某塔式起重機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u433某塔式起重機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例 1135561.1總體參數(shù) 13141.2總體方案的選擇 161201.2.1設(shè)計(jì)類(lèi)型 262211.2.2頂升機(jī)構(gòu) 2258621.2.3塔身 29121.3各部分外形尺寸，自重載荷和重心位置 237131.3.1標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 271531.3.2底座節(jié) 47811.3.3頂升套架 543191.3.4塔機(jī)各部分重量及其到回轉(zhuǎn)中心的距離 724681.6塔機(jī)整機(jī)重量及其及其重心位置 9137191.6.1塔機(jī)各個(gè)部件重量及其勢(shì)能和對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力矩如下表所示 9143811.6.2塔機(jī)整機(jī)重量及其重心位置的確定 103991.7混凝土基礎(chǔ)的計(jì)算 1017578二.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 101.1總體參數(shù)型號(hào)：QTZ4010；額定起重力矩：400；最大起重量：4；最大工作幅度：50；最小工作幅度：3；最大幅度處額定起重量：0.9；起升高度：30；最大起升速度：；最低穩(wěn)定下降速度：；變幅速度：；回轉(zhuǎn)速度：；1.2總體方案的選擇通過(guò)對(duì)塔機(jī)廠的參觀以及有關(guān)資料中獲得的數(shù)據(jù)，可做出如下選擇：1.2.1設(shè)計(jì)類(lèi)型本次設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)機(jī)為固定式（不可移動(dòng)）、小車(chē)變幅起重臂（平臂）、上回轉(zhuǎn)（塔身不回轉(zhuǎn)），頂升液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用單向節(jié)流閥和雙液壓鎖的限速鎖緊回路。1.2.2頂升機(jī)構(gòu)根據(jù)頂升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式不同，自升式塔式起重機(jī)可分為機(jī)械式和液壓式爬升機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)采用液壓式爬升機(jī)構(gòu)，它主要采用液壓油缸頂升，在國(guó)內(nèi)外廣泛采用。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如：1）傳動(dòng)震動(dòng)小2）重量輕并且所需容積小3）能承受較大的4）調(diào)速時(shí)沒(méi)有換檔動(dòng)作，使用方便，沒(méi)有換檔的頓挫感，傳動(dòng)效率高5）過(guò)載時(shí)可以及時(shí)停止6）液壓元件能夠自動(dòng)潤(rùn)滑8）簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)9）便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,極其適合布置在塔式起重機(jī)機(jī)身有限的空間內(nèi),且便于操作和控制。1.2.3塔身塔身采用整體式結(jié)構(gòu)，底座節(jié)采用法蘭盤(pán)連接。1.3各部分外形尺寸，自重載荷和重心位置1.3.1標(biāo)準(zhǔn)節(jié)1.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是構(gòu)成塔身的標(biāo)準(zhǔn)件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1-1所示。2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)分析：塔機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，本次設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸一樣，用戶在使用時(shí)候可以更加靈活。由圖1-1可知，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的組成部分為：1）主弦桿；2）腹桿；3）爬梯：水平爬桿的節(jié)距為270mm；4）抗扭桿：均布于3層水平腹桿上，用于增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的強(qiáng)度；5）螺栓套：分別焊接在4根主弦桿兩頭，每頭2個(gè)，一共16個(gè)，用于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接（在螺栓套里套上螺栓實(shí)現(xiàn)）；6）頂升塊：在頂升過(guò)程中，用于支撐頂升橫梁。圖1-12.由以上分析可以得出結(jié)論如下表1-1所示：表1-1：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)各根桿件規(guī)格及其重量名稱長(zhǎng)度（mm)數(shù)量材料理論重量(kg/m)總重量(kg)主弦桿24504Φ114×820.492204.92橫腹桿148612Φ45×44.0472.04128斜腹桿18088Φ54×56.0487.36256爬梯扶桿14502Φ28×21.2823.7178水平爬桿3005Φ25×21.1341.701連接桿1704Φ25×21.1340.77112抗扭桿12603Φ54×56.0422.8312螺栓套16Φ30×51.9230.72頂升塊4Q2352.5110.04合計(jì)438.284963.