力矩限制器主要有传感器装置，吊臂长度检测装置，吊臂仰角检测装置，运算系统及显示部分和执行机构所组成。力矩限制器通过检测装置当时的吊臂长度和吊臂对水平面的倾角，并输入到运算系统内，计算出当时的工作幅度，然后最大载荷，并以此作为额定值。装设在变幅液压缸上的传感后得出起升载荷的实际值。当实际值大于额定值时，起重机已处于危险工作状态，这时力矩限制器会发出声响和灯光警报。报警装置，对每台自升式塔式起重机均是必备之物。风速仪应安装在塔机顶部至吊具最高位置间的不挡风处。6.钢丝绳防脱装置除此之外还有许多电子安全装置，用以保证工人工作的安全，使他们在安全、舒适的环境下工作。置塔机上采用的电子安全装置主要有三种：电子力矩限制.3.1整机工作级别塔式起重机的工作级别与它的利用等级(工作频繁程度)和载荷状态(受载荷的轻重和频繁程度)有关。根据使用状项目Q42C24m2.3.2机构工作级别构的工作级别按机构的利用等级和载荷状态分为六级：M-1M构工作总时间分为六级：T-T。机616构工作总时间规定为机构在设计寿命期内处于运转的总小时数，它仅作为机构零件的设计基础，而不能视为保用期。机构的载荷状态表明机构受载的轻重程度，按载荷谱系数分为13起升机构回转机构变幅机构顶升机构mmmmTLMTLMTLMTLM424433323121m塔机的基本参数有：幅度、起升高度、额定起升载荷、轴距、轮距、起重机重量、尾部回转半径和工作速度。定回转速度以及行走速度。塔机的主要性能参数如下：m大工作幅度50m，最小工作幅度2m.最大起重量4t，最小起重量0.85t项目起升高度m.回转速度0.36m/min,0.47m/min6.小车运行速度21m/min,42.5m/min倍率a=2起重量空220.818 (t)钩44上回转塔式起重机应按塔身受载最小的原则确定平衡重平衡重的设计要求：满载工作时，塔身承受的前倾弯矩非工作状态时塔身的后倾弯矩。12M3max456max45645612项目3456123123max456456123M6max12345123456789构构构车位装置塔式起重机各部件对塔身的中心力矩重量(t)(m)0-1力矩(tm)0-1.7347104-0.0038445-11.566臂臂臂臂臂项目臂臂臂臂计600000000000000000000M=0.556.483+76.947+12.025+0.456-10.578-13.2526tm丝绳对塔身中心的力矩:项目项目M=42.5+7.333+6.65+4.725=61.208tm(1) M——最大起重力矩(tm)R——幅度(m)臂长(m)(m)2a幅度 2a幅度 2a幅度 2a44项目QTZ50--2倍率力矩曲线200000002468101214161820222426283032343638404244464850QTZ曲线002468101214161820222426283032343638404244464850塔式起重机一般都是在露天工作，因此必须考虑风载荷塔式起重机风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载荷两类。工作状态风载荷是指塔式起重机在正常工作情况状态最大风载荷F两种。非工作状态风载荷F是塔式起重ww3最大计算风力(如暴风产生的力)。-p7-.2之规定，参照参考书目1-p15-表1-3-9项目项目(GB3811-83)风压选择如表2-6所示。1压，用于计算结构的强22502度、刚度、稳定性和整2-18工作工况Ⅰ示意图1)风力系数选取1)风力系数选取组成的空间结构，其整体结构的风力系数可取为单片结构的风力系数，护栏为W2)由平衡臂的设计尺寸计算迎风面积-p8-.4-b之规定，对于两片并列等高型式相同的结为：Ⅰ风载荷项目121111122212与前片桁架充实率ω及两片桁架间隔比l/h有1s12111212120A=Lh=11.523×1.005=11.581m20l=1.22m,l/h=1.22/1.005≈1ss3)风力计算-p7-.1之规定，风力计算公式:F=CpAWWW式中：F——作用在塔式起重机上和物品上的风载荷(F，WW1W2WWWW入得，F=1.4×250×5.455=1909.25NWC，则可知结构充实率ω=1WWF50×0.654=196.2NWC平衡重迎风面积按实体计算，可知结构充实率ω=1F=1909.25WNF=196.2NWF=765Nw∑F=W2870.75N项目项目C=1.2wp=250PawwX=-11.5mC∑F=1909.25+196.2+765=2870.75NWM.25×6.5865+196.2×9.425+765×11.5KW1.96NmX=-23221.96/2870.75=-8.09mCF=6500NW上弦杆为无缝圆管，下弦杆为角钢焊合箱形截面管，腹杆为圆管的三角形节面空间结构，此工况下受侧向风力作用。