【正文】 液壓傳動(dòng)：有高速液壓馬達(dá)傳動(dòng)和低速大扭矩液壓馬達(dá)傳動(dòng)。后者傳動(dòng)零件少，起、制動(dòng)性能好，但容積效率較低，易影響機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速，體積與重量較大。⑵ 起升機(jī)構(gòu)的減速器 起升機(jī)構(gòu)的減速器通常有以下幾種：圓柱齒輪減速器、蝸輪減速器、行星齒輪減速器。蝸輪減速器的尺寸小，傳動(dòng)比大，重量輕，但效率低，壽命短。比較上述性能，選用圓柱齒輪減速器。制動(dòng)器布置在高速軸上時(shí)，所需制動(dòng)力矩小，但制動(dòng)時(shí)沖擊較大，通常采用塊式制動(dòng)器。本設(shè)計(jì)將制動(dòng)器布置在高速軸上，采用塊式制動(dòng)器。塔式起重機(jī)一般都為單聯(lián)滑輪組，故倍率a等于承載分支數(shù)Z。表21起升特性參數(shù)表倍率a=2a=4起重量（t）空鉤2244速度(m/min)68343417四倍率與二倍率轉(zhuǎn)化方便、快捷，變換倍率的方法如下：將上滑輪6用銷軸與吊鉤滑輪組7的兩滑輪的桿交點(diǎn)連接起來，此時(shí)即為四倍率狀態(tài)；拔出銷子，上滑輪6上升到載重小車4處固定后，就變?yōu)槎堵薁顟B(tài)?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生是通過上、下回轉(zhuǎn)支座分別裝在回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外圈上并由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小齒輪?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過力偶合器至行星齒輪減速機(jī)到主動(dòng)小齒輪，再驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承大齒輪。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)成雙回轉(zhuǎn)式，通常由回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、回轉(zhuǎn)制動(dòng)器、回轉(zhuǎn)減速器和小齒輪組成。⑵液力耦合器液力耦合器作用：一是軟化傳動(dòng)特性，使輸入和輸出之間有微小轉(zhuǎn)差，這樣電動(dòng)機(jī)起動(dòng)力矩不至于一下輸入到減速器，產(chǎn)生過大沖擊；二是當(dāng)有兩臺(tái)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)同時(shí)并聯(lián)工作時(shí)，可以協(xié)調(diào)其負(fù)載比較平衡，不至于轉(zhuǎn)得快的負(fù)載很大，轉(zhuǎn)得慢的負(fù)載很輕。回轉(zhuǎn)制動(dòng)在回轉(zhuǎn)過程中不允許使用，但回轉(zhuǎn)工作完成后，一定要打開制動(dòng)器。⑷減速器減速器是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，既要減速，又要承受小齒輪軸傳來的集中反力。綜上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一臺(tái)單速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力經(jīng)液力耦合器至行星齒輪減速器到小齒輪，在驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)支承大齒輪，為使回轉(zhuǎn)定位準(zhǔn)確，本機(jī)構(gòu)中裝有一套單片電磁制動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)止動(dòng)，該裝置只適用于在回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)停止工作后，起重臂旋轉(zhuǎn)動(dòng)作停止時(shí)使用。圖215回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1雙速電動(dòng)機(jī) 2液力偶合器3Xx4100型行星齒輪減速器 4驅(qū)動(dòng)小齒輪5單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承 6回轉(zhuǎn)大齒輪為了滿足物料裝卸工作位置的要求，充分利用自身的起吊能力，塔式起重機(jī)需要經(jīng)常改變幅度。變幅機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速器，卷筒和制動(dòng)器組成，功率和外形尺寸較小。本設(shè)計(jì)采用小車變幅，繩索牽引式小車變幅可使工作可靠，減輕起重臂載荷，而且因其驅(qū)動(dòng)裝置放在吊臂根部，平衡重也可略為減少。采用普通牽引卷筒，工作可靠，但牽引卷筒較長(zhǎng)，而且要有兩根鋼絲繩，采用鑄造卷筒。本次設(shè)計(jì)采用普通卷筒。⑶減速器卷筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用普通標(biāo)準(zhǔn)卷揚(yáng)機(jī)，為使機(jī)構(gòu)尺寸更緊湊，本機(jī)構(gòu)采用行星擺線針輪減速器。本次設(shè)計(jì)的變幅機(jī)構(gòu)由一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶制動(dòng)器的聯(lián)軸節(jié)至擺線針輪減速機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒。在放出和卷回的兩根鋼絲繩之間的卷筒上，應(yīng)保留有3～4圈鋼絲繩的光卷筒。變幅機(jī)構(gòu)及鋼絲繩的纏繞方式如圖216所示。塔式起重機(jī)的安全裝置可分為限位開關(guān)、斷電裝置、鋼絲繩防脫裝置、風(fēng)速計(jì)、緊急安全開關(guān)、安全保護(hù)音響信號(hào)。其功能主要有以下幾種：⑴吊鉤行程限位開關(guān)。⑵回轉(zhuǎn)限位開關(guān)。凡是不裝設(shè)中央集電環(huán)的塔式起重機(jī)，均應(yīng)配置回轉(zhuǎn)限位開關(guān)。