【正文】 ABSTRACAs countries of the western development on China39。15176。從工業(yè)建筑到民用建筑，從造船廠到港口碼頭，從鋼結(jié)構(gòu)建筑到電站建設(shè)，動(dòng)臂式塔機(jī)都發(fā)揮了巨大的作用。PLC 與一個(gè)監(jiān)控器相連，監(jiān)視器可顯示重量、力矩、高度、幅度，此外還可以自動(dòng)顯示系統(tǒng)的各種故障?，F(xiàn)在的塔機(jī)必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1).起升高度和工作幅度較大，其中力矩大；(2).工作速度高，具有安裝微動(dòng)性能及良好的調(diào)速性能；(3).要求裝拆、運(yùn)輸方便迅速，已適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地之需要。塔機(jī)繁多的型號(hào)勢(shì)必給塔式起重機(jī)制造廠家出了個(gè)多工裝的難題，每個(gè)型號(hào)都要有獨(dú)立的工裝，這就使生產(chǎn)成本大大提高，同時(shí)多種多樣的工裝在工廠也占據(jù)了大量的空間。 A形架及防傾覆裝置①過(guò)去 A 形架的撐桿和拉桿向頸部收縮，前后兩面均成三角形或梯形，其好處是頂部的定滑輪組支撐軸或梁較短，但它產(chǎn)生了撐桿或拉桿的側(cè)向水平分力，桿端支座受力復(fù)雜，且增加制造成本，如果兩側(cè)的桿件均設(shè)計(jì)成平衡，就會(huì)克服以上缺點(diǎn)。由此會(huì)增加塔機(jī)在使用過(guò)程中的成本和降低塔機(jī)的安全性。(5) 回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置本身尺寸小重量輕,以便于上支座結(jié)構(gòu)布置及減輕塔身結(jié)構(gòu)和頂升機(jī)構(gòu)的計(jì)算負(fù)荷,減少壓重。三、單速電機(jī)+擺線針輪減速器+輸出小齒輪+單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承(或雙排球式回轉(zhuǎn)支承)。m 級(jí)塔機(jī),原設(shè)計(jì)采用第三類傳動(dòng)型式, 雙排球式回轉(zhuǎn)支承自重約 3100kg,雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自重約 2550=1100kg,整套裝置自重約為 4200kg。常用的滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承有以下四種。作用在滾動(dòng)軸承上回轉(zhuǎn)支承上的載荷如圖 所示：圖 作用在滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承上的載荷(15176。3c ?變幅機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積 m178。m 凈阻力轉(zhuǎn)矩 、71176。 X=982 Z=1438 23176N動(dòng)臂與水平成 83176。71176。F 節(jié)點(diǎn)溫度源 無(wú) 傳熱分析的時(shí)間步長(zhǎng) 最后 處理器信息解算器類型 變帶寬 取消應(yīng)變計(jì)算和輸出 否 計(jì)算反作用力 是 調(diào)用帶狀解算器 否 避免帶寬最小化 否 剛度計(jì)算后停止 否 輸出文件中的位移數(shù)據(jù) 否 輸出文件中的應(yīng)力數(shù)據(jù) 否 輸出文件中的方程編號(hào)數(shù)據(jù) 否 輸出文件中的單元輸入數(shù)據(jù) 否 輸出文件中的節(jié)點(diǎn)輸入數(shù)據(jù) 否 輸出文件中的離心載荷數(shù)據(jù) 否 零件信息零件標(biāo)號(hào) 零件名稱 單元類型 材料名稱 1 回轉(zhuǎn)支撐 塊體 AISI E 52100 Steel 2 下轉(zhuǎn)臺(tái)平臺(tái) 塊體 AISI E 52100 Steel 3 上轉(zhuǎn)臺(tái) 塊體 AISI E 52100 Steel 用于以下內(nèi)容的單元屬性:? 回轉(zhuǎn)支撐 ? 下轉(zhuǎn)臺(tái)平臺(tái) ? 上轉(zhuǎn)臺(tái) 單元類型 塊體 兼容性 非強(qiáng)制 積分階 第 2 階 無(wú)應(yīng)力參考溫度 0 176。上次更新于 2022517。71176。3 處方向 X=400 Z=3257作用力2760N7 處平衡臂部分、風(fēng)載、旋轉(zhuǎn)慣性力轉(zhuǎn)化作用力 F24 處方向 X=238399 Z=8636 238555N5 處方向 X=145157 Z=8637 145414N6 處方向 X=238399 Z=8636 238555N動(dòng)臂與水平成 15176。上、下支座旋轉(zhuǎn)成 0176。m ，JC=40%,Z=300 功率校核 =（1）mzIk????MTS =1 回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂迎風(fēng)面積 m178。這些力均可向回轉(zhuǎn)中心簡(jiǎn)化成回轉(zhuǎn)支撐的計(jì)算載荷垂直力 V，水平力 H 和力矩 M 三部分?