塔式起重机总体及平衡臂设计说明书.docx
《塔式起重机总体及平衡臂设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塔式起重机总体及平衡臂设计说明书.docx(61页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、设计项目计算与说明结果前言概述发展趋势总体设计概述确定总体设计方案塔机金属结构塔顶 吊臂构造型式分节问题截面形式及截面尺度腹杆布置和杆件材料选用吊点的选择与构造平衡臂和平衡重平衡臂的结构型式 平衡重拉杆上、下支座塔身塔身结构断面型式塔身结构腹杆系统标准节间的联接方式塔身结构设计塔身的接高问题转台装置回转支承底架附着装置 套架与液压顶升机构爬升架顶升机构套架液压顶升基础工作机构起升机构起升机构的传动方式 起升机构的驱动方式起升机构的减速器起升机构的制动器滑轮组倍率回转机构变幅机构安全装置限位开关起升高度限制器起重量限制器力矩限制器风速仪钢丝绳防脱装置电气系统总体设计原则整机工作级别机构工作级别主
2、要技术性能参数平衡重的计算起重机各部件对塔身的中心力矩起重特性曲线各幅度时起重量起重特性曲线塔机的风力计算工作工况平衡臂风力计算风力系数选取由平衡臂的设计尺寸计算迎风面积风力计算起升机构的风力计算平衡重风力计算起重臂风力计算变幅机构风力计算塔顶风力计算上下支座风力计算塔身风力计算工作工况平衡臂风力计算起升机构风力计算平衡重风力计算起重臂风力计算变幅机构风力计算塔顶风力计算上下支座风力计算塔身风力计算非工作工况平衡臂风力计算起升机构风力计算平衡重风力计算起重臂风力计算变幅机构风力计算塔顶风力计算上下支座风力计算塔身风力计算起重机抗倾覆稳定性计算工作工况平衡臂部分起重臂部分塔身部分基础部分工作工况
3、平衡臂部分起重臂部分塔身部分基础部分惯性载荷坡度载荷风载荷非工作工况平衡臂部分起重臂部分塔身部分基础部分风载荷工作工况平衡臂部分起重臂部分塔身部分基础部分风载荷固定基础稳定性计算固定基础稳定平衡臂计算计算简图及工况计算工况工况一工况二平衡臂稳定性计算计算所需部分数据截面特性计算载荷计算平衡臂自重平衡重均布载荷风力计算回转平面内的力矩计算由风力产生的o点的力矩为由起升机构产生的回转惯性力矩由平衡臂自重产生的回转惯性力矩由配电箱产生的回转惯性力矩在起升平面内由横向载荷引起的最大弯矩由起升机构产生的最大弯矩有自重载荷在起升机构处的最大弯矩计算、计算欧拉临界公式计算横向载荷弯矩系数计算吊点处弯矩计算端
4、弯矩的不等折减系数计算稳定性平衡臂单肢稳定性计算拉杆受力计算抗拉强度为抗剪强度抗拉强度平衡重设计及计算平衡重设计计算校核毕业设计小结致谢第1章 前言1.1 概述塔式起重机是我们建筑机械的关键设备,在建筑施工中起着重要作用,我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程,如今已达到发达国家九十年代末期水平并跻身于当代国际市场。QTZ40型塔式起重机简称QTZ40型塔机,是一种结构合理,性能比较优异的产品,比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点,能够满足高层建筑施工的需要,可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装,并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。高层建筑施工中,它的幅度利用率比其他
5、类型起重机高,其幅度利用率可达全幅度的80%。QTZ40型塔式起重机是400kNm上回转自升式塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机,几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高,所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程,都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强,所以市场需求很大。1.2 发展趋势 塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代,由于高层、超高层建筑的发展,广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术,如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后,它的服务对象更为广泛。因此,幅度、起重量和起升高度均有了显
6、著的提高。就工程起重机而言,今后的发展主要表现在如下几个方面:整机性能:由于先进技术和材料的应用,同种型号的产品,整机重量要轻20%左右;高性能、高可靠性的配套件,选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥;电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用;操作更方便、舒适、安全,保护装置更加完善;向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。第2章 总体设计2.1 概述总体设计是毕业设计中至关重要的一个环节,它是后续设计的基础和框架。只有在做好总体设计的前提下,才能更好的完成设计。总体设计指导各个部件和各个机构的设计进行,一般由总工程师负责设计。2.2 确定总体设计方案QTZ40塔式起重机是上回转