用以使小車在到達(dá)臂架頭部或臂架根端之前停車，防止小車越位事故的發(fā)生。起升高度限制器組要有重錘式和螺桿式。螺桿式高度限制器常用于小車變幅式塔式起重機(jī)，這種限制器裝有兩個(gè)限位開關(guān)，還可以做雙向控制。在正常的起重機(jī)作業(yè)中，起升鋼絲繩的合力R對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩M=R a與彈簧力N對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩M=N b相平衡,而彈簧的變形量較小，當(dāng)超載時(shí)，彈簧產(chǎn)生較大的變形，撐桿打開限位開關(guān)，使起升機(jī)構(gòu)停止工作，起限制超載的作用。力矩限制器通過檢測(cè)裝置當(dāng)時(shí)的吊臂長(zhǎng)度和吊臂對(duì)水平面的傾角，并輸入到運(yùn)算系統(tǒng)內(nèi)，計(jì)算出當(dāng)時(shí)的工作幅度，然后根據(jù)相應(yīng)的“幅度起重量特性曲線”計(jì)算出當(dāng)時(shí)允許起升的最大載荷，并以此作為額定值。當(dāng)實(shí)際值大于額定值時(shí)，起重機(jī)已處于危險(xiǎn)工作狀態(tài)，這時(shí)力矩限制器會(huì)發(fā)出聲響和燈光警報(bào)。因此，風(fēng)速儀是一種極其重要的安全預(yù)警裝置，對(duì)每臺(tái)自升式塔式起重機(jī)均是必備之物。6. 鋼絲繩防脫裝置GB5144《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》規(guī)定：滑輪、起升卷筒及動(dòng)臂式塔機(jī)的變幅卷筒應(yīng)設(shè)有鋼絲繩防脫裝置，該裝置與滑輪或卷筒側(cè)板最外緣的間隙不得超過鋼絲繩直徑的20%。塔機(jī)上采用的電子安全裝置主要有三種：電子力矩限制器、電子作業(yè)區(qū)域限制器和電子防止護(hù)撞系統(tǒng)。 整機(jī)工作級(jí)別塔式起重機(jī)的工作級(jí)別與它的利用等級(jí)（工作頻繁程度）和載荷狀態(tài)（受載荷的輕重和頻繁程度）有關(guān)。 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)的利用等級(jí)和載荷狀態(tài)分為六級(jí)：M1 M6。機(jī)構(gòu)工作總時(shí)間規(guī)定為機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視為保用期。由參考書目【1】P31表213 及GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》P77附錄L表L1取定起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別為如表2－2所示：表22工作機(jī)構(gòu)級(jí)別起升機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變幅機(jī)構(gòu)頂升機(jī)構(gòu)Km=Km=Km=Km=T4L2M4T4L3M3T3L2M3T1L2M1T―機(jī)構(gòu)利用等級(jí)；L―機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)；M―機(jī)構(gòu)工作級(jí)別；Km―名義載荷譜系數(shù)塔機(jī)的基本參數(shù)有：幅度、起升高度、額定起升載荷、軸距、輪距、起重機(jī)重量、尾部回轉(zhuǎn)半徑和工作速度。塔機(jī)的主要性能參數(shù)如下： 50tm 50m，最小工作幅度 2m 4t，最小起重量 固定式 36m 附著式 100m , 21m/min, 7．起升特性參數(shù)表見表23：表23起升特性參數(shù)表倍率a=2a=4起重量（t）空鉤2244速度(m/min)683434178. 頂升速度 m/ min9. 電機(jī)功率 kw t t t上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)應(yīng)按塔身受載最小的原則確定平衡重的質(zhì)量。工作狀態(tài)的前傾彎矩為：吊臂自重引起彎矩M吊臂拉桿引起彎矩M變幅機(jī)構(gòu)引起彎矩M3及最大起重力矩Mmax之和減去平衡臂引起彎矩M起升機(jī)構(gòu)引起彎矩M平衡重引起彎矩M6，即：M= M1+ M2+ M3+ Mmax M4 M5 M6非工作狀態(tài)時(shí)的后傾彎矩為：平衡臂引起彎矩M起升機(jī)構(gòu)引起彎矩M平衡重引起彎矩M6之和減去吊臂自重引起彎矩M吊臂拉桿引起彎矩M2及變幅機(jī)構(gòu)引起彎矩M3，即：M*= M4+ M5+ M6 M1 M2 M3由M=M*得：M1+ M2+ M3+ Mmax M4 M5 M6= M4+ M5+ M6 M1 M2 M3即 M6= + M1+ M2+ M3 M4 M5QTZ630塔式起重機(jī)參照同類型塔基，取各部件參數(shù)如下：表24 塔式起重機(jī)各部件對(duì)塔身的中心力矩序號(hào)名稱重量（t）坐標(biāo)X（m）力矩（tm）1起升機(jī)構(gòu)2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)003變幅機(jī)構(gòu)4液壓頂升機(jī)構(gòu)1 5平衡臂拉桿 6變幅小車50 7回轉(zhuǎn)限位裝置8平衡重G9吊鉤組5010吊臂拉桿1吊臂拉桿211第一節(jié)臂第二節(jié)臂第三節(jié)臂第四節(jié)臂第五節(jié)臂第六節(jié)臂第七節(jié)臂第八節(jié)臂第九節(jié)臂吊臂總計(jì)12平衡臂13塔帽0014塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)0015塔身基礎(chǔ)節(jié)0016物品5017底架0018套架0019司機(jī)室0020上接架0021下接架0022斜撐0023上接盤00總計(jì)+G根據(jù)參數(shù)代入公式得：M6=+++= tm取平衡重為8t，平衡臂長(zhǎng)為L(zhǎng)，則 L=平衡臂與起重臂的長(zhǎng)度比為：由參考書目2p91表341,一般高層建筑施工用塔基，知道滿足設(shè)計(jì)。