；剞D(zhuǎn)支承主要用于為塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)定、牢固的支承，并將回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給固定部分。(3) 行星減速器有 A 型(長(zhǎng)頸)及 B 型(短頸)兩種,可滿足不同的上支座結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是 80 年代設(shè)計(jì)的 800kN 3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與回轉(zhuǎn)支承的校核 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)塔機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置的要求, 按其重要程度順序歸納為下列幾條:(1) 回轉(zhuǎn)平穩(wěn),起動(dòng)制動(dòng)慣性力小。該結(jié)構(gòu)將平衡臂與上轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)銷軸連接為一體，還降低了回轉(zhuǎn)支撐承受到的風(fēng)載荷力矩，另外上述結(jié)構(gòu)的安裝也比較繁瑣，特別是回轉(zhuǎn)平臺(tái)與上轉(zhuǎn)臺(tái)間的連桿制造比較復(fù)雜，對(duì)機(jī)械加工要求較高，也影響人員通過(guò)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的安裝拆卸。② 臂架仰角也不能過(guò)大，以盡量減小臂架的迎風(fēng)高度。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑樓群的密集，使塔機(jī)的工作空間受限。按我國(guó)情況，該類型塔機(jī)的中小噸位意義不大。、整體施工運(yùn)輸?shù)乃C(jī)20 世紀(jì)末，在許多國(guó)際建筑機(jī)械博覽會(huì)上參展的塔機(jī)約 60%屬于此類塔機(jī)，在國(guó)外建筑工地上，也常見(jiàn)到此類塔機(jī)，該類塔機(jī)技術(shù)在國(guó)外已不斷創(chuàng)新，不斷提高?；剞D(zhuǎn)支承。處理結(jié)果文件 28 設(shè)計(jì)分析 29 載荷與約束信息 31 載荷 31 約束 31 處理器輸出 32 處理器日志 35 應(yīng)力分析 42 重量與重心分析 43 網(wǎng)格化結(jié)果 435 結(jié) 論 47致 謝 48參考文獻(xiàn) 49附 錄 50摘 要 隨著國(guó)家西部開(kāi)發(fā)的火熱進(jìn)行以及中國(guó)農(nóng)村向城市化轉(zhuǎn)化進(jìn)程的加快推進(jìn)，國(guó)家將不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，因此，建筑行業(yè)仍舊前景廣闊?；仡檮?dòng)臂式塔機(jī)的發(fā)展歷程，不僅受一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的限制，同時(shí)又和一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化及整體的科學(xué)技術(shù)水平相關(guān)。駕駛員只要觸摸屏幕上的相應(yīng)部位，就能看到故障的具體情況。 課題任務(wù) 課題背景和研究意義課題背景：金融危機(jī)過(guò)后，伴隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的繁榮，塔機(jī)出口也表現(xiàn)空前活躍。 再就是塔機(jī)使用時(shí)有很多標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是閑置的。②仔細(xì)分析還會(huì)發(fā)現(xiàn)兩側(cè)平行結(jié)構(gòu)可減小 A 形架頂點(diǎn)垂直于臂架起升平面的位移，有助于提高臂架的側(cè)向穩(wěn)定性。而銷軸連接制造簡(jiǎn)單，成本低，不需要進(jìn)行經(jīng)常的維護(hù)，且銷軸不會(huì)松動(dòng)，因此銷軸連接方式安全性更高，便于加工，成本低。這對(duì)軌道式作業(yè)的塔機(jī)尤為突出。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在很多塔機(jī)中應(yīng)用, 使用中反映出的問(wèn)題有 : ①起制動(dòng)不平穩(wěn), 慣性沖擊大；②沒(méi)有定位功能, 使用中采用“打反車” 來(lái)定位, 加劇了沖擊和擺動(dòng)。采用新的裝置, 自重僅有 1743kg 或 1805kg。a． 單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承: 它由兩個(gè)座圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩，中小型起重機(jī)可選用。