【導(dǎo)讀】塔機(jī)在我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，發(fā)揮著越來越重要的作用。合理與否直接關(guān)系到塔機(jī)的性能和成本，關(guān)系一個(gè)企業(yè)的生存與發(fā)展。塔式起重機(jī)的起重臂、起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)做一下詳細(xì)說明。以三維造型軟件SolidWorks為基礎(chǔ)完成QTZ80型塔。的危險(xiǎn)點(diǎn)，對(duì)塔身的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)算，從而判斷該設(shè)計(jì)的性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，最后又用ANSYS軟件對(duì)QTZ80塔機(jī)整體進(jìn)行了模態(tài)分析，得到整個(gè)塔機(jī)的動(dòng)力特性。

　　

【正文】 8 1 1 4 4 2 8 4 4 . 6 66 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 8 5Qj FvP k W?? ?? ? ?? ? ? ? （ 57） 式中： QF 起升載荷 ； v 額定起升速度 ； ?機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率 。 初選電動(dòng)機(jī)： 根據(jù)塔機(jī)類型、用途、機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、作業(yè)特點(diǎn)以及電動(dòng)機(jī)的工作特性，同時(shí)為了滿足電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和不過熱要求，所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿足下式； jjcjc PKP ?? （ 58） 式中： jcP 電動(dòng)機(jī)額定功率 ； jP 起升靜功 率 ； jcK 穩(wěn)定負(fù)載平均系數(shù)，與接電持續(xù) JC 有關(guān)，見表 45 初步設(shè)計(jì)時(shí)， JC值及 Z值按表 46選取，取 JC=60 %,Z=150 高速起吊最大重量時(shí)： jcP ? 0 .8 4 4 .6 6 3 5 .7 3kW?? 初選電動(dòng)機(jī)： 選用 YTS 型自制動(dòng)籠型塔機(jī)起升三 相異步變極電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為： 225YZP M P? ， 額定功率 37P kW? 。 2． 電動(dòng)機(jī)過載校驗(yàn) ()6 0 1 0 0 0Qjc m FvHP k WZ ?????? ? ? （ 59） 式中： jcP 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率； mZ 電動(dòng)機(jī)臺(tái) 數(shù)； ? 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的允許過載倍數(shù)， （ ? =2） ； H 考慮電 壓降及轉(zhuǎn)矩允差以及靜載荷實(shí)驗(yàn)超載的系數(shù)，（繞線 異步電動(dòng)機(jī)取 H =） ； QF 起升載荷； v 額定起升速度； ?機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率。 高速起吊： 2 . 1 8 1 1 4 4 2 8 4 2 . 5 22 . 2 6 0 1 0 0 0 0 . 8 5jcP k W?? ? ??? 低速起吊： 2 . 1 8 1 1 4 4 2 0 3 0 . 3 72 . 2 6 0 1 0 0 0 0 . 8 5jcP k W?? ? ??? 故過載校驗(yàn)合格。 3． 電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校核： zmrejc KnTP ???? ?955 0 (kW) （ 510） 式中： jcP 基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率 ,kW； ?機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率； mn 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 r/min； zK 系數(shù)。 0 0 01 ??? zK z ； reT 起升機(jī)構(gòu)最不利工作 循環(huán)的等效平均阻力矩 Nm? 。 按下式近似計(jì)算： 2 9 4 .4 7re j GT T K N m? ? ? ? 其中： GK 系數(shù) ,取 ； jT 起升機(jī)構(gòu) 的靜阻力矩， Nmm? 。 8 1 1 4 4 3 3 3 . 5 4 3 3 0 0 0 4 3 3 0 0 0 4 3 32 2 4 9 . 1 9 0 . 8 5mQj FDT N m m N m m N mi??? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 其中： QF 起升載荷； ?機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率； ? 滑輪組倍率； mD 卷筒計(jì)算直徑， dmDD m ????? )12( ； i 減速器傳動(dòng)比。 高速起吊： 29 4. 47 97 8 41 .7 495 50 0. 85 0. 85jcP k W? ? ??? 低速起吊： 29 4. 47 69 8. 57 29 .8 195 50 0. 85 0. 85jcP k W? ? ??? 故發(fā)熱校核合格。 