【正文】 理設(shè)計(jì)可節(jié)約材料，降低整機(jī)造價(jià)。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。起升機(jī)構(gòu)之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一則可發(fā)揮部分配重作用，二則增大鋼絲繩卷筒與塔尖導(dǎo)輪間的距離，以利鋼絲繩的排繞并避免發(fā)生亂繩現(xiàn)象。3. 平衡臂與平衡重QTZ40塔式起重機(jī)是上回轉(zhuǎn)塔機(jī)。吊點(diǎn)以左可看作簡(jiǎn)支梁，以右可看作懸臂梁。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)。 5） 吊點(diǎn)的選擇與構(gòu)造 吊點(diǎn)可分為單吊點(diǎn)和雙吊點(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。因此本設(shè)計(jì)選用20號(hào)無(wú)縫圓鋼管。臂架桿件材料有多種選擇可能性。因此本設(shè)計(jì)選用人字式布置方式。當(dāng)采用順斜置式式，焊縫長(zhǎng)度較短、質(zhì)量不易保證。4） 腹桿布置和桿件材料選用矩形截面臂架的腹桿體系宜采用人字式布置方式，而三角形截面起重臂的腹桿體系既可采用人字式布置方式，也可 采用順斜置式。截面寬度主要與臂架全長(zhǎng)有關(guān)。其尺寸截面形式如圖23所示：圖23 臂架截面及其腹桿布置1水平腹桿2側(cè)腹桿3上弦桿4下弦桿臂架一五節(jié)：B=1020mm H=800mm臂架六七節(jié)：B=1017mm H=800mm臂架截面尺寸與臂架承載能力、臂架構(gòu)造、塔頂高度及拉桿結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。小車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。本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為6m，另加上2m長(zhǎng)的延接節(jié)。端頭節(jié)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單輕巧，配有小車牽引繩換向滑輪、起升繩端頭固定裝置。小車臂架常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長(zhǎng)度有12m五種。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車運(yùn)行軌道。雙吊點(diǎn)小車變幅臂架結(jié)構(gòu)自重輕，據(jù)分析與同等起重性能的單吊點(diǎn)小車變幅臂架相比，自重均可減輕5%10%。單吊點(diǎn)小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點(diǎn)小車變幅臂架則是超靜定結(jié)構(gòu)。因此此次設(shè)計(jì)采用小車變幅水平臂架。小車變幅水平臂架，簡(jiǎn)稱小車臂架，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。塔冒用無(wú)縫鋼管焊接而成，頂部設(shè)有連接平衡臂拉桿和吊臂拉桿的鉸銷吊耳，以及穿繞起升鋼絲繩的定滑輪，頂部應(yīng)裝有安全燈和避雷針。本設(shè)計(jì)采用前傾截錐柱式塔頂。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)。這兩種型式塔尖的共同特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單自重輕，加工容易，存放方便，拆卸運(yùn)輸便利。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。自升式塔機(jī)的塔頂有直立截錐柱式、前傾或后傾截錐柱式、人字架式及斜撐式等形式。1. 塔頂自升塔式起重機(jī)塔身向上延伸的頂端是塔頂，又稱塔帽或塔尖。對(duì)于特殊的塔式起重機(jī)，由于構(gòu)造上的差異，個(gè)別部件也會(huì)有所增減。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。 確定總體設(shè)計(jì)方案QTZ40塔式起重機(jī)是上回轉(zhuǎn)液壓自升式起重機(jī)。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。它是對(duì)滿足塔機(jī)技術(shù)參數(shù)及形式的總的構(gòu)想，總體設(shè)計(jì)的成敗關(guān)系到塔機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，直接決定了塔機(jī)設(shè)計(jì)的成敗。131設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算與說(shuō)明結(jié)果總體設(shè)計(jì)概述確定總體設(shè)計(jì)方案塔機(jī)金屬結(jié)構(gòu)塔頂?shù)醣蹣?gòu)造型式分節(jié)問(wèn)題截面形式及截面尺度腹桿布置和桿件材料選用吊點(diǎn)的選擇與構(gòu)造平衡臂和平衡重平衡臂的結(jié)構(gòu)型式平衡重拉桿上、下支座塔身塔身結(jié)構(gòu)斷面型式塔身結(jié)構(gòu)腹桿系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的聯(lián)接方式塔身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塔身的接高問(wèn)題轉(zhuǎn)臺(tái)裝置回轉(zhuǎn)支承底架附著裝置 套架與液壓頂升機(jī)構(gòu)爬升架頂升機(jī)構(gòu)套架液壓頂升基礎(chǔ)工作機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式 起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式起升機(jī)構(gòu)的減速器起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器滑輪組倍率回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)安全裝置限位開(kāi)關(guān)起升高度限制器起重量限制器力矩限制器風(fēng)速儀鋼絲繩防脫裝置電氣系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則整機(jī)工作級(jí)別機(jī)構(gòu)工作級(jí)別第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。更多地采用組裝式結(jié)構(gòu)為了便于產(chǎn)品更新?lián)Q代，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造、使用與管理，提高塔式起重機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)外塔式起重機(jī)專業(yè)廠已做到產(chǎn)品系列化、部件模數(shù)化。