時(shí))回轉(zhuǎn)速度：吊重運(yùn)行速度 n=驗(yàn)算工況：在最大起重量幅度 35m，吊起最大起重量 2t 時(shí)進(jìn)行校核運(yùn)算 工作級(jí)別：M5，JC=40%,Z=300 垂直力 q0q1VFk???=2022+2200++5000= 式中：k超載系數(shù) = =.??1..? 起升載荷系數(shù) ? 吊臂自重 2200kgq1F 平衡重 5000kgqF 額定最大起重量 2022kg? 回轉(zhuǎn)支承之上除 ， 之外的其它部分重量 q0q1F = + + + + + + + = 變幅機(jī)構(gòu)2600kg q02配電器 150kg3F起升機(jī)構(gòu)1800kgq04 上轉(zhuǎn)臺(tái)左側(cè) 上轉(zhuǎn)臺(tái)右側(cè) 吊鉤重量 150kg7 起升機(jī)構(gòu)上鋼絲繩質(zhì)量 回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂 200kg1F?回轉(zhuǎn)中心右側(cè)吊臂2022kgq?10=177935N?V 力矩 M 2120h()k??? MFR????）（ ().6351. ??? ）（ = 559450 N4c起升機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積 mm178。mr 系數(shù) 系數(shù) ??103zz 式中：z電動(dòng)機(jī)每小時(shí)折算全啟動(dòng)次數(shù)取 300電動(dòng)機(jī)額定功率 故發(fā)熱校核合格4 下支座的設(shè)計(jì)與校核塔機(jī)回轉(zhuǎn)部分的主要構(gòu)成有上支座、下支座、回轉(zhuǎn)支承以及動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。、82176。1 處方向X=982 Z=1438作用力6620N3 處起重臂作用力 F12 處方向 X=273 Z=103 74779N動(dòng)臂與水平成 15176。上支座 總體 下支座 176。F 材料信息AISI E 52100 Steel 塊體材料模型 Standard 材料源 Algor Material Library 材料源文件 d:\algor\MatLibs\ 上次更新日期 2022/10/2816:02:00 材料說(shuō)明 None 質(zhì)量密度 .00000000781 N*s^2/mm/mm179。處理結(jié)果文件 項(xiàng)目創(chuàng)建于 2022517。上支座 總體 下支座 176。3 處方向 X=32 Z=94 9679N2 處方向 X=400 Z=3257 70308N動(dòng)臂與水平成 83176。 圖 上下轉(zhuǎn)臺(tái)裝配圖此次塔機(jī)設(shè)計(jì)中主要對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)校核以下六個(gè)工況：1。m 回轉(zhuǎn)速度 /I= 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總效率 ? = ???選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：YLEW123L4185NbA 回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂迎風(fēng)面積 m178。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的校核作用在回轉(zhuǎn)支撐上的載荷主要包括起重臂架、平衡臂架、平衡重、塔頂部分的自重、最大額定起升載荷、風(fēng)載荷、慣性載荷以及回轉(zhuǎn)齒輪嚙合力的作用。因?yàn)榈谒姆N傳動(dòng)方案具有塔機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝置的要求，具有回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，起動(dòng)制動(dòng)慣性力??；使用可靠,壽命長(zhǎng)；工作時(shí)可停止定位, 非工作狀態(tài)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；最重要的是回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置本身尺寸小，重量輕,便于上支座結(jié)構(gòu)布置及減輕塔身結(jié)構(gòu)和塔身的自重,減少了塔身的重量。(2) 行星減速器輸出端按塔機(jī)懸臂結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì), 采用 GB297—87 滾錐軸承、雙層骨架式油封、大直徑輸出軸, 與輸出小齒輪花鍵聯(lián)接, 克服了前面所述的其它減速器輸出端經(jīng)常出現(xiàn)的多種缺陷,并可根據(jù)主機(jī)需要,簡(jiǎn)便地配換各種參數(shù)的輸出小齒輪, 以滿足不同規(guī)的塔機(jī)要求。二、單速電機(jī)+皮帶傳動(dòng)+液力偶合器+電磁吸鐵制動(dòng)器+漸開(kāi)線齒輪一級(jí)傳動(dòng)+擺線針輪減速器+輸出小齒輪+單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承。