【正文】 40 起重臂自重引起的載荷計(jì)算 42 風(fēng)載荷計(jì)算 43 起升時拉桿拉力產(chǎn)生的彎矩 45 回轉(zhuǎn)時 的臂節(jié)離心力和回轉(zhuǎn)慣性力和回轉(zhuǎn)慣性力力矩的計(jì)算 46 起升鋼絲繩拉力，水平慣性力等的計(jì)算 51 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 吊臂的整體穩(wěn)定性計(jì)算 54 61 15176。時 62 71176。時 62 62 63 電動機(jī)功率驗(yàn)算 64 電動機(jī)的選擇： 64 過載校核 64 發(fā)熱校核 65 結(jié)論 66 謝 辭 68 參 考 文 獻(xiàn) 69 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 摘 要 隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)的開始，以及大中小城市的進(jìn)一步拓展，以及國家多種大工程的上馬，建筑業(yè)出現(xiàn)了前所未有的新局面。同時，為了和世界接軌，塔機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有更多更新的創(chuàng)新來適應(yīng)新的發(fā)展機(jī)遇、新的發(fā)展挑戰(zhàn)。促使我們在塔機(jī)原有的基礎(chǔ)上提出更多更新穎的創(chuàng)意來促進(jìn)國內(nèi)塔機(jī) 業(yè)水平的進(jìn)一步提高，促進(jìn)動臂塔機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展。從而使塔機(jī)的生產(chǎn)成本在符合應(yīng)力要求的前提下大大降低。綜觀 50 年發(fā)展史，我國塔機(jī)行業(yè)從無到有，從小到大，逐步形成了較為完整的體系和比較完整的系列型譜，塔機(jī)成為建筑施工中的關(guān)鍵設(shè)備，塔機(jī)行業(yè)也成為我國發(fā)展最快的 建筑機(jī)械行業(yè) 之一。目前我國已成為世界塔機(jī)生產(chǎn)大國，也是世界塔機(jī)主要需求市場之一。基于高層建筑的發(fā)展，新制定的領(lǐng)空權(quán)許可制度及 跨占鄰居領(lǐng)地產(chǎn)生的糾紛等因素，迫使人們改變已有的傳統(tǒng)觀念，從小車變幅改變?yōu)楸奂芨┭?，為塔機(jī)作業(yè)創(chuàng)造有利空間，推動了各種類型動臂塔機(jī)的改造和發(fā)展，全世界塔機(jī)生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時都考慮了這些因素，研制出了相應(yīng)的改進(jìn)型塔機(jī)。應(yīng)繼續(xù)提高大中型塔機(jī)技術(shù)含量和質(zhì)量水平，滿足大型重點(diǎn)工程需要，開拓國際市場；整頓提高中小型塔機(jī)，提高塔機(jī)的安全可靠性。動臂式塔機(jī)由于臂架可在一定范圍內(nèi)變動，非常適合密集及狹窄地區(qū)施工，有獨(dú)特的施工特點(diǎn)，因此越來越受到重視。 目前，我國塔機(jī)性能與現(xiàn)代智能化、數(shù)字化控制技術(shù)還有很大差距，跟不上市場的需要。特別是液壓件、電器件等不過關(guān)，直接影響到主機(jī)的質(zhì) 量和可靠性等。 國外塔機(jī)由小向大 、由輕向重、由單一向多功能、由俯仰變幅臂架向小車變幅臂架向俯仰變幅臂架發(fā)展，工作速度由低向高發(fā)展。開始應(yīng)用自動控制及遙控技術(shù)，利用智能微電腦控制的力矩限位器。 隨著建筑工程量以及建筑形式的多種多樣，建筑 機(jī)械也出現(xiàn)了多種多樣的形式，動臂塔式起重機(jī)也隨之得到廣泛應(yīng)用。基于高層建筑的發(fā)展，新制定的領(lǐng)空權(quán)許可制度及跨占鄰居領(lǐng)地產(chǎn)生的糾紛等因素 ,加之 許多國家在建筑法規(guī)中明文規(guī)定，吊裝作業(yè)不能超出施工的作業(yè)領(lǐng)域即臂架不能超出建筑圍欄，迫使人們改變已有的傳統(tǒng)觀念，從小車變幅改變?yōu)楸奂芨┭觯瑸樗C(jī)作業(yè)創(chuàng)造有利空間，從建筑行業(yè)發(fā)展趨勢來看，城市愈來愈擁擠，在擁擠的城市里施工唯有動臂式塔機(jī)能滿足施工要求，動臂式塔機(jī)的應(yīng)用會愈來愈多。