減速器的選擇 ： 起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 i總 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 mn 和卷筒的轉(zhuǎn)速 n筒 由下式確定 ni n? m總筒 （ 511） 式中 mn 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速， r/min。 n筒 卷筒轉(zhuǎn)速，可由下式確定 1vn D???? ?筒 （ r/min） 其中 v 起升速度， m/min。 ? 滑輪組倍率； 1D 卷筒計(jì)算直徑， m, 1D D d??。 978 9 .1 91 0 6 .4 2ni n? ? ?m總筒 減速器輸出軸上的阻力為： m a x2 2mDMS ?? ? ?阻 （ 512） 其中： maxS 鋼絲繩的最大靜拉力。 2? 起升動(dòng)載系數(shù)。 2 1 . 0 5 0 . 4 0 . 2 ) 1 . 3 4 360v? ? ? ? ? ?（ mD 卷筒計(jì)算直徑， dmDD m ????? )12( 。 0 . 3 3 3 52 1 9 7 8 . 3 3 1 . 3 4 3 4 9 2 1 . 9 42M N m? ? ? ? ?阻 減速器輸出軸上的許用扭矩為： 4 3 3 9 . 1 9 0 . 8 5 1 9 8 9 . 6 3 5r iM T N m???? ? ? ? ? ?減許 用 最大許用尖鋒載荷： m a x 3 . 1 5 9 6 8 . 9M M N m? ? ? ?許 用 M阻 〈 maxM 表明滿足尖鋒載荷要求，故所選減速器合格。 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題的過程。他充分鍛煉了我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和自學(xué)的能力，是理論聯(lián)系實(shí)踐的過程。在設(shè) 計(jì)過程中用到了很多軟件，如用 AutoCAD、 CAXA 軟件對(duì)塔身進(jìn)行二維繪圖，用 Solid Works軟件對(duì)起重臂進(jìn)行三維建模，用 ANSYS 軟件對(duì)起重臂和塔機(jī)整體進(jìn)行三維建模并進(jìn)行有限元分析。在設(shè)計(jì)的過程中，鍛煉了我們運(yùn)用所學(xué)軟件并進(jìn)行舉一反三解決實(shí)際問題的能力，使自己的能力得到進(jìn)一步的提升。 本說明書完成了對(duì) QTZ80 塔式起重機(jī)起重臂、起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的說明。而且運(yùn)用 ANSYS 軟件對(duì)起重臂及塔機(jī)的總體性能進(jìn)行了受力和模態(tài)分析。保證了起重臂結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都能滿足使用要求。 在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題。如在選擇起 升機(jī)構(gòu)電機(jī)時(shí)，不知該選擇哪種型號(hào)的電動(dòng)機(jī)； ANSYS 軟件應(yīng)用不熟練，起重臂受力無(wú)法正確進(jìn)行分析； CAD 和CAXA 繪圖過程中錯(cuò)誤百出等。最后經(jīng)過多方面查資料和老師、同學(xué)的幫助，這些問題都得到了很好地解決。這使我充分認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)力量的強(qiáng)大，為以后參加工作的團(tuán)隊(duì)合作積累了經(jīng)驗(yàn)。 總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我 收獲很大，也是我走向工作崗位干好工作的一個(gè)良好的奠基 石。 謝 辭 本文是在尊敬的老師的精心指導(dǎo)和細(xì)心關(guān)懷下完成的。 在本文的方案提出、修改，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，自始至終都得到了王老師的精心指導(dǎo)。王 老 師 的知識(shí)淵博、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍以及高度的責(zé)任感給我留下了深刻的印象，并將使我銘記終生。在論文結(jié)束之際，我謹(jǐn)向老師致以最衷心的感謝！ 經(jīng)過兩個(gè)多月的工作，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿畫上了句號(hào)。這兩個(gè)月來，通過學(xué)習(xí)、研究塔式起重機(jī)和 ANSYS 的相關(guān)資料，學(xué)到了很多知識(shí)。這段歷程不僅僅是單純的設(shè)計(jì)過程，更重要的是一個(gè)獨(dú)立工作能力的鍛煉過程。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有很多可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)朋友給了我無(wú)形的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ 在本文結(jié)束之際，四年的大學(xué)生生活也即將宣布結(jié)束，在四年的大學(xué)生活里，機(jī)電學(xué)院的 老師們給予了我無(wú)私的教導(dǎo)，有了他們的幫助，使我少走了很多的彎路，受益匪淺，在此一并向大學(xué)期間所有關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！在即將畢業(yè)之際，祝他們一路順風(fēng)、事業(yè)有成。 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 張宏梅編譯 .工程機(jī)械文摘集粹 [J]. 日本塔式起重機(jī)制造 ,20xx:4. ［ 2］ 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè) .