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)總重量：由上表1-1可知，回轉(zhuǎn)塔身總重量為：計(jì)算重量為：1.3.2底座節(jié)1.底座節(jié)是塔機(jī)的基礎(chǔ)，用于支撐整個(gè)塔機(jī)的重量，其結(jié)構(gòu)如圖2所示：圖1-22.底座節(jié)結(jié)構(gòu)分析：由上圖2可知，底座節(jié)的組成部分為：1）立柱（主弦桿）；2）平腹桿：分2層，每層4根；3）、抗扭桿：分2層，每層1根；4）斜腹桿：均布于底座節(jié)的4個(gè)側(cè)面上，每個(gè)面有2根；5）法蘭盤(pán)：焊接于立柱的底部，是底座節(jié)與混凝土基礎(chǔ)連接的橋梁；6）筋板：焊接在立柱與法蘭盤(pán)之間，以加強(qiáng)立柱與法蘭盤(pán)的連接。7）螺栓套：作用是連接底座和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，一共8個(gè)。由以上分析，可以得出結(jié)論如下表1-2所示：表1-2：底座節(jié)各組成部件規(guī)格尺寸及其重量名稱長(zhǎng)度（mm)數(shù)量材料理論重量(kg/m)總重量(kg)立柱7004Φ114×820.9158.548平腹桿15148Φ54×4.55.4966.49488斜腹桿7258Φ54×4.55.4931.842抗扭桿21482Φ54×4.55.4923.58504法蘭盤(pán)4Q23529.2116.8筋板16Q2351.219.2螺栓套8Φ30×50.3082.464合計(jì)318.933924.底座節(jié)總重量：由上表1-2可知，回轉(zhuǎn)塔身總重量為：kg計(jì)算重量為：kg1.3.3頂升套架1.頂升套架在自升式塔式起重機(jī)頂升過(guò)程中，起著主要的作用，本次設(shè)計(jì)的頂升套架為外附著式自頂升套架，其結(jié)構(gòu)如下圖1-3所示：圖1-32.頂升套架結(jié)構(gòu)分析：分析上圖1-18可知，頂升套架的結(jié)構(gòu)較前面的其它部件復(fù)雜，需要用三個(gè)視圖才能表達(dá)清楚，下面將對(duì)每個(gè)視圖進(jìn)行分析：1）、【主視圖】：主視圖與其對(duì)立面的鋼結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，故對(duì)其對(duì)立面不另加以分析。由圖可知，其結(jié)構(gòu)為：eq\o\ac(○,1)、立柱（主弦桿）：共4根，每根立柱由2根角鋼∟125×12焊接而成；eq\o\ac(○,2)、立柱頂部水平腹桿（即第一層平腹桿）：4根水平腹桿均布于頂升套架的4個(gè)側(cè)面上，故在A、B向視圖中都沒(méi)有特別表明，其材料為角鋼∟75×7；eq\o\ac(○,3)、第一、三層斜腹桿：其材料都采用角鋼∟75×7，只是長(zhǎng)度有所差異而已；eq\o\ac(○,4)、第二層水平腹桿：材料也是∟75×7，因?yàn)榕c對(duì)立面的結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，所以一共有2根；eq\o\ac(○,5)、第二層斜腹桿：采用槽鋼[6.3，加上對(duì)立面共4根；eq\o\ac(○,6)、第三、四層水平腹桿：其長(zhǎng)度和材料都一樣，為槽鋼[8.0加焊厚度為δ5.0的封板，一共4根；eq\o\ac(○,7)、導(dǎo)向滑輪：均布與4根立柱上，可以在頂升套架內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的4根主弦桿上滑動(dòng)，在頂升過(guò)程中起到頂升導(dǎo)向的作用；eq\o\ac(○,8)、封板：分別焊接在4根立柱的端頭上，用于封住立柱，防止雨水或者其它雜物的進(jìn)入立柱內(nèi)，引起腐蝕。2）、【A向視圖】：該面是頂升系統(tǒng)（液壓油缸）安裝的平面，為了簡(jiǎn)化圖形，頂升系統(tǒng)并未繪出。該面的結(jié)構(gòu)如下：eq\o\ac(○,1)、斜腹桿：該面的斜腹桿材料都采用∟75×7，只是各桿件的長(zhǎng)度不一樣而已；eq\o\ac(○,2)、第二、三層水平腹桿：在這2根腹桿之間便是頂升系統(tǒng)安裝的位置，考慮到在頂升過(guò)程中其承受的壓力都很大，對(duì)材料的強(qiáng)度要求比較高，所以材料上選擇槽鋼[14a加焊厚度為δ6.0的封板，且2根腹桿的長(zhǎng)度也一樣；eq\o\ac(○,3)、第四層水平腹桿：材料采用槽鋼[8.0加焊厚度為δ5.0的封板；eq\o\ac(○,4)、連接板：焊接于第二層水平腹桿上，用于連接固定頂升系統(tǒng)，其連接形式為銷(xiāo)連接。3）、【B向視圖】：該面的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，仔細(xì)觀察圖我們可以發(fā)現(xiàn)，在一、二層水平腹桿之間的空間里沒(méi)有斜腹桿，這是因?yàn)樵陧斏^(guò)程中，欲加載的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)是通過(guò)該空間進(jìn)入頂升套架里，并與塔身的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接固定的。具體結(jié)構(gòu)由圖可看出：eq\o\ac(○,1)、第二層水平腹桿：材料為槽鋼[14a加焊厚度為δ6.0的封板，共一根；eq\o\ac(○,2)、斜腹桿：材料為∟75×7，共1根；eq\o\ac(○,3)、第三層水平腹桿：材料為槽鋼[8.0加焊厚度為δ5.0的封板，共1根。3.頂升套架結(jié)構(gòu)匯總?cè)缦卤?