三角形截面空间结构的风载荷按其垂直于风向的投影面积所受F=6500NWA=0.4×0.8×50=16m2WW代入得，F=1.25×1.3×250×16=6500NWC.牵引机构风力计算牵引机构迎风面积按实体计算轮廓外形已知：结构充实率ω=1∑F=6563WNA取其近似值A=1×0.43×0.486=0.21m2WNWWF0×0.21=63NWC起重臂及其上构件合计∑F=6500+63=6563NW∑M=6500×23.32+63×6.1=151964.3NmKW项目项目X=151964.3/6563=23.155mCF=454.875WN三角形截面空间F=454.875WNWW代入得，F=1.2×250×1.25×1.213=454.875NWF=430.5NWF=430.5NWC7.上下支座风力计算A取其近似值A=1×0.41×(1.5+2.0)=1.435m2WW代入得，F=1.2×250×1.435=430.5NWCFF=9918NWAAAA236=33.06m2WWF.2×250×33.06=9918NWCF=287.35WF=287.35WNN风载荷风载荷项目项目WW代入得，F=1.4×250×0.821=287.35NWⅡF=230.4NW2-19工作工况ⅡW2.起升机构风力计算WWWF=813.9F=813.9NWWW=1331.65N=1331.65NWWW∑F=287.35+230.4+813.9=1331.65NWn片型式尺寸相同，且间隔相等的并列结构在纵向风力F=38.1NWF=38.1NW1111则A=(1-0.49)×0.4×0.176/(1-0.4)=0.117m2W项目WWWWNW∑F=38.1+122.1=160.2NWWW代入得，F=1.2×250×1.25×1.213=454.793NWWWFNWF=9918NWF=122.1NW∑F=W160.2NF=FW454.793NF=430.5NW项目F=FW35NF=230.4W风载荷方向与起重臂方向平行(吊臂与平衡臂旋转Ⅲ风载荷平行(吊臂WWWF=813.9NW∑F=WWWFNW3m2WWW平衡臂及其上构件合计∑F=287.35+230.4+813.9=1331.65NWFFFF项目项目n片型式尺寸相同，且间隔相等的并列结构在纵向风力F=122.1NWF=122.1NW111∑F=∑F=W1则A=(1-0.49)×0.4×0.176/(1-0.4)=0.117m2WWF50×0.117=38.1NW=W4=W454.793NWWF=1.2×250×0.407=122.1NW件合计F=430.5NW∑F=430.5NWWW=W=WW代入得，F=1.2×250×1.25×1.213=454.793NWWWF1.2×250×1.435=430.5NW项目项目矩形截面边长比为1：1＜2，风载荷取为风向着矩形边长作F=1.2×9918=11901.6NWF=FWW2-21非工作工况Ⅳ2-21非工作工况ⅣFW=1073.76NFW=1073.76NWWF×1100×0.821=1264.34NWFW=3581.16NFW=3581.16N∑F=W6N6NWWF×1100×0.768=1073.76NW3m2WWFFFFFF项目项目F×2.713=3581.16NFF=167.31NW∑F=1264.34+1073.76+3581.16=5919.26NWn片型式尺寸相同，且间隔相等的并列结构在纵向风力F=537.24NWF=537.24NW111∑F∑F=W则A=(1-0.49)×0.4×0.176/(1-0.4)=0.117m2WW代入得，F=1.3×1100×0.117=167.31NW=W45N=W45NWW代入得，F=1.2×1100×0.407=537.24NW件合计∑F=167.31+537.24=704.55NWF=1894.2F=1894.2NWW0~20m0~20m=W代入得，F=1.2×1100×1.25×1.213=2001.45NW20~36m=WW项目性WF35=1894.2NW12W计算风压0~20mp计算风压0~20mp=800PaW20~36mp=1100PaW代入得，0~20mF=1.2×800×33.06×20/36=17632NW20~36mF=1.2×1100×33.06×16/36=19395.2NW2.7整机的抗倾翻稳定性起重机抗倾翻稳定性是指起重机在自重和外载荷作用下抵抗翻倒的能力，保证起重机具有足够的抗倾覆稳定性，是起重机设计中的基本要求之一。