【正文】 鋼絲繩的選擇： 按正常工作狀態(tài)選擇鋼絲繩 ： 鋼絲繩的最大靜拉力： maxS = QF???(N) （ 51） 式中： QF 最大起升載荷。 1XYZtatijianmo JUN 23 20xx20:25:27ELEMENTSUROT 圖 418 塔機(jī)整體劃分網(wǎng)格 選擇 Main MenuSolutionCurrent LS 即可進(jìn)行求解。 在 ANSYS 環(huán)境下確定塔機(jī)個節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，之后連線，建立塔機(jī)模型。模態(tài)分析是所有動態(tài)分析 類型的最基礎(chǔ)的內(nèi)容。 泊松比 PRXY： 0. 3； 密度 DENS： 6 /e kg m ； 創(chuàng)建模型 第一步，確定主梁各個節(jié)點(diǎn)的空間位置，然后在有限元中創(chuàng)立關(guān)鍵點(diǎn)，具體做法如下 GUI:Main MenuPreprocessormodelingCreateKeypoints 創(chuàng)建完后的起重臂的關(guān)鍵點(diǎn) ,創(chuàng)建完點(diǎn)后，主梁由幾種不同的材料焊接而成，連接關(guān)鍵點(diǎn)前先設(shè)置材料的截面形式，步驟如下： GUI:Main MenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sections 定 義材料的截面，□鋼型號分別為： □ 109 109 □ 97 97 □ 87 87 8 ◎鋼型號分別為： ◎ 60 50 45 36 3 鋼型號為： 50 50 5 ● 鋼型號為： φ 60 然后用線 將各點(diǎn)按照主梁各桿件的連接方法依次按照其截面形式連接（圖 45） GUI:Main MenuPreprocessormodelinglines 然后要對模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，塔機(jī)必須工作在材料彈性范圍內(nèi)，且對一般的中小型塔機(jī)的分析不必考慮非線性因素，只考慮線性分析。 3 起重臂三維建模 起重臂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)建模 進(jìn)入如圖 31所示的 SolidWorks 建模頁面 ,選擇一個繪圖平面進(jìn)行臂節(jié)建模 圖 31 SolidWorks 繪圖界面 如下圖所示分別繪出第一節(jié)到第四節(jié)起重臂進(jìn)而繪出剩余的幾節(jié)并裝配成 起重臂裝配圖 圖 32 第一節(jié)起重臂 圖 33 第二節(jié)起重臂 圖 34 第三節(jié)起重臂 圖 35 第四節(jié)起重臂 圖 36 起重臂裝配圖 4 起重臂有限元（ ANSYS）分析 ANSYS 的基本使用方法 有限元分析是對物理現(xiàn)象（幾何及載荷工況）的模擬，是真實(shí)情況的數(shù)值近似。 臂架拉桿的構(gòu)造 俯仰變幅臂架一般使用鋼絲繩拉索，而小車變幅臂架既可以使用鋼絲繩拉索，也可以使用鋼拉桿。采用正三角形 （圖 22）小車可以卡在 A B邊上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡單且安全可靠。目前，橢圓形起重臂的技術(shù)其優(yōu)勢很明顯，由于不需采用加勁筋，因而每節(jié)臂截面的變化很小，有利于減輕起重臂的重量，提高起重機(jī)的起重能力。 2 起重臂方案設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) （ 1）小車變幅水平臂架 ○ 1特點(diǎn)： 應(yīng)用廣泛，吊載可借助變幅小車沿臂架全長進(jìn)行水平位移，并能平移準(zhǔn)確的進(jìn)行安裝就位。 因而本文主要針對 以下幾個方面進(jìn)行分析 。 本文的研究內(nèi)容 塔式起重機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，對試驗(yàn)技術(shù)不斷提出新的要求從而推動了試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，而試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展又反過來推動著起重運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步。對起升機(jī)構(gòu)的改進(jìn)難點(diǎn)在于如何保證整個起升機(jī)構(gòu)的零部件能夠保持在均等的使用壽命，從而保證塔機(jī)的整體的使用壽命得到保證，減少事故的發(fā)生。隨著生產(chǎn) 和計(jì)算機(jī)技術(shù) 的發(fā)展，試驗(yàn)研究工作的開展， 人們利用計(jì)算機(jī)來計(jì)算塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和進(jìn)行動力特性分析得到了越來越廣泛的應(yīng)用 。 由于塔機(jī)在啟動、制動和進(jìn)行耦合運(yùn)動時，機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)將承受強(qiáng)烈的沖擊振動，所以就需要準(zhǔn)確描述和精確計(jì)算塔機(jī)結(jié)構(gòu)體系 在外激勵下的動態(tài)過程，從而為塔機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供理 論上的和實(shí)踐上的指導(dǎo)，這對于塔 機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和安全性都具有非常重要的意義。所發(fā)生的事故多是在焊接過程中的咬邊、焊瘤、夾渣、氣孔、未焊透和裂紋等缺陷造成的。 the rising anization。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： QTZ80 塔式起重機(jī)吊臂、起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 及動力特性 分析 院 （部）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 1 I 目 錄 摘 要 ....................................................II ABSTRACT .................................................III 1 概述 .....................................................4 本文的課題意義 ...................................................... 4 工程起重機(jī) 的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 ........................................... 5 課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn) ................................................... 5 本文的研究內(nèi)容 ...................................................... 