塔式起重机的设计及生产技术研究_陈强.pdf
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1、IndustrialEngineeringDesign工业工程设计1引言塔式起重机作为某种重型施工机械,所处工作环境十分复杂,和一般施工设备比起来具有更高的安全要求。塔式起重机在实际运行中整体载荷状态十分复杂,一旦发生施工事故,会造成大量人员伤亡,产生较大的经济损失。为此,需要重视塔式起重机相关结构设计和生产技术,进一步提升设备质量和生产水平,保障塔式起重机整体结构性能满足具体生产要求。2塔式起重机性能参数分析当前,国内各种工业建筑工程和民用建筑工程普遍开始应用混凝土现浇楼板结构,建筑工程施工中应用塔式起重机主要是对各种砌体材料进行吊运,同时还包括混凝土和钢筋等材料的吊载等。在部分中小型规模的
2、民用建筑工程中,普遍会选择低于350 t的混凝土搅拌装置,搅拌装置的一次出料质量约为0.8 t。针对某些大型建筑工程施工,主要材料以商品混凝土为主,应用容量为4 m3、6 m3、9 m3和10 m3的混凝土运输车进行全面输送,同时借助混凝土泵实施全面输送,普遍利用混凝土砌块和吊载螺纹钢,部分大型建筑工程现场会选择应用500 t混凝土搅拌装置,该设备的一次出料质量大概在1.3 t。所用塔式起重机的具体操作性能和运行参数需要满足建筑工程建设标准和施工要求,为此,把塔式小型起重机最大幅度起重量设计成0.8 t,部分塔式大中型起重机设备的最大幅度起重量设计成1.3 t以上更加科学合理,不但满足建筑工程
3、的施工要求,还能进一步改善工程质量,提升施工过程的安全性,于实际调查中,初步发现大部分建筑施工队伍为追求施工便利性和施工进度,忽略塔式起重机装置的整体承载能力,直接将塔式起重机的应力矩限制器去除,并针对单机搅拌混凝土实施一次吊载,超载应用,给工程的有序、安全施工留下隐患。3塔式起重机设计、安装措施塔式起重机结构综合优化设计中,需要在指定环境和载荷条件下进行,使各力学性能符合设计准则,在机械结构几何关系、整体形状以及各种条件限制约束下,将结构整体生产成本、结构强度以及结构功能等当成主要优化设计对象,在机械结构设计中对设计变量进行合理选择,形成明确的约束条件和目标函数,借助准确计算得到目标函数最优
4、解。促进结构优化、有限元法以及计算机辅助分析等技术的全面融合,得到具塔式起重机的设计及生产技术研究Research on Design and Production Technology of Tower Crane陈强,周洪(重庆中建机械制造有限公司,重庆 401325)CHEN Qiang,ZHOU Hong(ChongqingZhongjianMachinofactureCo.Ltd.,Chongqing401325,China)【摘要】在深入探究塔式起重机相关运行性能参数以及安装方案的基础上,系统地介绍塔式起重机的整体结构设计,总结了塔式起重机相关生产制造注意事项和安装规律,明确塔式起
5、重机的安装标准和工艺技术,指导相关设备的安装设计工作。【A b s t r a c t】Onthebasisofin-depthexploration ofthe relevant operation performance parametersoftower crane and installation scheme,theoverall structure design of tower crane is systematically introduced,and the matters needing attention in the relevant production andman
6、ufacturingoftowercranearesummarized,theinstallationrulesaresummarized,theinstallationstandardsandprocesstechnologyoftowercranearedefined,andtheinstallationanddesignofrelatedequipmentareguided.【关键词】塔式起重机;设计;生产技术【K e y w o r d s】towercrane;design;productiontechnology【中图分类号】TH213.3【文献标志码】A【文章编号】1007-94
7、67(2023)06-0091-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.230【作者简介】陈强(1977),男,重庆人,工程师,从事机械、塔机、环保产品研究。91Construction&DesignForProject工程建设与设计有良好可行性的设计方案,全面优化机械设计结构,如此能够得到满足强度要求的机械产品,提升机械产品的综合刚度,控制产品整体生产成本。在塔式起重机综合设计中,需要重点考虑最大起重量、起重臂最大幅度、额定起重量、最高升起距离、运行状态下允许最大风压等因素。塔式起重机的组装过程也是容易出现问题和事故的主要环节,为此,在塔式起重机的安装中,需要严
8、格按照标准规程实施各项操作。在塔式起重机整体安装中,主要措施是利用汽车吊实施初步安装,然后借助自身液压顶升结构实施吊装,自升塔式机架整体运行安全性远远超出固定形式的塔重机,但整体安装成本和制造成本相对较高,用户在设置塔式起重机过程中,尽量选择拥有专业资质以及质量保障的安装机构实施安装工作,提升设备安装稳定性和安全性。4塔式起重机主体结构分析4.1塔身主肢塔式起重机整体结构设计的合理性以及选型质量会影响后期塔式起重机的应用安全性,可以直接决定生产厂家的整体生产效率。为此,需要系统地研究、分析腹杆、主肢以及连接形式的选择,明确塔式起重机的整体结构特征和安装技术。塔式起重机对应标准节塔身主要肢体包括
9、圆管结构、方管结构以及单肢角钢结构3种类型,其中,方管结构还可以被称作角钢扣方。单肢角钢结构的主要特征是塔身主肢结构十分简洁,制造成本低,焊接工作量较小。但和截面面积相同的圆管以及方管相比,单肢角钢的抗弯模量以及惯性矩较小。塔身是塔式起重机的核心结构,会直接影响塔机的稳定性。根据塔身力学性能分析,在其结构设计环节需要重点关注附加弯矩对结构主应力产生的影响。具体要求如下:(1)通过节点板合理控制焊接空间长度,确保斜腹杆以及水平腹杆形心线交点尽量分布在主弦角钢对应形心线中。(2)单肢对应两个连接套中心连线,尽量设置在主弦角钢形心线中。方管能够进一步划分成角钢对口方管和异形方管。其中,异形方管包括利
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