塔式起重机重心高，工作半径大，而支撑轮廓尺寸又相对较小，一旦失去稳定就可能造要对塔式起重机工作状态的抗倾翻稳定性，非工作状态的抗倾翻稳定性，安装、拆除时的抗倾翻稳定性进行验算。倾翻稳定性应按下表所列工况进行校核。工况1.基本稳定性2.动态稳定性3.暴风侵袭4.突然卸载说明非工作状态表中各工况的稳定条件规定为，塔式起重机极其部件的荷在内的各项载荷对倾翻边的力矩代数和大于零(即∑M大M=M1项目Ⅰ验算风。1.平衡臂部分(平衡臂、起升机构、平衡臂拉杆、平衡M=1.606×(6.59+2.3)+1.406×(9.43+2.3)+0.34974×1(4.96+2.3)+8×(11.5+2.3)=14.277+16.492+2.539+110.4=143.708tm2.起重臂部分(吊臂、变幅机构、载重小车、吊臂拉杆、M=3.3×(23.32-2.3)+0.075×(6.1-2.3)+0.1467×250+1.392+10.633-0.7322.3+1.5×0.133×50+1.5=69.366+0.285+7.335+10.34+80.79=168.116tm3.塔身部分(塔顶、上下支座、回转机构、回转支承、M=(1.005+1.438+0.18154+0.5+0.2848+1.929+0.5393×39094×2.3=29.6917tm础部分M=39×2.3=89.7tm1342=143.708+29.6917+89.7-1.2×168.116=61.3605tm＞0。1.平衡臂部分(平衡臂、起升机构、平衡臂拉杆、平衡12.起重臂部分(吊臂、变幅机构、载重小车、吊臂拉杆、2M=M2M=M329.6917tmM=M4tm05tm塔机稳定可靠M=M1M=M2157.344tmM=M3.6917tmM=M4.7tm项目Ⅱ验算风42×50=69.366+0.285+7.335+10.34+70.018344tm3.塔身部分(塔顶、上下支座、回转机构、回转支承、M=29.6917tm34.基础部分45.惯性载荷塔式起重机或起重小车与缓冲器碰撞时，作间之前塔式起重机或起重小车的运行速度取为0.7~1.0倍最大正常工作速度。在设有可靠的自动减速控制装置时取小响。对于塔式起重机常用的弹簧缓冲器，可取φ7为1.25；612347=50.7357tm＞0暴风侵袭，非工作状态，风向由平衡臂吹向起重臂，有1.平衡臂部分(平衡臂、起升机构、平衡臂拉杆、平衡M=1.606×(6.59-2.3)+1.406×(9.43-2.3)+0.34974×1(4.96-2.3)+8×(11.5-2.3)M=M6m塔机稳定可靠M=M191.445tmM=M2117.5796tmM=M3.6917tmM=M4项目Ⅳ突然=6.89+10.025+0.93+73.6=91.445tm2.起重臂部分(吊臂、变幅机构、载重小车、吊臂拉杆、M=3.3×(23.32+2.)3+0.075×(6.1+2.+0.1467×250+1.392+10.633+0.7372.3+0.133×50+0.0942×50=84.546+0.63+7.335+13.7086+11.36=117.5796tm3.塔身部分(塔顶、上下支座、回转机构、回转支承、M=29.6917tm34.基础部分4M×1.25=956930.58Nm=95.693tm12345=-1.2×91.445+117.5796+29.6917+89.7+95.693=222.9303tm＞01.平衡臂部分(平衡臂、起升机构、平衡臂拉杆、平衡M.445tm12.起重臂部分(吊臂、变幅机构、载重小车、吊臂拉杆、23.塔身部分(塔顶、上下支座、回转机构、回转支承、M=29.6917tm34.