【正文】 人字式（ a） (小塔用 ) 一順斜置式（ b）（大塔用） 應(yīng)用區(qū)段 不受限制 斜桿受拉，最宜用于吊點(diǎn)以外懸臂部分 腹桿與弦桿相交的焊縫 長(zhǎng)度較長(zhǎng)，強(qiáng)度易保證 長(zhǎng)度較短，質(zhì)量不易保證 焊接變形 較均勻 不均勻 節(jié)點(diǎn)焊縫 較好 較差 布置制約的影響 便于布置小車變幅機(jī)構(gòu) 不便于布置小車變幅機(jī)構(gòu) 選 b 主要從受力來(lái)考慮， b受力好 腹桿展開(kāi)圖 a b c 圖 23 腹桿展開(kāi)圖 分類： a一順式 腹桿布置均勻，焊縫不過(guò)于集中 b交錯(cuò) 對(duì)稱式焊縫過(guò)于集中 c密集布置式 當(dāng)臂架幅度大，下弦采用槽鋼時(shí)用 正三角截面起重臂的腹桿體系采用人字式布置方式，加工方便，便于布置小車變幅機(jī)構(gòu)，腹桿體系為三角形，對(duì)于三角形結(jié)構(gòu)，上弦桿使用圓鋼管，下弦桿由角鋼拼焊成，兼作起重小車的運(yùn)行軌道。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(jiǎn)單且安全可靠。臂架根部通過(guò)銷軸與塔身連接，臂架上設(shè)有吊點(diǎn)通過(guò)鋼 絲繩或剛拉桿與他冒頂部連接。在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的桁架可看作懸臂梁，承受橫向載荷。所以宜采用三角形結(jié)構(gòu)。目前，橢圓形起重臂的技術(shù)其優(yōu)勢(shì)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。 綜上所述，起重臂采用小車變幅臂架，雙吊點(diǎn)。 （ 3）伸縮式小車變幅臂架 能夠避開(kāi)運(yùn)行中的障礙物。 雙吊點(diǎn)小車變幅臂架，超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定幅度在 50米以上采用。 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(zhǎng)進(jìn)行水平位移，并能平移準(zhǔn)確的進(jìn)行安裝就位。提高塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)水平已迫在眉睫。 位置1 位置3 位置4 位置5 位置6位置2 圖 11 平衡臂各個(gè)危險(xiǎn)截面示意 本次利用 ANSYS 軟件為基礎(chǔ)建立了塔機(jī)整機(jī)有限元模型對(duì)該塔式起重機(jī)起重臂臂強(qiáng)度剛度進(jìn)行有限元分析，獲得起重臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，確定起重臂作業(yè)時(shí)的危險(xiǎn)點(diǎn)。工作狀態(tài)風(fēng)載荷 wF 是起重機(jī)在正常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力。 因而本文主要針對(duì) 以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析 。知名企業(yè)都有自己的科研機(jī)構(gòu)，對(duì)起重臂的計(jì)算理論、制造工藝等都有深人的研究，有限元等方法的應(yīng)用，大大減輕了整機(jī)的重量。由于起重 臂臂尖撓度是塔機(jī)整機(jī)變形的綜合結(jié)果而塔機(jī)各部分結(jié)構(gòu)形狀和連接形式很復(fù)雜所受載荷也很復(fù)雜不可能進(jìn)行手工分析和計(jì)算。新技術(shù)的應(yīng)用不斷解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的新問(wèn)題，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造水平，減少事故的發(fā)生將是今后一個(gè)時(shí)期專業(yè)技術(shù)人員所面臨的重要課題。 本文的研究?jī)?nèi)容 塔式起重機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)試驗(yàn)技術(shù)不斷提出新的要求從而推動(dòng)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(guò)來(lái)推動(dòng)著起重運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)進(jìn)步。隨著其它有限元分析軟件逐步在我國(guó)推廣使用，人們開(kāi)始嘗試將其它軟件應(yīng)用于塔機(jī)的靜動(dòng)力分析，其中 ANSYS 軟件就是一種較好的選擇。隨著有限元法理論的日益完善和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的工程技術(shù)人員開(kāi)始采用有限元法對(duì)塔機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，有限元法成為目前塔機(jī)結(jié)構(gòu)分析中最有效的數(shù)值方法。 金屬結(jié)構(gòu)是塔機(jī)的骨架，起結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性決定著塔機(jī)的工作可靠性和安全性。對(duì)起升機(jī)構(gòu)的改進(jìn)難點(diǎn)在于如何保證整個(gè)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。起升機(jī)構(gòu)的主要功能是起吊重物，在頻繁的起吊、卸載和變速過(guò)程中，起升機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的零部件都處在一個(gè)較大的交變應(yīng)力狀態(tài)中，會(huì)因疲勞等原因造成其損壞，一旦零件損壞，就會(huì)使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)失效，其后果就會(huì)使吊運(yùn)在空中的重物突然失控下墜，造成突發(fā)性事故，這種情況在工地上時(shí)有發(fā)生。 課題關(guān)鍵問(wèn)題及難點(diǎn) 塔機(jī)作為建筑工地上的主要機(jī)械，在施工中起著關(guān)鍵作用。這樣就對(duì)起重機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性提出了更 高的要求。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(kāi)展， 人們利用計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和進(jìn)行動(dòng)力特性分析得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 。這種方法使用起來(lái)比較簡(jiǎn)便，但其缺點(diǎn)是對(duì)于不同用途、 不同工作性質(zhì)的結(jié)構(gòu)采用同一的安全系數(shù)，而且安全系數(shù)往往偏大或過(guò)低 。