以上為動(dòng)臂塔機(jī) QTD63 整體方案設(shè)計(jì)中的部分結(jié)構(gòu)，具體各部件設(shè)計(jì)由小組成員自行決定。（簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)平臺(tái)）回轉(zhuǎn)平臺(tái)上布置 A 形架，臂根鉸接點(diǎn)支座，起升和變幅機(jī)構(gòu)，平衡重、配電箱等，其作用和位置與水平臂塔機(jī)的塔頂相同，目前動(dòng)臂塔機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的的支撐方式主要有兩種， （1）回轉(zhuǎn)上支座與回轉(zhuǎn)平臺(tái)合二為一或連接成一個(gè)整體，或者是回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接在三角支架上，三角支架在鉸接在上轉(zhuǎn)臺(tái)上，并在回轉(zhuǎn)平臺(tái)后部用撐桿支撐在上轉(zhuǎn)臺(tái)上，由于三角支架要承受全部回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，避免不了扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的沖擊載荷，而上轉(zhuǎn)臺(tái)則要承受交變的集中載荷，因此不如圖 3 所示的結(jié)構(gòu)傳力直接簡(jiǎn)單。非工作狀態(tài)時(shí)塔身高度應(yīng)滿足以下條件：①由于臂架自重產(chǎn)生的力矩盡可能小，使較短的平衡臂方向獲得的后傾力矩較大，以抵抗暴風(fēng)侵襲。在這種大好形勢(shì)下，為建筑業(yè)服務(wù)的建筑機(jī)械行業(yè)也有了新的發(fā)展機(jī)遇。，目前在日本主要生產(chǎn)該類型塔機(jī)。如德國(guó) Liebheer 公司推出的 ECH 系列和 HCL 系列?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在這種大好形勢(shì)下，為建筑業(yè)服務(wù)的建筑機(jī)械行業(yè)也有了新的發(fā)展機(jī)遇。二次世界大戰(zhàn)之后，戰(zhàn)后重建帶動(dòng)了塔機(jī)的發(fā)展，此時(shí)的建筑物高度不高，軌行式、下回轉(zhuǎn)的動(dòng)臂式塔機(jī)占有統(tǒng)治地位。 塔式起重機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)從今后我國(guó)建筑市場(chǎng)估計(jì)與施工的需要，我國(guó)塔機(jī)產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展主要有以下幾個(gè)發(fā)展方向：，為適應(yīng)建經(jīng)濟(jì)適用居住多層建筑和公共建筑的需要在淘汰井架式塔機(jī)的同時(shí)研發(fā)一種具有井架塔機(jī)的低廉，具有拆裝不用汽車起重機(jī)作輔助機(jī)械的既方便、又具備一定安全可靠性的替代塔機(jī)產(chǎn)品。但型號(hào)并不多，絕大部分型號(hào)大同小異，大型、特大型塔機(jī)短缺，中、小型過(guò)剩。 高層建筑使用的附著式塔機(jī)隨著高度的增加使用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的數(shù)量是相當(dāng)可觀的，然而在建筑初期高度不高時(shí)，很多標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是閑置的，這就造成了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)大量的堆積從而產(chǎn)生了資源的大量浪費(fèi)。③由于 A 形架頂部橫向尺寸變寬，不會(huì)使頂部的起升和變幅鋼絲繩與頂部結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)干涉、擦碰。因此本次設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間采用銷軸連接而非高強(qiáng)螺栓連接。(6) 傳動(dòng)效率高,以節(jié)約電能。 ③不能調(diào)速；④擺線針輪減速器的輸出端原來(lái)不是為塔機(jī)懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的, 現(xiàn)在用于懸臂形式, 就出現(xiàn)輸出端漏油嚴(yán)重、輸出軸變形大、開(kāi)式齒輪嚙合不良, 甚至出現(xiàn)減速器下端軸承和殼體損壞的嚴(yán)重故障。可見(jiàn)成套回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置在節(jié)省的材料和資金都十分可觀。b．雙排球式回轉(zhuǎn)支承: 雙排球式回轉(zhuǎn)支承有三個(gè)座圈，鋼球和隔離塊可直接排入上下滾道，根據(jù)受力狀況，安排了上下兩排直徑不同的鋼球。m 式中： 起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承以上部分風(fēng)載荷 1F? =q（ 3c65c413c1b )( ??CAC???? + )c =250(+(++++)