基础部分.7tmM=M595.693tm03tm塔机稳定可靠M=M191.445tmM=M295.4476tmM=M3.6917tmM=M4.7tmM=M55541tm塔机稳定可靠项目向算4M=10.732tm12345=-1.2×91.445+95.4476+29.6917+89.7-1.2×固定式塔机使用的混凝土基础的设计应满足抗倾翻稳定性和强度条件。根据《塔式起重机设计规范GB/T13752-92》e=(M+F×h)/(F+F)≤b/3hvgvhgF=25.12t=25.12×104NvF=39t=39×104NgF=F+F+F+F+Fh平衡臂起重臂塔顶塔身支座=230.4+160.286+454.793+7140.96+430.5=8416.939NFh=8416.939×1.1=9258.6329NmhM=42.5×104Nm物品M=1331.808×36.509+160.286×36.4+风454.793×37.982+9918×18+184.5×7+246×37.669=48622.978+5834.41+17273.948+178524+6669.122+9266.574Nm=222431.032Nm项目M=M+M物品风=42.5×104+22.24×104=64.74×104Nm代入得：e=(64.74×104+0.809×104)/(25.12×104+39构件名称平衡臂起升机构平衡臂拉杆变幅机构平衡重载重小车一个标准节起重臂塔顶上下支架上接盘重量(Kg)04.820321.47力矩(N.m)-106000-167310-19590600-943040293.32650039000000-268696.68架所受载F=203214.7NM=-268696.68Ngm项目为方便校核套架稳定性，合理的简化其腹条的分布，使之规图xyy1项目度l503(1)求计算长度l,lya=0.6时，受压构件的长度系数=0.41；l1la=0.7时，受压构件的长度系数=0.41；l1l所以，a=0.625时，受压构件的长度系数=0.41；l1lxy1(2)求轴力N和弯矩M：y套0；液压顶升机构的质量为m=605.9Kg，产生的弯矩为液液套液y液A=D2d211111l=l=xyM=yNgm1I=III项目Dy1y1=rr=ry1x1求惯性I673.3333ry1==4.103cmy1A401r=4.103cm 腹杆截面积A=2224式中：D为腹杆外径，即D=57mm；22d为腹杆内径，即d=57mm-2x5mm=47mm；24(3)截面几何特征：1yA160l206.23yr100.08A=A2yyyx (N项目比AAhyyA2(4)单肢长细比：xx1r4.103(5)抗弯模量：ya20022wy由于套架不受横向载荷，所以M=0；根据套架受力NWhyxxxNNyNNx=yw架整体稳架整体稳项目项目1-顶升油缸的大小可由计算得到，顶升油缸的大小直接影顶升油缸的大小可由计算得到，顶升油缸的大小直接影响油缸的工作能力，也影响塔机的顶升、进节能否进行，故QTZ50塔机上部重量(包含配重量)为G吨(即G×由于平衡臂质量为1.606吨；起升机构为1.406吨；平衡臂拉杆为0.35吨；吊臂拉杆为0.7327吨；变幅机构为算G=22.86t项目G=1.606+1.406+0.35+0.7327+0.07477+8+0.14666+0.133(缸径)的计+0.606+3.3+1.005+1.438+1.124+0.18154+0.2848+0.539+1算.929MpaG=28.22×4.784.93mmD速度比6；22(1)计算项目所以，d=14021=98.99(mm)；圆整取d=100mm。2(2)强度验算查《起重机设计手册》，表6—4—17得：最大推力活塞杆工作时，一般主要受轴向抗压作用力，因此活塞杆的强度验算可按直杆拉压公式计算，即=杆的强度验算可按直杆拉压公式计算，即=[]n选活塞杆材料为45钢，查《机械设计手册》得：b4F将以上数据代入公式[]得：4F4F[]120106(3)稳定性验算活塞杆容易出现不稳定状况，产生纵向弯曲破坏，这时必须通常计算时把液压缸整体看成一个和活塞杆截面相等的k项目k2L2算E——材料的弹性模数，对钢而言E=2.1105MPa；J——活塞杆截面惯性矩，kDpkk稳定性可靠k压杆稳定公式为压杆稳定公式为Fknkn——安全系数，一般取3.5~5，本设计取n=3.5kkk液压缸壁厚6和外径D由强度条件确定。1(1)缸筒壁厚的计算4项目算6=pNDNN[]=0，45钢为脆n性材料，所以==