7、液压自升式起重机。尽管其设计型号有各种各样,但其基本结构大体相同。整台的上回转塔机主要由金属结构,工作机构,液压顶升系统,电器控制系统及安全保护装置等五大部分组成。2.2.1 金属结构塔式起重机金属结构部分由塔顶,吊臂,平衡臂,上、下支座,塔身,转台等主要部件组成。对于特殊的塔式起重机,由于构造上的差异,个别部件也会有所增减。金属结构是塔式起重机的骨架,承受塔机的自重载荷及工作时的各种外载荷,是塔式起重机的重要组成部分,其重量通常约占整机重量的一半以上,因此金属结构设计合理与否对减轻起重机自重,提高起重性能,节约钢材以及提高起重机的可靠性等都有重要意义。1. 塔顶自升塔式起重机塔身向上延伸的顶
8、端是塔顶,又称塔帽或塔尖。其功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部载荷,并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个转柱,由于构造上的一些原因,低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小,其主弦杆可视需要选用实心圆钢,厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。人字架式塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。而斜撑式塔尖则由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。这两种型式塔尖的共同特点是构造简单自重轻,加工容易,存放方便,拆卸运输便利。塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系
9、,一般取为臂架长度的1/7-1/10,长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高度超过一定极限时,弦杆应力下降效果便不显著,过分加高塔尖高度不仅导致塔尖自重加大,而且会增加安装困难需要换用起重能力更大的辅助吊机。因此,设计时,应权衡各方面的条件选择适当的塔顶高度。本设计采用前倾截锥柱式塔顶,断面尺寸为1.36m1.36m。腹杆采用圆钢管。塔顶高6.115米。塔冒用无缝钢管焊接而成,顶部设有连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳,以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮,顶部应装有安全灯和避雷针。其结构如图2-1所示:图2-1 塔顶结构图 2. 起重臂1) 构造型式塔式起重机的起重臂简称臂架或吊臂,按构造型式可分为:小车
10、变幅水平臂架;俯仰变幅臂架,简称动臂;伸缩式小车变幅臂架;折曲式臂架。小车变幅水平臂架,简称小车臂架,是一种承受压弯作用的水平臂架,是各式塔机广泛采用的一种吊臂。其优点是:吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移,并能平稳准确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。小车臂架可概分为三种不同型式:单吊点小车臂架,双吊点小车臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车臂架。单吊点小车变幅臂架是静定结构,而双吊点小车变幅臂架则是超静定结构。幅度在40m以下的小车臂架大都采用单吊点式构造;双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于50m。双吊点小车变幅臂架结构自重轻,据分析与同等起重性能的单吊点小车
11、变幅臂架相比,自重均可减轻5%-10%。小车变幅臂架拉索吊点可以设在下弦处,也可设在上弦处,现今通用小车变幅臂架多是上弦吊点,正三角形截面臂架。这种臂架的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。2) 分节问题臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点,使用范围以及承载能力等因素,设计时,应通盘考虑作出最佳选择,首先要解决好分节问题。小车臂架常用的标准节间长度有6、7、8、10、12m五种。为便于组合成若干不同长度的臂架,除标准节间外,一般都配设12个35m长的延接节,一个根部节,一个首部节和端头节。端头节构造应当简单轻巧,配有小车牵引绳换向滑轮、起升绳端头固定装置。此端头节长度不计入臂架总长,但可
