【正文】 .................................................................. 27 iv 制動(dòng)器校核 .................................................................................................... 30 塔式起重機(jī)主要機(jī)構(gòu)校核計(jì)算結(jié)論 ............................................................ 31 5 結(jié) 論 ..................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 33 致謝 ............................................................................................................................. 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 ............................................................................. 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲 明 ................................................................................. 37 v 主 要 符 號(hào) 表 V 垂直力 H 水平力 M 力矩 T 回轉(zhuǎn)阻力矩 n 塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)速度 Tm 摩擦阻力矩 Te 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等效靜阻力矩 Tpe 等效坡度阻力矩 Twe 等效風(fēng)阻力矩 z 齒輪齒數(shù) m 模數(shù) i 傳動(dòng)比 a 中心距 b 齒寬 d 分度圓直徑 η 傳動(dòng)效率 1 緒論 1 1 緒 論 前言 塔式起重機(jī)是建筑機(jī)械的 重要 設(shè)備 。隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技發(fā)展人類的居住空間越來(lái)越小，人們的房子越建越高，塔機(jī)在高層建筑 建筑施工中 發(fā)揮著越來(lái)越 重要 的 作用， 作為塔式起重機(jī)的 重要部分 —— 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，對(duì)塔機(jī)的性能起著至關(guān)重要的作用。尤其是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)塔機(jī)的性能的合理化設(shè)計(jì)，有利于其長(zhǎng)周期工作。塔機(jī)具有工作效率高、適用范圍廣、回轉(zhuǎn)半徑大、起升高度高、操作方便等特點(diǎn)。 塔機(jī)在中國(guó)的發(fā) 展： 塔機(jī)產(chǎn)生的淵源可追溯到古老的年代。這種原始的汲水工具利用了杠桿原理，由杠桿、對(duì)重與取物裝置所組成。 15 世紀(jì)以后，起重裝置不僅運(yùn)用于農(nóng)副業(yè)，而且運(yùn)用于建筑業(yè)和大型水利工程中，出現(xiàn)了木制的能變幅旋轉(zhuǎn)的起重機(jī)。 1954 年由前民主德國(guó)引進(jìn)的樣機(jī)為藍(lán)本生產(chǎn)了第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)塔機(jī)。 70 年代，我國(guó)獨(dú)立自主開發(fā)首臺(tái)上回轉(zhuǎn)小車變幅水平臂、液壓頂升的自升式三用（軌道式、固定式、附著式）塔機(jī) QT410， 1973 年試制了 6 臺(tái)，并投入施工。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 90 年代后，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)塔機(jī)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高， 眾多城市大型建筑、 水利、電力及橋梁等工程不斷增加。國(guó)內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的塔機(jī)產(chǎn)品技術(shù)性能均顯著 提高，起升機(jī)構(gòu)采用三速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、渦流制動(dòng)、電動(dòng)換擋減速箱，變幅回轉(zhuǎn)采用雙速電機(jī)液力聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，或采用變頻調(diào)速，有多種速度，工作平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高綜觀 50 年發(fā)展史，我國(guó)塔機(jī)行業(yè)從無(wú)到有，從小到大，逐步形成了較為完整的體系，我國(guó)增幅最快的新興行業(yè)之一，特別是改革開放以來(lái)，塔機(jī)行業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、管理和市場(chǎng)開拓等方面已形成一套較為健全的機(jī)制 [18]。它最早起源于歐洲。近代塔機(jī)的首批原型機(jī)樣出現(xiàn)于 1912 至 1914 年。 1923 年制成功第一臺(tái)比較完整的近代塔機(jī)。 二次世界大戰(zhàn)后的重建工作推動(dòng)了建筑用塔機(jī) 近 30 年來(lái)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 1948 到 1949 年涌現(xiàn)出一些起重能力在 10 噸米以下的可以整體折疊運(yùn)輸和自行架設(shè)的輕型塔機(jī)。 1955 到 1957 年下回轉(zhuǎn)折疊式塔機(jī)的構(gòu)造設(shè)計(jì)繼續(xù)有所創(chuàng)新，如：下車變幅臂架、伸縮式塔身和分布式臂架的應(yīng)用等，此間自升式塔機(jī)也研制成功。 課題的研究意義 在高層建筑施工中，塔機(jī)的幅度利用率比其它類起重機(jī)高。在工程機(jī)械中，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不僅慣性負(fù)載大而且它占整機(jī)循環(huán)時(shí)間的比例很大。 現(xiàn)有 QTZ80 起重機(jī)最大工作幅度為 55m，現(xiàn)在要求將起重機(jī)的工作幅度增加到 60m,要求塔機(jī)的結(jié)構(gòu)變化盡量小，以便于通用，便于加工，便于運(yùn)輸。 課題的研究?jī)?nèi)容 起重機(jī)起升幅度 60m,額定起升力矩 ，臂端起重量 ,最大起重量 8t,前臂長(zhǎng) ,平衡重 ,塔頂高 ，慣性載荷，最后轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)載荷，設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，擬定回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案，經(jīng)過比較得到合理的傳動(dòng)方案，得到合理的傳動(dòng)方案，繪制裝配圖及傳動(dòng)零件。