【正文】 上、下支座 塔身 塔身結(jié)構(gòu)斷面型式 圖 24 平衡臂 2） 平衡重 平衡重屬于平衡臂系統(tǒng)的組成部分，它的用量甚是可觀，輕型塔機(jī)一般至少要用 3～ 4t，重型自升式塔機(jī)要裝有近 30t平衡重。它由兩根槽鋼縱梁或由槽鋼焊成的箱形斷面組合梁和系桿構(gòu)成。從實(shí)用上來(lái)看，正三角形斷面桁架式平衡臂似不如 倒三角形斷面桁架式平衡臂。在框架的上平面鋪有走道板，走到板兩旁設(shè)有防護(hù)欄桿。短平衡臂的優(yōu)點(diǎn)是：便于保證塔機(jī)在狹窄的空間里進(jìn)行安裝架設(shè)和拆卸，適合在城市建筑密集地區(qū)承擔(dān)施工任務(wù)的塔機(jī)使用，不易受鄰近建筑物的干擾，結(jié)構(gòu)自重較輕。 3. 平衡臂與平衡重 QTZ40 塔式起重機(jī)是上回轉(zhuǎn)塔機(jī)。若臂架總長(zhǎng)在 50m 以上，或?qū)缰懈浇畲笃鸬趿坑刑卮笠髴?yīng)采用雙吊點(diǎn)。下弦采用等邊角鋼對(duì)焊的箱型截面桿件，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有良好的抗壓性能。 臂架桿件材料有多種選擇可能性。 當(dāng)采用順斜置式式，焊縫長(zhǎng)度較短、質(zhì)量不易保證。截面寬度主要與臂架全長(zhǎng)有關(guān)。小車(chē)變幅水平臂架大都采用正三角形截面，本次設(shè)計(jì)的 QTZ40 采用正三角形截面。端頭節(jié)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單輕巧，配有小車(chē)牽引繩換向滑輪、起升繩端頭固定裝置。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車(chē)運(yùn)行軌道。 單吊點(diǎn)小車(chē)變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點(diǎn)小車(chē)變幅臂架則是 超靜定結(jié)構(gòu)。 小車(chē)變幅水平臂架，簡(jiǎn)稱(chēng)小車(chē)臂架，是一種承受壓彎作用的水平臂架，是各式塔機(jī)廣泛采用的一種吊臂。腹桿采用圓鋼管。 塔頂高度與起重臂架承載能力有密切關(guān)系，一般取為臂架長(zhǎng)度的 1/71/10，長(zhǎng)臂架應(yīng)配用較高的塔尖。截錐柱式塔尖實(shí)質(zhì)上是一個(gè)轉(zhuǎn)柱，由于構(gòu)造上的一些原因，低部斷面尺寸要比塔身斷面尺寸為小，其主弦桿可視需要選用實(shí)心圓鋼，厚壁無(wú)縫鋼管或不等邊角鋼拼焊的矩形鋼管。金屬結(jié)構(gòu)是塔式起重機(jī)的骨架，承受塔機(jī)的自重載荷及工作時(shí)的各種外載荷，是塔式起重機(jī)的重要組成部分，其重量通常約占整機(jī)重量的一半以上，因此金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否對(duì)減輕起重機(jī)自重，提高起重性能，節(jié)約鋼材以及提高起重機(jī)的可靠性等都 3 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 吊臂 構(gòu)造型式 有重要意義。 盡管其設(shè)計(jì)型號(hào)有各種各樣，但其基本結(jié)構(gòu)大體相同。 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)各個(gè)部件和各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行，一般由總工程師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。 就工程起重機(jī)而言，今后的發(fā)展主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方 2 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 確定總體設(shè)計(jì)方案 塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu) 塔頂 面： ①整機(jī)性能：由于先進(jìn)技術(shù)和材料的應(yīng)用，同種型號(hào)的產(chǎn)品，整機(jī)重量要輕 20%左右；② 高性 能、 高可靠性的配套件，選擇余地大、適應(yīng)性好 ,性能得到充分發(fā)揮； ③ 電液比例控制系統(tǒng)和智 能控制顯示系統(tǒng)的推廣應(yīng)用； ④ 操作更方便、舒適、安全，保護(hù)裝置更加完善 ；⑤ 向吊重量大、起升高度、幅度更大的大噸位方向發(fā)展。在六十年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛使用了內(nèi)部爬升式和外部附著式塔式起重機(jī)。上回轉(zhuǎn)自升塔式起重機(jī)是我國(guó)目前建筑工程中使用最廣泛的塔機(jī)，幾乎是萬(wàn)能塔機(jī)。 全套圖紙，加 153893706 QTZ40 型塔式起重機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng) QTZ40 型塔機(jī)，是一種結(jié)構(gòu)合理，性能比較優(yōu)異的產(chǎn)品，比較國(guó)內(nèi)同規(guī) 格同類(lèi)型的塔機(jī)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足高層建筑施工的需要，可用于建筑材料和預(yù)制構(gòu)件的吊運(yùn)和安裝，并能在市內(nèi)狹窄地區(qū)和丘陵地帶建筑施工。 高層建筑施工中，它的幅度利用率比其他類(lèi)型起重機(jī)高，其幅度利用率可達(dá)全幅度的 80%。它的最大特點(diǎn)是可以架得很高，所以所有的高層和超高層建筑、橋梁工程、電力工程，都可以用它去完成。并在工作機(jī)構(gòu)中采用了比較先進(jìn)的技術(shù)，如可控硅調(diào)速、渦流制動(dòng)器等。 