從 塔式 起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式 和性能 看，總的趨勢(shì)是向 大噸位產(chǎn)品 方 向發(fā)展， 這是因?yàn)?大噸位塔式 起重機(jī) 在起重 大型貨物 時(shí) 有它自己的優(yōu)勢(shì)， 特別是在現(xiàn)代城市建設(shè)和橋梁建設(shè)中大噸位起重機(jī)起著不可替代的作用；塔式 起重機(jī)今后的發(fā)展的另一趨勢(shì) 是 設(shè)計(jì)計(jì)算原理的研究和改革。 1900 年有了第一個(gè)塔機(jī)專利， 1905 年出現(xiàn)了塔身固定的臂架式起重機(jī)，第一次、二次世界大戰(zhàn)后塔機(jī)得到快速發(fā)展，近年更是呈現(xiàn)型式多樣、需求旺盛的局面。 由于塔機(jī)在啟動(dòng)、制動(dòng)和進(jìn)行耦合運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)將承受強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)，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(lì)下的動(dòng)態(tài)過(guò)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(duì)于塔 機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和安全性都具有非常重要的意義。 在科學(xué)研究方面，新的理論、新的計(jì)算方法的建立以及新產(chǎn)品的研制，都必須經(jīng)過(guò)理論性的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)其可行性和可靠性。 安裝拆卸人員無(wú)塔機(jī)安裝拆卸資質(zhì)，操作人員無(wú)起重機(jī)操作資格 [9]。 塔式起重機(jī)主要是在循環(huán)變化的載荷或隨機(jī)載荷作用下工作，塔臂連接銷釘之間磨損嚴(yán)重且沒(méi)有得到及時(shí)的修整，起重臂臂尖在起吊時(shí)重物時(shí)撓度過(guò)大嚴(yán)重影響牽引小車工 作性能。所發(fā)生的事故多是在焊接過(guò)程中的咬邊、焊瘤、夾渣、氣孔、未焊透和裂紋等缺陷造成的。破壞的主要原因有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量不過(guò)關(guān)、施工人員操作不規(guī)范、過(guò)載、低溫脆性，應(yīng)力腐蝕和疲勞等。影響工期的完成，嚴(yán)重的造成人身安全。dynamic characteristics 1 概述 本文的課題意義 根據(jù)《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ( GB/ T13752 92),塔機(jī)的設(shè)計(jì)壽命應(yīng)在 15 30 年間，塔式起重機(jī)的破壞主要發(fā)生在塔身、起重臂、平衡壁三大金屬結(jié) 構(gòu)上。 the rising anization。s infrastructure construction and development of the national economy, playing an increasingly important role. Design of reasonable or not directly related to the performance and tower crane costs, a business relationship between the survival and development. This paper will have a detailed description about QTZ80 tower crane boom and the rising anization’s design. In this paper, a detailed explanation will be made about QTZ80 tower crane arm’s crosssection form,the motor of the rising anization and the rising anization’s various tower crane arm of the threedimensional map of parts and pleting mapping of the boom assembly is based on Threedimensional modeling software SolidWorks,gain QTZ80 tower crane arm’s finite element analysis with ANSYS, gain the boom’s stress distribution to determine the boom operating dangerous point, the tower of strength and stiffness were checking to determine whether the performance of the design can meet design requirements, make a modal analysis of overall of QTZ80 tower crane with ANSYS, gain the entire dynamic of the tower crane. Keywords: threedimensional modeling。 以三維造型軟件 Solid Works 為基礎(chǔ)完成 QTZ80 型塔式起重機(jī)起重臂的 三維零件圖的繪制并完成起重臂的裝配， 運(yùn)用 ANSYS 軟件對(duì) QTZ80 型塔式起重機(jī)起重臂進(jìn)行了有限元分析 ,獲得起重臂結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，確定起重臂作業(yè)時(shí)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。 本文將對(duì) QTZ80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(shuō)明。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)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(dòng)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(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 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(wèn)題及難點(diǎn) ................................................... 5 本文的研究?jī)?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 ......