6 2 起重臂方案設(shè)計(jì) ...........................................8 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) ......................................................... 8 截面形式 ............................................................. 8 臂架拉桿的構(gòu)造 ...................................................... 11 3 起重臂三維建模 ..........................................12 起重臂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)建模 .................................................... 12 4 起重臂有限元（ ANSYS）分析 ...............................16 ANSYS 的基本使用方法 ................................................ 16 QTZ80 點(diǎn)塔式起重機(jī)吊臂建模 .......................................... 16 吊臂各部分強(qiáng)度剛度驗(yàn)算 ............................................. 21 計(jì)算結(jié)果討論 ........................................................ 28 塔機(jī)模態(tài)分析 ....................................................... 29 5 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................33 起升機(jī)構(gòu)的組成布置方式 .............................................. 33 起升機(jī)構(gòu)的計(jì)算 ...................................................... 34 總 結(jié) ....................................................41 謝 辭 ....................................................42 參考文獻(xiàn) ..................................................43 1 II 摘 要 塔機(jī)在我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，發(fā)揮著越來越重要的作用。 boom。在幾起該類事故中， [4]均看到了臂 架腹桿斷面有銹蝕的舊痕，表明原內(nèi)部存在有裂縫，從折斷腹桿取樣發(fā)現(xiàn)，焊縫脫開的腹桿失去承載能力之后，在起吊載荷作用下，引起吊臂各桿件內(nèi)力重新分布致使受壓的腹桿因超載而失穩(wěn)，這些腹桿失穩(wěn)彎折后，起重臂截面高度減小，使該段吊臂失去承載能力而折曲。 鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)合理的條件下，突發(fā)的惡劣天氣也會對鋼結(jié)構(gòu)造成比較嚴(yán)重的影響。因此按 許用應(yīng)力法 設(shè)計(jì)的起重機(jī)結(jié)構(gòu)，或多消耗金屬材料，或安全程度較低。 它的發(fā)展和 進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 在使用 ANSYS 時能否正確建模對得到最后的正確結(jié)果起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)?這不僅僅意味著 建模的成功與否，還將作為指導(dǎo) 最后的現(xiàn)場施工 的依據(jù) ，故而這就成為了難點(diǎn) 。我國許多企業(yè)也使用有限元法對塔機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論上的分析和塔臂變形的驗(yàn)算。因此，希望我本人的研究能夠?yàn)樗狡鹬貦C(jī)的發(fā)展進(jìn)上微薄的力量。 截面形式 截面圖 2. 2圖 2. 3圖 2. 1 圖 21 平衡臂及其截面形式 （ 1） 分類與特點(diǎn) 為了使起重臂重量更輕，性能更強(qiáng)，在起重臂的設(shè)計(jì)中廣泛使用了超高強(qiáng)度 鋼材諸于 WELDOX960,WELDOX1100 等新材料，起重臂截面的設(shè)計(jì) 需要解決板材屈曲的問題，各廠家都研究出了各自的解決辦法，國外知名廠家采用了優(yōu)化的截面形狀，許多公司采用橢圓形吊臂截面的概念，采用橢圓形截面抗扭性能顯著，具有固有的獨(dú)特穩(wěn)定性和抗屈曲能力，部分企業(yè)采用大圓弧六邊形截面。 （ 4）截面采用三角形結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性 采用倒三角形（圖 22）提升小車需要卡在工字鋼上，對工字鋼的材料要求和焊接要求比較高且成本較高。 桁架式水平臂架大都采用正三角截面，故此處選用如圖 a 所示的正三角截面。 暫定為實(shí)心圓鋼拉桿，雙吊點(diǎn)。在作完整體分析之 后，再將整體分析中得到的等效單元的節(jié)點(diǎn)力作為外載荷，采用板殼單元單獨(dú)分析回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 定義材料屬性 GUI:Main MenuPreprocessorMaterial props Material models StructurallinearElasticIsotropic 彈性模量 EX： 。 塔機(jī)模態(tài)分析 模態(tài)分析是用來確定結(jié)構(gòu)的振動特性的一種技術(shù)，這些振動包括：固有頻率、振型、振型參與系數(shù)（即在特定方向上某個振型在多大程度上參與了振動）等。 其操作為： GUI:Main MenuPreprocessorMaterial props Material models StructurallinearElasticIsotropic 彈性模量 EX： ； 泊松比 PRXY： ； 密度 DENS： 3 /e kg m 定義單元類型： GUI:Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 單元類型選擇 Beam 2node 188。 網(wǎng)格劃分、施加邊界條件并求解 網(wǎng)格劃分如圖 418，施加邊界條件的基本操作和靜力分析相同，因?yàn)檎駝颖患俣樽杂烧駝樱酝獠枯d荷將被忽略。如下圖所示 圖 51 起升機(jī)構(gòu)布置示意圖 電動機(jī)采用交流異步電動機(jī) ；制動器應(yīng)是常閉式，并采用塊式制動器其上裝有電磁鐵作為自動松閘裝置，并與電動機(jī)相連鎖，即電動 機(jī)通電時松閘，電動機(jī)斷電時上閘，以保證起升機(jī)構(gòu)的正常工作和安全可靠