這 對(duì)建筑施工要求塔機(jī)作業(yè)范圍越來(lái)越大(即起重臂需越來(lái)越長(zhǎng) ),更顯得重要。 (3) 使用可靠 ,壽命長(zhǎng)。 (4) 工作時(shí)可停止定位 , 非工作狀態(tài)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這對(duì)軌道式作業(yè)的塔機(jī)尤為突出。 傳動(dòng)方案： 第一種型式 —— 單速電機(jī) +蝸輪傳動(dòng)減速器 +輸出小齒輪 +銷 柱式大齒圈 +立柱式支承。m、 200kN 但就性能要求而言 , 上述六條要求幾乎都無(wú)法實(shí)現(xiàn) , 所以在非簡(jiǎn)易型的 250kN 第二種型式 —— 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。m 級(jí)塔機(jī)中應(yīng)用的 , 從這一長(zhǎng)串的組合就看出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動(dòng)效率低、不能調(diào)速、使用可靠性 差、自重大 ,現(xiàn)場(chǎng)使用也故障頻發(fā)。偏心針齒擺線行星齒輪傳動(dòng)正是這樣一種具有開發(fā)潛力和良好應(yīng)用前景的傳動(dòng)裝置。 [5]回轉(zhuǎn)起動(dòng)沖擊大 尤其是反轉(zhuǎn)制動(dòng)，沖擊更大。 這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在很多塔機(jī)中應(yīng)用 , 使用中反映出的問題有 : ①起制動(dòng)不平穩(wěn) , 慣性沖擊大 ； ②沒有定位功能 , 使用中采用“ 打反車 ” 來(lái)定位 , 加劇了沖擊和擺動(dòng) 。 ⑤選用的雙排球式或單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承都是承載能力低、自重大、壽命短、價(jià)格貴的結(jié)構(gòu)。 星齒行星齒輪減速器特點(diǎn)：它是一種新型傳動(dòng)裝置，具有重量輕、體積小、重量輕、傳動(dòng)比大點(diǎn)，而且這種傳動(dòng)采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱，齒形最簡(jiǎn)單，基本實(shí)現(xiàn)了受載零件全部做純滾 ,并且各主要受力處多為凹凸接觸，且有較高的接觸強(qiáng)度。 星齒行星減速器如圖 所示 ： 圖 星齒行星齒輪減速器 這是我們成系列配置設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) , 簡(jiǎn)圖 如圖 所示 ：它具有回轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高低兩速、停止定位、徑向尺寸小、傳動(dòng)效率高、自重輕等特點(diǎn) , 是目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，并且有的廠家已經(jīng)提供成套的產(chǎn)品。 (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。傳動(dòng)比 i 可根據(jù)需要另行匹配。如 80 年代設(shè)計(jì)的 800kN 又如現(xiàn)在使用的 1600kN 采用新的裝置 , 自重僅有 1743kg或 1805kg。 (5) 雙速電機(jī)與液力偶合器匹配 , 具有調(diào)速和吸收沖擊的功能 , 回轉(zhuǎn)平穩(wěn)。行星傳動(dòng)裝置獲安徽省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)及安徽省優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng) , 由馬鞍山傳動(dòng)機(jī)械廠生產(chǎn)。上述二廠都是建設(shè)部納入部“七五”及“八五”技術(shù)改造的定點(diǎn)企業(yè) , 技改后設(shè)備先進(jìn) , 質(zhì)量保證體系完善 , 具有為建設(shè)機(jī)械提供優(yōu)質(zhì)配套的能力。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。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。 HkH??VMN HkH?? VMN == N 式中 Hk 系數(shù)值，與滾動(dòng)體的形狀和滾動(dòng)體與滾道的接觸角等因素有關(guān)。 ）。 時(shí)，起重臂架與風(fēng)向垂直，最大的風(fēng)阻力矩按下式計(jì)算： 4433m a x RFRFRFRFT wwbwbWQW ???? =60015+67342715009= N； 當(dāng) ? 從零變化到 90186。 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 gmgGgQg TTTT ??? Tg回轉(zhuǎn)慣性阻力矩， kgm2； TgG塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)部分的慣性阻力矩， kgm2； 起吊物品繞塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)的慣性阻力矩 gQT tnRRqQT gQ )( ?? () =(78400+)152(5)= kgm2； 作用在電機(jī)軸上的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部分的慣性阻力矩 gmT ,因?yàn)樽饔迷陔姍C(jī)軸上的機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略不計(jì)，所以這部分不計(jì)。 (4) 坡度阻力矩 塔式起重機(jī)由于軌道鋪蛇不平或者土壤地基的沉陷，導(dǎo)致其回轉(zhuǎn)中心線與鉛垂線成一夾角，從而產(chǎn)生坡度阻力矩。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的計(jì)算 [1]初選電動(dòng)機(jī)時(shí)，等效功率安下面的公式計(jì)算 ?9550nTP ee? () =(9550) 西 安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 = kw wepeme TTTT ??? =+0+= N 式中 Pe電機(jī)等效功率， kw； ? 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總效率，采用行星齒輪傳動(dòng)時(shí) ～ ；取 ? = n塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)速度， r/min； 取 n= r/min； Te回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等效靜阻力矩， ； Tm摩擦阻力矩， ； Tpe等效坡度阻力矩， ； Twe等效風(fēng)阻力矩， ； 液力耦合器的選用： 選用條件和原則 在已知工作電機(jī)的額定功率選配液力耦合器，為了節(jié)約能源通常使液力耦合器與工作電機(jī)的額定功率接近相等或是要稍大一些 [15]。 (2)限矩形的液力耦合器的啟動(dòng)過載系數(shù)和最大過載系數(shù)都應(yīng)小于電機(jī)力矩過載系數(shù)，否則起不到過載保護(hù)作用。 按上述方法查找到了相應(yīng)的液力耦合器的規(guī)格我 yo320 型限矩型的液力耦合器。 (3) 制動(dòng)