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1、设计项目计算与说明结果前言塔式起重机概述塔式起重机发展情况塔式起重机的发展趋势总体设计概述总体设计方案的确定金属结构安装基础底架结构塔身结构塔身标准节塔身结构设计要领塔身接高问题套架与液压顶升机构爬升架顶升机构套架液压顶升回转支承装置柱式回转支承滚动轴承式回转支承平衡臂塔顶司机室起重臂构造型式分节问题截面形式及截面尺度腹杆布置和杆件材料选用吊点的选择与构造附着装置拉杆上、下支座工作机构起升机构起升机构的传动方式起升机构的减速器起升机构的制动器滑轮组倍率回转机构回转电动机液力耦合器制动器减速器变幅机构安全保护装置限位开关又称限位器起升高度限制器起重量限制器力矩限制器风速仪钢丝绳防脱装置电子安全装
2、置总体设计原则整机工作级别机构工作级别主要技术性能参数平衡臂与平衡重的计算起重特性曲线起重特性曲线塔机风力计算工作工况 风载荷方向与起重臂方向垂直工作工况 风载荷方向与起重臂方向平行工作工况 风载荷方向与起重臂方向平行（吊臂与平衡臂旋转5)非工作工况 风载荷方向与起重臂方向平行整机的抗倾翻稳定性工作工况验算基本稳定性,工作状态，静态无风工作工况验算动态稳定性，工作状态，动态有风非工作工况暴风侵袭，非工作状态，风向由平衡臂吹向起重臂,有向后翻的倾向工作工况突然卸载，工作状态,料斗卸载，有向后翻的倾向固定基础稳定性计算套架的稳定性校核套架所受载荷和弯矩的计算套架简化示意图求计算长度 ,轴力N和弯矩
3、 求计算长度 求轴力N和弯矩 截面几何特征计算求面积求惯性矩 ，和回转半径 ， 腹杆截面几何特征单肢长细比抗弯模量计算修正系数 顶升油缸的选型计算缸筒内径（缸径）的计算塔机上部重量计算油缸内径D活塞杆直径计算强度验算稳定性验算油缸壁厚及外径计算缸筒壁厚的计算缸筒外径计算液压顶升其他元件选型滤油器的选择电动机的选择齿轮泵的选择管路的选择管子内径d的计算管子壁厚 的计算溢流阀的选择手动换向阀的选择液压油的选择压力表的选择压力表开关的选择联轴器的选择平衡阀的选择结论第1章 前言1。1 塔式起重机概述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
4、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8%，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。同时,为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、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点: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。3. 要求装拆、运输方便迅速，以
5、适应频繁转移工地的需要.Q50型自升式塔式起重机,其吊臂长5米,最大起重量4吨，额定起重力矩0吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品,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,可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工.整机结构不算太大,可满足中小型施工的要求。本机以基本高度(独立式）36米。用户需高层附着施工，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设计高度10米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。1。2 塔式起重机发展情况塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工
6、程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，12年成功制成第一台比较完整的塔式起重机， 在我国，塔式起重机的生产与应用已有0多年的历史，经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。2世纪50年代,为满足国家经济建设的需要,中国引进了前苏联以及东欧一些国家的塔式起重机,并进行仿制.194年仿制民主德国设计的样机，在抚顺试制成功了中国第一台Q2-6型塔式起重机。随后又仿照前苏联样机，研制了15t与5t塔式起重机，这个时期中国生产与使用的塔式起重机的数量都较少。2世纪0年代，由于高层、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,如直流电机调
7、速、可控硅调速、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。161年，首先在北京试制成功了红旗-1型塔式起重机,它也是中国最早自行设计的塔式起重机。随后，中国又自行设计制造了T-6型等塔式起重机,至1965年全国已有生产厂10余家，生产塔式起重机36多台。这些塔式起重机都是下回转动臂式,可整体托运，能满足六层以下民用建筑施工的需要。20世纪七十年代，塔式起重机服务对象更为广泛。塔式起重机的幅度、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。中国塔式起重机进入了技术提高、品种增多的新阶段.19