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx. ［ 3］王凱輝，顧美麗等 .塔式起重機(jī)的事故分析及研究 [J].建筑機(jī)械 ,1999:4547. ［ 4］王贊芝 ,王國(guó)安 .塔機(jī)起重臂彎折事故分析 [J]. ［ 5］ 徐克晉 .金屬結(jié)構(gòu) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1982. ［ 6］王進(jìn) .基于有限元法的塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究 [J].建筑機(jī)械械 .20xx. ［ 7］孟憲頤 ,張 朋 . 李梅山 .在用塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)剩余壽命的估算 [J].建筑機(jī)械 .1998. ［ 8］張自力 ,李剛 .塔機(jī)水平臂折臂事故分析 [J].建筑機(jī)械 .(上半月刊 ). ［ 9］肖和云 ,孟 濱 .一起塔式起重機(jī)事故的原因分析 [J].起重運(yùn)輸機(jī)械 .20xx. ［ 10］于海峰 ,周永江 .風(fēng)雪中的輕鋼結(jié)構(gòu) [J].20xx 年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文 . ［ 11］廖希亮 ,陳清奎 .計(jì)算 機(jī)繪圖與三維造型 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .20xx. ［ 12］《建筑起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編 塔式起重機(jī)與施工升降機(jī)篇》 [S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 . . ［ 13］《中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》起重機(jī)械卷（上、中、下） [M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 .. ［ 14］ 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [S] .《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組 . ［ 15］ 《工程起重機(jī)》第二版 [M].高等學(xué)校工程機(jī)械專業(yè)教材 . ［ 16］ 陳瑋璋，顧迪民 .起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu) .人民：教徒出版社， 1986. ［ 17］ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》修訂版 [S] .國(guó)防工業(yè)出 版社出版 . ［ 18］ 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 [S] .東北工學(xué)院 .《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組 . ［ 19］ 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 4 卷 [S] .機(jī)械工業(yè)出版社出版 . ［ 21］ 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1980. ［ 22］ 龔曙光主編 .《 ANSYS 工程應(yīng)用與實(shí)例解析》 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 . ［ 23］ 高秀 ,何永榮主編 .《建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用》 [M].北京：人民交通出版社 .. ［ 24］ 顧迪民主編 .《工程起重機(jī)》 [M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社 .（第二版） . ［ 25］ 張質(zhì)文 ,虞和謙 ,王金諾等主編 .《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M].北京：中國(guó)鐵道出版社 .. ［ 26］ 張質(zhì)文 .起重運(yùn)輸機(jī)械 .北京 :人民鐵道出版社 , 1985. ［ 27］《建筑起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編 塔式起重機(jī)與施工升降機(jī)篇》 [S] .北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 .. ［ 28］《建筑起重機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)匯編 綜合、建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)與履帶起重機(jī)篇》 [S] .北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 .. ［ 29］ 胡宗武 ,徐履冰 ,石來德主編 . 《非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [S] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 . ［ 30］ 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx. ［ 31］ Ansys, Analysis Guide Release Third Edition SAS,IP inc,1997. ［ 32］ Ansys, Thermal Analysis Release Third Edition SAS,IP inc,1997.