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1、毕业设计说明书题目：QTZ40塔式起重机总体及臂架设计第1章前言11.1概述11.2发展趋势1第2章总体设计22.1概述22.2确定总体设计方案22.3总体设计原则292.4平衡臂与平衡重的计算302.5起重特性曲线322.6塔机风力计算332.7整机的抗倾覆稳定性计算 432.8固定基础稳定性计算 49第3章吊臂的设计计算503.1分析单吊点与双吊点的优缺点503.2吊臂吊点位置选择513.3吊臂结构参数参数523.4有限元模型建立过程的几点简化 533.5吊臂结构的有限元分析计算543.6计算结果分析693.7吊臂强度校核-763.8吊臂稳定性校核-76毕业设计小结87致谢88参考文献89
2、设计项目计算与说明结果设计项目计算与说明结果前言第1章前日概述1.1概述塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中 起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家 上白年塔机发展的路程，如今已达到发达国家九十年代末期 水平并跻身于当代国际市场。QTZ40型塔式起重机简称 QTZ40型塔机，是一种结构 合理，性能比较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机 具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用丁建 筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭乍地区和丘 陵地带建筑施工。局层建筑施工中，它的幅度利用率比其他 类型起重机局，其幅度利用率可达全幅度的 80%。QTZ40型塔式起重机
3、是400kN m上回转自升式塔机。 上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的 塔机，几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高，所 以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以 用它去完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很发展趋大。势1.2发展趋势塔式起重机是在第二次世界大战后才真正荻得发展的。 在六十年代，由丁高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内 部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了 比较先进的技术，如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十 年代后，它的服务对象更为广泛。因此，幅度、起重量和起 升高度均有了显著的提高。就工程起重机而言，今后的发展主要表
4、现在如下几个方 面：整机性能：由丁先进技术和材料的应用，同种型号的 产品，整机重量要轻20%左右；高性能、高可靠性的配套 件，选择余地大、适应性好，性能得到充分发挥；电液比例 控制系统和智能控制显示系统的推广应用；操作更方便、 舒适、安全，保护装置更加完善；向吊重量大、起升高度、 幅度更大的大吨位方向发展。设计项目计算与说明结果总体设 计概述确定总体设计 万案塔机金 届结构塔顶第2章总体设计2.1概述总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节， 它是后续设 计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下，才有它更好 的完成设计。它是对满足塔机技术参数及形式的总的构想， 总体设计的成败关系到塔机的经济技
5、术指标，直接决定了塔 机设计的成败。总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行，一般由 总工程师负责设计。在接受设计任务以后，应进行深入细致 的调查研究，收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前 的国内外塔机的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分 析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机 型达到国家有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经 济性好，工艺简单，工作可靠。2.2确定总体设计方案QTZ40塔式起重机是上回转液压自升式起重机。尽管其 设计型号有各种各样，但其基本结构大体相同。整台的上回 转塔机主要由金届结构，工作机构，液压顶升系统，电器控 制系统及安全保护装置等五大部分组
6、成。2.2.1金届结构塔式起重机金届结构部分由塔顶，吊臂，平衡臂，上、下 支座，塔身，转台等主要部件组成。对丁特殊的塔式起重机， 由丁构造上的差异，个别部件也会有所增减。金届结构是塔 式起重机的骨架，承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载 荷，是塔式起重机的重要组成部分，其重量通常约占整机重 量的一半以上，因此金届结构设计合理与否对减轻起重机自 重，提高起重性能，节约钢材以及提高起重机的可靠性等都 有重要息义。1.塔顶自升塔式起重机塔身向上延伸的顶端是塔顶， 乂称塔帽或 塔尖。具功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷， 并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台设计项目计算与说明
7、结果传递给塔身结构。自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱 式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个 转柱，由丁构造上的一些原因，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。人字架式塔尖部件由一个平 面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一 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 的共同特点是构造简单自重轻，加工容易，存放方便，拆卸 运输便利。塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂架 长度的1/7-1/10 ,长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高度 超过一定极限时，弦杆应力下
8、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。本设计采用前倾截锥柱式塔顶，断面尺寸为1.36m x1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管 焊接而成，顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的皎销吊耳， 以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮， 顶部应装有安全灯和避富针。 其结构如图2-1所示：采用前倾截锥柱式塔顶图2-1塔顶结构图2.起重臂设计项目计算与说明结果吊臂 构造型 式分节问 题1) 构造型式塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂，按构造型式可分为：小车变幅水平臂架；俯仰变
9、幅臂架，简称动臂；伸 缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。小车变幅水平皆架，简称小车皆架，是一种承受压弯作 用的水平臂架，是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是： 吊膏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架。小车臂架可概分为三种、同型式：单吊点小车臂架，双 吊点小车皆架和起重机与平衡皆架连成一体的锤头式小车皆 架。单吊点小车变幅臂架是静定结构，而双吊点小车变幅臂 架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单 吊点式构造；双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大丁 50m。 双吊点小车变幅皆架结构自重轻，据分析与同等起重性能的 单吊点小
10、车变幅臂架相比，自重均可减轻5%-10%。小车变幅皆架拉索吊点可以设在下弦处，也可设在上弦处，现今通 用小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂架。这种臂 架的下弦杆上半面均用作小车运行轨道。2) 分节问题皆架型式的选定及构造细部处理取决丁塔机作业特点， 使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最 佳选择，首先要解决好分节问题。小车皆架常用的标准节间长度有 6、7、8、10、12m五 种。为便丁组合成若T不同长度的臂架，除标准节间外，一 股都配设12个35m长的延按节，一个根部节，一个首部 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
11、小计入臂架总 长，但可与任一标准节问配装，形成一个完整的起重臂。本采用小车变幅水平臂架选用标准节长度为6m,另加上3.84m长的延接N设计项目计算与说明结果截面形式及截面尺度采用正三角形截面次设计选用标准节长度为 6m,另加上3.84m长的延接节 其示意图见图2-2:3）截面形式及截面尺度塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形 截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面， 本次设计的QTZ40采用正三角形截面。选用这种方式的优点 是：节省钢材，减轻重量，从而节约成本。其尺寸截面形式 如图2-3所示：腹杆布置和杆件材料选用图2-3臂架截面及其腹杆布置1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆臂架 1-7 节：B=1020mm H=800mm臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、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。截面宽度主要与臂架全长有关。设 计臂架长度为40m ,共七节。4）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