由上表可知,在幅度為50米時(shí)，物品、小車、吊鉤及鋼絲繩對(duì)塔身中心的力矩: M =+++= tm （1）幅度為R時(shí)，物品、小車、吊鉤及鋼絲繩對(duì)塔身中心的力矩：M=(Q+)() （2）由以上兩式得：Q = M /() （3）滿載時(shí)Q=4t ，求得： 滿載時(shí)幅度R=其中： Q——起重量（t）M——最大起重力矩（tm）R——幅度（m）計(jì)算各幅度時(shí)起重量并列于下表25：表25吊臂在各幅度時(shí)的起重量 臂長(zhǎng)（m）50幅度（m）151617181920a2244幅度（m）21222324252627a224幅度（m）28303234363840a24幅度（m）4244464850a24起重特性曲線如圖217所示：（a=2,a=4）圖217起重特性曲線塔式起重機(jī)一般都是在露天工作，因此必須考慮風(fēng)載荷的作用，并認(rèn)為風(fēng)載荷是可沿任意方向作用的水平力。工作狀態(tài)風(fēng)載荷是指塔式起重機(jī)在正常工作情況下所能承受的最大計(jì)算風(fēng)力，又分為正常工作狀態(tài)和工作狀態(tài)最大風(fēng)載荷兩種。根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，參照參考書目1p15表139 （GB381183）風(fēng)壓選擇如表26所示。218 工作工況Ⅰ示意圖1）風(fēng)力系數(shù)選取根據(jù)GB/T 1375292《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，平衡臂可視為兩片平行平面桁架組成的空間結(jié)構(gòu)，其整體結(jié)構(gòu)的風(fēng)力系數(shù)可取為單片結(jié)構(gòu)的風(fēng)力系數(shù)，護(hù)欄為管結(jié)構(gòu)，由表8。已知： CW=；pW=250Pa；A= m2代入得，F(xiàn)W =250= N XC= m起升機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算，則可知結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1 A取其近似值A(chǔ)=1= m2CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N XC= m平衡重迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算，可知結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A由平衡重尺寸取其近似值A(chǔ)=1= 取C= p=250Pa代入得，F(xiàn)=250=765 N X= m平衡臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =++765=∑MKW =++765= mXC=本次設(shè)計(jì)的QTZ500塔式起重機(jī)的起重臂的結(jié)構(gòu)形式為：上弦桿為無縫圓管，下弦桿為角鋼焊合箱形截面管，腹桿為圓管的三角形節(jié)面空間結(jié)構(gòu)，此工況下受側(cè)向風(fēng)力作用。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A取其近似值 A==CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N XC=0 m上下支座迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。1） 已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A取其近似值 A== m2CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N219 工作工況Ⅱ起升機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A由平衡重尺寸取其近似值 A=1=CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N平衡臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =++= Nn片型式尺寸相同，且間隔相等的并列結(jié)構(gòu)在縱向風(fēng)力作用下，總迎風(fēng)面按下式計(jì)算： A=（1ηn）ω1A1/（1η）式中： A1=結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω1=η=則 A=（）（）= m2已知：CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N牽引機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算輪廓外形。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A取其近似值 A=1(+)=風(fēng)力系數(shù)CW=計(jì)算風(fēng)壓pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250=FW =9918 N圖220 工作工況ⅢⅢ 風(fēng)載荷方向與起重臂方向平行（吊臂與平衡臂旋轉(zhuǎn)45176。1） 已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=A取其近似值 A== m2CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N起升機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算。已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω=1A由平衡重尺寸取其近似值 A=1=CW= pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N平衡臂及其上構(gòu)件合計(jì)∑FW =++= Nn片型式尺寸相同，且間隔相等的并列結(jié)構(gòu)在縱向風(fēng)力作用下，總迎風(fēng)面按下式計(jì)算： A=（1ηn）ω1A1/（1η）式中： A1=結(jié)構(gòu)充實(shí)率ω1=η=則 A=（）（）= m2已知：CW=pW=250Pa代入得，F(xiàn)W =250= N牽引機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算輪廓外形。