12、与任一标准节间配装,形成一个完整的起重臂。本次设计选用标准节长度为6m,另加上2m长的延接节。其示意图见图2-2: 图2-2臂架分节3) 截面形式及截面尺度塔机臂架的截面形式有三种:正三角形截面、倒三角形截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面,本次设计的QTZ40采用正三角形截面。选用这种方式的优点是:节省钢材,减轻重量,从而节约成本。其尺寸截面形式如图2-3所示:图2-3 臂架截面及其腹杆布置1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆臂架一-五节:B=1020mm H=800mm臂架六-七节:B=1017mm H=800mm臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、塔顶高度及拉杆结
13、构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂架全长有关。设计臂架长度为40m,共分七节。4) 腹杆布置和杆件材料选用矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式,而三角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式,也可 采用顺斜置式。此两种布置方式各有特点。当采用顺斜置式式,焊缝长度较短、质量不易保证。焊接变形不均匀,节点刚度较差,且不便于布置小车变幅机构。因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于,这种布置方式应用区段不受限制,焊缝长度较长,强度易于保证,焊接变形较均匀,节点刚度较好,便于布置小车变幅机构。臂架杆件材料有多种选择可能性。一般情况下,上吊点小
14、车变幅臂架的上弦以选用16Mn实心钢为宜,但造价要高。因此本设计选用20号无缝圆钢管。其特点是:惯性矩、长细比要小,抗失稳能力高。下弦采用等边角钢对焊的箱型截面杆件,经济实用,具有良好的抗压性能。因此上弦杆选用898、897,下弦选用的角钢型号为:758、755,臂间由销轴连接。 5) 吊点的选择与构造 吊点可分为单吊点和双吊点。其设计原则是:臂架长度小于50m,对最大起吊量并无特大要求,一般采用单吊点结构。若臂架总长在50m以上,或对跨中附近最大起吊量有特大要求应采用双吊点。采用单吊点结构时,吊点可以设在上弦或下弦。吊点以左可看作简支梁,以右可看作悬臂梁。在设计中采用双吊点。3. 平衡臂与平
15、衡重QTZ40塔式起重机是上回转塔机。上回转塔机均需配设平衡臂,其功能是支撑平衡重(或称配重),用以构成设计上所需要的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩,在小车变幅水平臂架自升式塔机中,平衡臂也是延伸了的转台,除平衡重外,还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端,一则可发挥部分配重作用,二则增大钢丝绳卷筒与塔尖导轮间的距离,以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。1) 平衡臂的结构型式平衡臂的构造设计必须保证所要求的平衡力矩得到满足。短平衡臂的优点是:便于保证塔机在狭窄的空间里进行安装架设和拆卸,适合在城市建筑密集地区承担施工任务的塔机使用,不易受邻近建筑物的干扰,结
16、构自重较轻。长平衡臂的主要优点是:可以适当减少平衡重的用量,相应减少塔身上部的垂直载荷。平衡重与平衡臂的长度成反比关系,而平衡臂长度与起重臂之间又存在一定关系,因此,平衡臂的合理设计可节约材料,降低整机造价。常用平衡臂有以下三种结构型式:平衡臂结构选用型式的原则是:自重比较轻;加工制造简单,造型美观与起重臂匹配得体。故此次设计选用平面框架式平衡臂。它由两根槽钢纵梁或由槽钢焊成的箱形断面组合梁和系杆构成。在框架的上平面铺有走道板,走道板两旁设有防护栏杆。这种平衡臂的优点是结构简单,加工容易。平衡臂的长度是10.17m。如图2-4所示:图2-4 平衡臂2) 平衡重平衡重属于平衡臂系统的组成部分,它
17、的用量甚是可观, 4. 拉杆QTZ40塔式起重机采用双吊点式拉杆结构,拉杆由焊件组成,其材料为16Mn,拉杆节之间用过渡节连接,由受力特性计算出其拉杆点作为位置,其中在平衡臂和吊臂上设有拉板和销轴用来连接用。5. 上、下支座上支座上部分别与塔顶、起重臂、平衡臂连接,下部用高强螺栓与回转支承相连接在支承座两侧安装有回转机构,它下面的小齿轮准确地与回转支承外齿圈啮合,另一面设有限位开关。下支座上部用高强螺栓与回转支承连接、支承上部结构,下部四角平面用4个销轴和8个M30的高强螺栓分别与爬升架和塔身连接。6. 塔身塔身结构也称塔架,是塔机结构的主体,支撑着塔机上部结构的重量和承受载荷,并将这些载荷通
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 塔式起重机 总体 平衡 设计 说明书
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。