-3所示：表1-3：頂升套架各部件規(guī)格及其重量名稱長(zhǎng)度（mm)數(shù)量材料理論重量(kg/m)總重量(kg)主視圖立柱532642×∟125×1245.392967.031168水平腹桿119564∟75×77.97662.404224水平腹桿27252∟75×77.97611.5652水平腹桿321482[8.0+δ5.011.18548.05076水平腹桿421482[8.0+δ5.011.18548.05076斜腹桿123692∟75×77.97637.790288斜腹桿216554[6.36.63443.91708斜腹桿322952∟75×77.97636.60984導(dǎo)向滑輪8Q23518.17145.36封板8δ10×145×1451.6513.2A向視圖水平腹桿119562[14a+δ6.021.12982.656648水平腹桿219561[8.0+δ5.011.18521.87786斜腹桿114352∟75×77.97622.89112斜腹桿216062∟75×77.97625.618912斜腹桿322331∟75×77.97617.810408連接板6δ50×300×809.4256.52B向視圖水平腹桿119561[14a+δ6.021.12941.328324水平腹桿219561[8.0+δ5.011.18521.87786斜腹桿23211∟75×77.97618.512296合計(jì)1723.0727484.底座節(jié)總重量：由上表1-14可知，套架總重量為：kg計(jì)算重量為：kg1.3.4塔機(jī)各部分重量及其到回轉(zhuǎn)中心的距離為方便設(shè)計(jì)和計(jì)算，本次設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)QTZ40的各部件重力及其到回轉(zhuǎn)中心的距離如下表1-4所示（以吊臂一側(cè)為正）：表1-4：塔機(jī)各部件重量及其至回轉(zhuǎn)中心距離一覽表序號(hào)名稱數(shù)量重量（kg）重力（N）至回轉(zhuǎn)中心距離(m)1底座節(jié)1350.8273123438.10765802標(biāo)準(zhǔn)節(jié)14482.11345666145.9661603頂升套架11895.38002318574.7242204下支座110301009405回轉(zhuǎn)支承1350343006上支座1574.95634.0207回轉(zhuǎn)塔身1472.2432774627.98411508塔帽1751.93101287368.9239250.259司機(jī)室140039201.16510吊臂12734.62304126799.305821.654969511平衡臂11267.38130212420.33676-4.44712吊臂長(zhǎng)拉桿1279.4442738.551217.59513吊臂短拉桿1108.4051062.3696.67514平衡臂拉桿262.3811222.6676-4.5515起重小車(chē)1160156816吊鉤裝置19088217配電箱12041999.2-9.118起升機(jī)構(gòu)11632.65306116000-9.119回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)12502450020變幅機(jī)構(gòu)124023526.77521頂升裝置13002940-0.8522電氣液壓系統(tǒng)12001960-2.3651.6塔機(jī)整機(jī)重量及其及其重心位置1.6.1塔機(jī)各個(gè)部件重量及其勢(shì)能和對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力矩如下表所示表1-5：塔機(jī)各部件重量及其勢(shì)能和對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力矩序號(hào)部件名稱自重()到回轉(zhuǎn)中心的距離()對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力矩()標(biāo)高()勢(shì)能()1底座節(jié)3438.108000.351203.33772標(biāo)準(zhǔn)節(jié)66145.970017.51157554.43頂升套架18574.720032.663606706.224下支座100940035.426357590.045回轉(zhuǎn)支承34300035.476121682.686上支座5634.020035.526200154.197回轉(zhuǎn)塔身4627.9840036.119167158.168塔帽7368.9240.251842.23098137.995279982.269司機(jī)室39201.1654566.835.662139795.0410吊臂26799.3121.65497580338.149637.062993235.8711平衡臂12420.34-4.447-55233.2375737.062460322.5212吊臂長(zhǎng)拉桿2738.55117.59548184.8083638.662105877.8713吊臂短拉桿1062.3696.6757091.31307538.66241073.3114平衡臂拉桿1222.668-4.55-5563.1375838.66247270.77515配電箱1999.2-9.1-18192.7237.16274294.2716起升機(jī)構(gòu)16000-9.1-14560037.16259459217回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)24500035.52687038.718變幅機(jī)構(gòu)23526.77515934.837.16287405.02419頂升裝置2940-0.85-249932.66396029.2220電氣液壓系統(tǒng)1960-2.365-4635.432.56370021平衡重68600-9.595-65821737.162