機(jī)械結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(塔吊起重臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算載荷確定1） 計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)總體布置確定臂架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。如果L1過(guò)短，則懸臂部分的負(fù)彎矩將比跨中的正彎矩小，截面可能由跨中部分控制。初步選取兩端長(zhǎng)度為，中間部分每10m一段，兩邊的共6段，如下圖。圖2 起重臂截面形式 3）起重臂截面寬度和高度可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和構(gòu)造的要求而定，初定B=。②空鉤下降速度： A、 起重量為Rmax時(shí)為0—50m/min； B、 起重量為Rmax時(shí)為0—100m/min。本課程設(shè)計(jì)僅對(duì)給定工作負(fù)載的自升式塔吊的“起重臂”（見圖1）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。自升式塔式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱塔吊），是建筑工地上常用的施工機(jī)械之一。通過(guò)訓(xùn)練，鞏固和加強(qiáng)對(duì)所學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)的理解，提高學(xué)生進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖的能力。塔吊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括以下部分：起重臂、平衡臂、塔幅、塔身、套架、底座、附著裝置、工作平臺(tái)及扶梯等。3） 變幅①形式：水平臂架繩索牽引小車變幅；②速度：起重機(jī)升降變幅速度為0～30m/min4） 吊鉤升降速度①起升速度： A、 起重量為—2m/min； B、 起重量為Rmax時(shí)為3—50m/min。上弦和腹桿采用無(wú)縫圓鋼管（可考慮用16Mn），下弦采用兩個(gè)箱行截面，每個(gè)箱形截面對(duì)由兩個(gè)角鋼（或槽鋼、鋼板等）焊成，兼做小車軌道用（圖2）。各節(jié)段在工廠制成后，運(yùn)到工地，在現(xiàn)場(chǎng)將各節(jié)段用銷軸相連，拼裝成整體的超重臂，然后再和塔身等其他部件裝配成塔吊。如果L1過(guò)長(zhǎng)，則懸臂部分的負(fù)彎矩大于跨中的正彎矩，截面可能由懸臂部分控制?？蛇x，根據(jù)，則L1=，L2=，如圖1。由于第①、③種載荷組合對(duì)本起重臂不起控制作用，因此可僅按第②種載荷組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。吊重是移動(dòng)載荷，其中起重小車重量和吊鉤重量是沿臂架移動(dòng)但數(shù)值不變的載荷，所吊貨物是沿臂架移動(dòng)且數(shù)值變化的載荷，其數(shù)值的變化滿足起重力矩630KNL（圖5）圖5 桁架擋風(fēng)折減系數(shù) 計(jì)算：；； ；。（4）其他水平力作用在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，除風(fēng)載荷外，還有回轉(zhuǎn)慣性力以及起吊時(shí)由于鋼絲繩傾斜引起的水平力等，可近似地取T=（Q為吊重）。列方程：。解得：， 其應(yīng)力圖：如下圖圖7 吊重作用在D處②幅度R≤，所吊貨物為5t（即吊重作用在C處，圖8）Q=(++5)=.列方程： ； ； 解得：KN繪制內(nèi)力圖：圖8 吊重作用在C處③最小幅度Rmin=，所吊貨物為5t（即吊重作用在G處，圖9）Q=(++5)=.列方程： ； 解得：。設(shè)C=12m）時(shí)，K截面的局部彎矩最大，即最大彎矩。①作出吊重在塔身中心50m其他水平作用下的內(nèi)力圖。計(jì)算： T=*5*10000=5000N；； 內(nèi)力圖如圖16.圖16 在C處其他水平力 2）內(nèi)力組合把上述計(jì)算結(jié)果填入下表：備注：軸力N：拉力為“+”，壓力為“”； 起升平面內(nèi)彎矩，以下弦受拉為“+”； 起升平面內(nèi)剪力，以發(fā)現(xiàn)的順時(shí)針?lè)较驗(yàn)椤?”； 回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的彎矩、剪力“+”“” 都可能產(chǎn)生； M單位：kN（1） 單臂驗(yàn)算根據(jù)臂架的受力分析，臂架在吊點(diǎn)的外伸部分，上弦桿為軸心拉桿，下弦桿為軸心壓桿。；臂架本身最大的軸向力；所以截面C處最大的軸向壓力：；。（2）腹桿驗(yàn)算臂架的腹桿按軸心壓桿計(jì)算，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，對(duì)格構(gòu)式壓彎?rùn)C(jī)構(gòu)的腹桿，按照實(shí)際剪力確定內(nèi)力。（3） 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算彎矩作用下的平面的整體穩(wěn)定性，臂架在起升和回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性，按單向彎曲構(gòu)建驗(yàn)算并滿足以下穩(wěn)定性條件。（5） 起重臂重量的計(jì)算G=截面理論重量*L=*=5307kg=；和最初估計(jì)的4t有點(diǎn)差距，但也相差不大。雖然同學(xué)們都發(fā)牢騷，說(shuō)結(jié)構(gòu)學(xué)這門課程根本沒(méi)有學(xué)，即使給了范例樣板公式也不會(huì)用，但最后下來(lái)還是不錯(cuò)的做完了，而且自己還學(xué)到了不好的東西。最后感謝老師！五、參考文獻(xiàn) 龍鎮(zhèn)宇主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》； 劉鴻文主編《材料力學(xué)》； 張鳳山，董宏光編著《塔式起重機(jī)的構(gòu)造與維修》； 范軍翔主編《塔式起重機(jī)》；22
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