因此需要在吊臂端部或小車上安裝電視攝像機(jī)，在操作室利用電視進(jìn)行操作。起升機(jī)構(gòu)普遍做到具有3～4種工作速度，重物起升速度超過(guò)100m/min者已經(jīng)很多，構(gòu)件安裝就位速度可在0～10m/min范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，回轉(zhuǎn)速度一般可在0～1r/min之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，小車牽引和塔式起重機(jī)行走大多也有2～3種工作速度，小車牽引速度最快可達(dá)60m/min。工作速度提高，且能調(diào)速由于調(diào)速技術(shù)的進(jìn)步，混輪組倍率的可變、雙速、三速電動(dòng)機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的應(yīng)用，使塔式起重機(jī)工作速度在逐漸提高。重型塔式起重機(jī)吊臂則更長(zhǎng)?？焖俨鹧b下回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)的吊臂長(zhǎng)度可達(dá)到35m。根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些技術(shù)資料的介紹，塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)具體歸納為以下幾個(gè)方面。全國(guó)塔式起重機(jī)的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺(tái)截至2000年約為6萬(wàn)臺(tái)。由于這些塔式起重機(jī)制造質(zhì)量較好，技術(shù)性能比較先進(jìn)，極大地促進(jìn)了中國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的進(jìn)步。這些產(chǎn)品在性能方面已接近國(guó)外70年代水平，這一時(shí)期的最高年產(chǎn)量達(dá)1400臺(tái)。這一時(shí)期還先后開(kāi)發(fā)了ZT100、ZT1ZT280等小車變幅自升式塔式起重機(jī)、QT20小車變幅內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，QTL1TQTQ4TD2QTGQTG60下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂自行架設(shè)快裝塔式起重機(jī)等，其年產(chǎn)量最高超過(guò)900臺(tái)，標(biāo)志著中國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。1972年中國(guó)第一臺(tái)下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機(jī)問(wèn)世；同年為了北京飯店施工，中國(guó)又自行設(shè)計(jì)制造了QT10型自升式塔式起重機(jī)，該機(jī)的起重力矩為1600kN為了滿足市場(chǎng)各方面的要求，塔式起重機(jī)又向一機(jī)多用方向發(fā)展。20世紀(jì)七十年代，塔式起重機(jī)服務(wù)對(duì)象更為廣泛。隨后，中國(guó)又自行設(shè)計(jì)制造了TQ6型等塔式起重機(jī)，至1965年全國(guó)已有生產(chǎn)廠10余家，生產(chǎn)塔式起重機(jī)360多臺(tái)。在此時(shí)期，中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造塔式起重機(jī)的階段。隨后又仿照前蘇聯(lián)樣機(jī)，研制了15t與25t塔式起重機(jī)，這個(gè)時(shí)期中國(guó)生產(chǎn)與使用的塔式起重機(jī)的數(shù)量都較少。20世紀(jì)50年代，為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，中國(guó)引進(jìn)了前蘇聯(lián)以及東歐一些國(guó)家的塔式起重機(jī)，并進(jìn)行仿制。戰(zhàn)后各國(guó)面臨著重建家園的艱巨任務(wù)，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重機(jī)。用戶需高層附著施工，只需提出另行訂貨要求，即可增加某些部件實(shí)現(xiàn)本機(jī)的最大設(shè)計(jì)高度100米，也就是附著高層施工可建高樓32層以上。整機(jī)結(jié)構(gòu)不算太大，可滿足中小型施工的要求。QTZ40型自升式塔式起重機(jī)，其吊臂長(zhǎng)40米，最大起重量4噸，額定起重力矩40噸米。2. 工作速度高，具有安裝微動(dòng)性能及良好的調(diào)速性能。應(yīng)用塔式起重機(jī)對(duì)于加快施工進(jìn)度、縮短工期、降低工程造價(jià)起著重要的作用。由于塔式起重機(jī)能靠近建筑物，其幅度利用率可達(dá)全幅度的80%，普通履帶式、輪胎式起重機(jī)幅度利用率不超過(guò)50%，而且隨著建筑物高度的增加還會(huì)急劇地減小。在工業(yè)與民用建筑施工中塔式起重機(jī)是完成預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備。129致謝54 方案一53 塔身模型簡(jiǎn)化50 49 Ⅳ47 Ⅲ46 Ⅱ45 Ⅰ41 非工作工況Ⅲ37 工作工況Ⅱ 36 工作工況Ⅰ35 塔機(jī)風(fēng)力計(jì)算 33 平衡重的計(jì)算32 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別32 整機(jī)工作級(jí)別 22 安全保護(hù)裝置5 金屬結(jié)構(gòu) 5 確定總體設(shè)計(jì)方案1 塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1 塔式起重機(jī)的發(fā)展情況1 塔式起重機(jī)概述設(shè)計(jì)題目：QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身有限元分析法設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)人：建 筑 工 程 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身有限元分析法設(shè)計(jì)學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 輔 導(dǎo) 教 師 目錄第1章 前言3第2章 總體設(shè)計(jì)5 概述5 工作機(jī)構(gòu)29 總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總則3233 起重特性曲線43 51第3章 塔身的有限元分析設(shè)計(jì)53 有限元分析計(jì)算54 方案二79 方案三98第4章 塔身的受力分析計(jì)算121 穩(wěn)定性校核121 塔身的剛度檢算122 塔身的強(qiáng)度校核124 鏈接套焊縫強(qiáng)度的計(jì)算125 塔身腹桿的計(jì)算126 高強(qiáng)度螺栓強(qiáng)度的計(jì)算127第5