具體表現(xiàn)在： （ 1）采用最新平面布置理論將塔式起重機(jī)整體布置協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 （ 3）新的安裝拆卸方法更加提高了塔機(jī)的安全性能。 動臂塔機(jī)可避免多臺塔機(jī)作業(yè)的干涉，以及在非工作狀態(tài)的平衡穩(wěn)定性優(yōu)于水平臂塔機(jī) 。本次塔機(jī)設(shè)計(jì)總體方案確定的關(guān)鍵技術(shù)如下： 起重臂的臂根鉸接點(diǎn)后置回轉(zhuǎn)中心 2m 動臂塔機(jī)由于臂架仰角為 15176。無論是工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)均需考慮隨仰角增大而變大的彎矩，這也是為什么動臂塔機(jī)塔身自身高度應(yīng)按臂架長度來確定的原因。 ? 臂架仰角也不能過大，以盡量減小臂架的迎風(fēng)高度。 起重臂臂架截面形式及材料 起重臂臂架截面形式采用三角形截面臂架。 動臂塔機(jī)的臂架主要受壓，以結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定為主，剛度比強(qiáng)度影響更大，采用高強(qiáng)度合金鋼，如果熱處理、焊接工藝不恰當(dāng)，會造成應(yīng)力集中，使其抗沖擊能力下降，另外還要考慮到塔機(jī)的生產(chǎn)成本，還有即使強(qiáng)度、剛度均可保證，臂架自重降低過多，在摸個特殊工況是有害的，根據(jù)以上分析動臂塔機(jī)的臂架采用過高強(qiáng)度的材料是不合適的。 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 A 形架及防傾覆裝置 ? 過去 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 ，就會克服以上缺點(diǎn)。 ? 由于 A形架頂部橫向尺寸變寬，不會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。 圖 防后傾裝置 工作狀態(tài)起重臂仰角較大時，強(qiáng)風(fēng)從前方吹來，由于此時回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可能處于制動狀態(tài)，吊鉤又是空載，變幅鋼絲繩不能承受來自前方的推力，如果臂架自重力矩如果小于前吹風(fēng)產(chǎn)生的力矩，就會使臂架后傾而失去控制，當(dāng) 陣風(fēng)驟然停止時，臂架在自重作用下會反彈下墜，可能造成變幅拉桿或鋼絲繩受沖擊 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 載荷而斷裂。由此可以看出防后傾裝置是非常重要的。因此它是不必要的，增加的繁瑣，不安全因素幾乎抵消了其調(diào)節(jié)塔頂力矩的好處。 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接采用銷軸連接 塔身主要承受其以上起重臂、吊重、吊鉤、平衡臂、 A形架、配重、上下轉(zhuǎn)臺、以及起升、回轉(zhuǎn)和變幅三大機(jī)構(gòu)等的自重以及塔機(jī)的吊重和以上各部分產(chǎn)生的彎矩，塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接直接影響到塔機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性。 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用的連接方式主要有蓋板螺栓 聯(lián)接、套柱螺栓聯(lián)接、銷軸聯(lián)接和瓦套法蘭盤連接。高強(qiáng)螺栓連接易造成應(yīng)力分布不均，容易造成應(yīng)力集中；高強(qiáng)螺栓需要經(jīng)常維護(hù)，且螺紋外牙和和內(nèi)牙容易折斷和磨損，造成塔機(jī)安全事故；高強(qiáng)螺栓連接時需要增加一定的預(yù)緊力，而且要不定期的維護(hù)檢查螺栓是否松動以保持塔機(jī)整體穩(wěn)定。而銷軸連接制造簡單，成本低，不需要進(jìn)行經(jīng)常的維護(hù)，且銷軸不會松動，因此銷軸連接方式安全性更高，便于加工，成本低。 