8、72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T-10型自升式塔式起重机，该机的起重力矩为1600kNm.这一时期还先后开发了ZT100、ZT120、Z280等小车变幅自升式塔式起重机、QT小车变幅内爬式塔式起重机，QTL16、T40、T5、QTG40、60下回转动臂自行架设快装塔式起重机等，其年产量最高超过90台，标志着中国塔式起重机行业进入了一个新的阶段.0世纪8年代,中国塔式起重机相继出现了不少新产品，主要有TZ100、TZ120等自升式塔式起重机,QT60、QT6、QT25HK等下回转快装塔式起重机等。这些产品在性能方面已接近国外70年
9、代水平，这一时期的最高年产量达1400台。与此同时，随着改革开放和国际技术交流的增多,为满足建筑施工的需要,也从国外引进了一些塔式起重机,其中有联邦德国的Lieher、法国的tin以及意大利的Edilmc等公司的产品.由于这些塔式起重机制造质量较好，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计与制造技术的进步。20世纪0年代以后，中国塔式起重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2世纪5年代的几十台截至200年约为6万台。至此,无论从生产规模、应用范围和塔式起重机总量等角度来衡量,中国均堪称塔式
10、起重机大国。1。3塔式起重机的发展趋势根据国内外一些技术资料的介绍，塔式起重机的发展趋势具体归纳为以下几个方面.、吊臂长度加长在20世纪60年代初，吊臂长度超过40的较少，7年代吊臂长度已能做到70m。快速拆装下回转塔式起重机的吊臂长度可达到3m。自升式塔式起重机吊臂是可以接长的,标准臂长一般为3040m,可以接长到5060.重型塔式起重机吊臂则更长.随着塔式起重机设计水平的提高，可以解决由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,且能调速由于调速技术的进步,混轮组倍率的可变、双速、三速电动机及直流电动机调速的应用,使塔
11、式起重机工作速度在逐渐提高。20世纪0年代生产的塔式起重机工作速度较低,起升速度一般只有230/min，回转速度为1r/mn，变幅速度为04m/min，大车行走速度为1040mmn，而近几年来塔式起重机工作速度已有提高.起升机构普遍做到具有4种工作速度，重物起升速度超过00mmn者已经很多,构件安装就位速度可在010m/min范围内进行选择，回转速度一般可在01rmin之间进行调节,小车牵引和塔式起重机行走大多也有23种工作速度，小车牵引速度最快可达60m/min。3、改善操纵条件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
12、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，还可以根据事先编排的程序自动进行吊装.4、更多地采用组装式结构为了便于产品更新换代,简化设计制造、使用与管理，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、臂架的力学性能，减轻塔式起重机自重，而且可明显减少使用单位塔架、臂架的储备量，为降低成本、简化管理创造了条件。第2章总体设计2.1概述 塔式起重机是工业与民用建筑施工中，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
13、他类型起重机高。塔式起重机的起升高度、工作幅度和起重力矩都很大,这就要对其受力、稳定性等进行考虑与计算.塔机的主要性能参数包括:起重量、起升高度、幅度、各机构工作速度、重量指标和起重力矩等。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性能的依据。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。设计原则应当在保证所设计的机型达到国家有关标准的
14、同时,力求结构合理，技术先进，积极性好，工艺简单,工作可靠。2.2总体设计方案的确定TZ50型塔式起重机是上回转、水平臂架、液压自升式的结构形式,由金属结构、工作机构和驱动控制系统三部分组成.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，从而选出合理的设计方案。2。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。金属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
15、以上，因此金属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意义.1.基础高层建筑施工用的附着式塔式起重机都采用小车变幅的水平臂架，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。对于有底架的固定自升式塔式起重机,可视工程地质条件，周围环境以及施工现场情况选用X形整体基础,四个条块分隔式基础或者四个独立块体式基础。对于无底架的自升式塔式起重机则采用整体式方块基础.X形整体基础的形状及平面尺寸大致与塔式起重机X形底架相似。塔式起重机的X形底架通过预埋地脚螺栓固定在混凝土基础上,此种形式多用于轻型自升式塔式起重机，如图2-所示。 形整体基础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