第 2 章 總體設(shè)計(jì) 概述 總體設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是后續(xù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和框架。 在接受設(shè)計(jì)任務(wù)以后，應(yīng)進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，收集國(guó)內(nèi)外的同類(lèi)機(jī)械的有 關(guān)資料，了解當(dāng)前的國(guó)內(nèi)外塔機(jī)的使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研的情況，并進(jìn)行分析比較，制定總的設(shè)計(jì)原則。整臺(tái)的上回轉(zhuǎn)塔機(jī)主要由金屬結(jié)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)，液壓頂升系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)及安全保護(hù)裝置等五大部分組成。 1. 塔頂 自升塔式起重機(jī)塔身向上延伸的頂端是塔頂，又稱(chēng)塔帽或塔尖。人字架式塔尖部件由一個(gè)平面型鋼焊接桁架和兩根定位系桿組成。但是塔 尖高度超過(guò)一定極限時(shí)，弦桿應(yīng)力下降效果便不顯著，過(guò)分加高塔尖高度不僅導(dǎo)致塔尖自重加大，而且會(huì)增加安裝困難需要換用起重能力更大的輔助吊機(jī)。塔頂高 米。其優(yōu)點(diǎn)是：吊臂可借助變幅小車(chē)沿臂架全長(zhǎng)進(jìn)行水平位移，并能平穩(wěn)準(zhǔn)確地進(jìn)行安裝就位。 幅度在 40m以下的小車(chē)臂架大都采用單吊點(diǎn)式構(gòu)造；雙吊點(diǎn)小車(chē)變幅臂架結(jié)構(gòu)一般幅度都大于 50m。 2） 分節(jié)問(wèn)題 采用小車(chē)變幅水平臂架 選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為 6m，另加上 2m長(zhǎng)的延接節(jié) 5 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 及截面尺度 腹桿布置和桿件材料選用 臂架型式的選定及構(gòu)造細(xì)部處理取決于塔機(jī)作業(yè)特點(diǎn)，使用范圍以及承載能力等因素，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通盤(pán)考慮作出最佳選擇，首先要解決好分節(jié)問(wèn)題。此端頭節(jié)長(zhǎng)度不計(jì)入臂架總長(zhǎng)，但可與任一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間配裝，形成一個(gè)完整的起重臂。選用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省鋼材，減輕重量，從而節(jié)約成本。設(shè)計(jì)臂架長(zhǎng)度為 40m，共分 七 節(jié)。焊接變形不均勻，節(jié)點(diǎn)剛度較差，且不便于布置小車(chē)變幅機(jī)構(gòu)。一般情況下，上吊點(diǎn)小車(chē) 變幅臂架的上弦以選用 16Mn 實(shí)心鋼為宜，但造價(jià)要高。因此上弦桿選用 ? 89 ? 89 7，下弦選用的角鋼型號(hào)為： ? 75 ? 75 5，臂間由銷(xiāo)軸連接。采用單吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，吊點(diǎn)可以設(shè)在上弦或下弦。上回轉(zhuǎn)塔機(jī)均需配設(shè)平衡臂，其功能是支撐平衡重（或稱(chēng)配重），用以構(gòu)成設(shè)計(jì)上所需要的作用方向與起重力矩方向相反的平衡力矩，在小車(chē)變幅水平臂架自升式塔 機(jī)中，平衡臂也是延伸了的轉(zhuǎn)臺(tái)，除平圓鋼管、下弦選用角鋼 采用雙吊點(diǎn) 7 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 平衡重 衡重外，還常在其尾端裝設(shè)起升機(jī)構(gòu)。長(zhǎng)平衡臂的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以適當(dāng)減少平衡重的用量，相應(yīng)減少塔身上部的垂直載荷。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易。 （ 3） 矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂，其特點(diǎn)是根部與座在轉(zhuǎn)臺(tái)上的回轉(zhuǎn)塔架聯(lián)接成一體，適用于小車(chē)變幅水平臂架特長(zhǎng)的超重型自升式塔機(jī)。在框架的上平面鋪有走道板，走道板兩旁設(shè)有防護(hù)欄桿。因此在設(shè)計(jì)平衡重過(guò)程中，應(yīng)對(duì)平衡重的選材、構(gòu)造以及安裝進(jìn)行認(rèn)真考慮并作妥善安排。故國(guó)內(nèi)大部分塔機(jī)均采用固定式平衡重。但是構(gòu)造簡(jiǎn)單，預(yù)制生產(chǎn)容易，可就地澆注，并且不怕風(fēng)吹雨淋，便于推廣。 下支座上部用高強(qiáng)螺栓與回轉(zhuǎn)支承連接、支承上部結(jié)構(gòu)，下部四角平面用 4 個(gè)銷(xiāo)軸和 8 個(gè) M30 的高強(qiáng)螺栓分別與爬升架和塔身連接。因此本設(shè)計(jì)采用的也是方形斷面結(jié)構(gòu)。這種樣式具有選材方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。