動臂自升式塔機(jī)可以采用的底架主要有：十字型底架，井字型底架和預(yù)埋支腿式底架。十字形底架的塔身危險(xiǎn)斷面在塔身的根部，這樣對塔身的材料要求提高。節(jié)省所用的底架混凝土，但占地面積較大，井字形底架具有帶支撐的十字形底架的優(yōu)點(diǎn)，而且可反復(fù)利用，降低成本。 以上為動臂塔機(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。塔機(jī)直接坐落在混凝土基礎(chǔ)上，通過混凝土基礎(chǔ)將整機(jī)支反力傳給地基，保持塔機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行工作。對于有底架的固定自生塔機(jī)，可視工程地質(zhì)條件、周圍環(huán)境及施工現(xiàn)場情況選用 X形整體式鋼筋混凝土 基礎(chǔ)，條塊分隔式鋼筋混凝土基礎(chǔ)、四個獨(dú)立塊體式鋼筋混凝土基礎(chǔ)、獨(dú)立式大塊體基礎(chǔ)、井字形基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)不僅起著承上啟下的作用將塔機(jī)的荷載傳給地基，同時還發(fā)揮部分壓重作用，保證塔機(jī)的穩(wěn)定性。如果塔機(jī)安裝在 混凝土砌塊人行道上，或是安裝在原有混凝土地面上，均可采用這種鋼筋混呢凝土基礎(chǔ)。由于基礎(chǔ)僅承受底架傳遞的垂直力，故可作為中心負(fù)荷獨(dú)立柱基礎(chǔ)處理。 （ 4）獨(dú)立式大塊體基礎(chǔ) 獨(dú)立式大塊體基礎(chǔ)適用于無底架固定式自升式塔式起重機(jī)。由于整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體型尺寸是考慮塔式起重機(jī)的最大支反力、地基承載力以及壓重的需求而選定的，因而能確保塔式起重機(jī)在最不利工況下均可安全工作，不會產(chǎn)生傾覆事故。這種基礎(chǔ)不僅起著承上啟下的作用將塔機(jī)的荷載傳給地基，同時還發(fā)揮部分壓重作用，保證塔機(jī)的穩(wěn)定性。帶撐桿的 X字形底架由于塔身撐桿的位置塔身危險(xiǎn)斷面由塔身根部移動到撐桿的上支撐面，同時塔身根部平面對底架的作用載荷得以減小，從而改善底架的受力情況。所以本次設(shè)計(jì)的動臂自升式塔式起重機(jī)選擇井字型底架。 m ； Fv — 作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷， N — 作用在基礎(chǔ)上的水平載荷， N ； Fg— 混凝土基礎(chǔ)的重力， N； — 地面計(jì)算壓應(yīng)力； ； 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 b— 混凝土基礎(chǔ)的寬度； m； h— 混凝土的高度， m； 〔 〕 — — — 地面許用壓應(yīng)力，由實(shí)地勘探和基礎(chǔ)處理情況確定，一般取〔 〕。固定式基礎(chǔ)計(jì)算 基本數(shù)據(jù)見附表 1 工況一 . 基本穩(wěn)定性 e 的計(jì)算 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 （ 1）混凝土基礎(chǔ)的重 量 b=； h=； 混凝土基礎(chǔ)的密度ρ，ρ = ； ρ ； （ 2）起升載荷 ， = 21210N （ 3）作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷 = （ 4）作用在基礎(chǔ)上的彎矩 M， ）／ 1000 = 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 方形基礎(chǔ)，彎矩沿基礎(chǔ)對角線方向。 當(dāng) c a時，見圖 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 圖 根據(jù)力平衡和力矩平衡原則，得出公式： 兩個公式聯(lián)合求解得： 根據(jù)三角形相似原理，求得 解得 山 東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 與 相矛盾。 綜上（ 1）（ 2）說明，當(dāng)彎