主弦桿截面較大的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用于下部塔身，主弦桿截面較小的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)則用于上部塔身。 斜腹桿和水平腹桿可采用同一規(guī)格，腹桿有三角 形， K字型等多種布置形式。 選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為 采用三角形 采用套柱螺栓聯(lián)接 采用整體式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 10 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 3） 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的聯(lián)接方式 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的聯(lián)接方式有：蓋板螺栓聯(lián)接，套柱螺栓聯(lián)接，承插銷(xiāo)軸聯(lián)接和瓦套法蘭聯(lián)接。 4） 塔身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 輕、中型自 升塔機(jī)和內(nèi)爬式塔機(jī)宜采用整體式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。除伸縮式塔身結(jié)構(gòu)和中央頂升式自升塔機(jī)的內(nèi)塔外，塔身結(jié)構(gòu)上、下的外形尺寸均保持不變，但下部塔身結(jié)構(gòu)的主弦桿截面則須予以加大。爬梯寬度不宜小于 500mm，梯級(jí)間距應(yīng)上下相等，并應(yīng)不大于30mm。 5） 塔身的接高問(wèn)題 在遇到塔 身需要接高問(wèn)題時(shí)，應(yīng)按下述兩種不同情況分別處理： （ 1） 在額定最大自由高度范圍內(nèi)，根據(jù)工程對(duì)象需要增加塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使低塔機(jī)變?yōu)楦咚C(jī)。 上回轉(zhuǎn)自升式塔機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)多采用型鋼和鋼板組焊成的工字型斷面環(huán)梁結(jié)構(gòu)，它支撐著塔頂結(jié)構(gòu)和回轉(zhuǎn)塔架 ，并通過(guò)回轉(zhuǎn)支承及承座將上部載荷下傳 給塔身結(jié)構(gòu)。定柱式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，起重回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，自重和驅(qū)動(dòng)功率小，能使起重機(jī)重心降低。為保證軸承裝置正常工作，對(duì)固定軸承座圈的機(jī)架要求有足夠的剛度。 根據(jù)構(gòu)造不同和滾動(dòng)體使用數(shù)量 的多少，回轉(zhuǎn)支承又分為單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承、雙排球式回轉(zhuǎn)支承、單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承和三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 本次設(shè)計(jì)采用的是帶撐桿的 x 底架。 底架安裝時(shí) ，將底架拼裝組合，放置于混凝土基礎(chǔ)上，對(duì)正四角的放射形支腿地腳螺栓，使底架墊平牢實(shí)，要求校 14 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 頂升機(jī)構(gòu) 套架 液壓頂升 平，平面度小于 1/1000，擰緊 20 個(gè) M36的地腳螺栓。套架用無(wú)縫鋼管焊接而成，節(jié)高 米，截面尺寸 米 2。 2） 頂升機(jī)構(gòu) 頂升機(jī)構(gòu)主要由頂升套架、頂升作業(yè)平臺(tái)和液壓頂升裝置組成，用于完成塔身的頂升加節(jié)接高工作。套架本身就是一個(gè)空間桁架結(jié)構(gòu)。門(mén)框內(nèi)裝有兩根引入導(dǎo)軌，以便與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的引入。缺點(diǎn)是： 頂升重量大，頂升時(shí)錨固裝置必須松開(kāi)。繩輪頂升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，但不平穩(wěn)。絲杠爬升機(jī)構(gòu)的絲杠裝在內(nèi)塔架中軸線(xiàn)處，或裝在塔身的側(cè)面內(nèi)外塔架的空隙里。其主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、平穩(wěn)、安全、操作方便、爬升速度快。液壓缸上端固定在橫梁鉸點(diǎn)處。頂升時(shí)，壓力油不斷泵入油缸大腔，小腔里的液壓油則回流入油箱。側(cè)頂式的主要優(yōu)點(diǎn)是：塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度可適當(dāng) 17 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 加大，液壓缸行程可以相應(yīng)縮短，加工制造比較方便，成本亦低廉一些。除在堅(jiān)硬巖石地段可采用錨樁地基（分塊基礎(chǔ)）外，一般情況下均采用整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)。如這種塔機(jī)必須安裝在深基坑近旁，或者塔機(jī)安裝位置地質(zhì)條件較差，則應(yīng)采用鉆孔灌注樁承臺(tái)基礎(chǔ)。 選用 x 基礎(chǔ) 18 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果