摘要

本次設(shè)計(jì)以QTZ4010塔式起重機(jī)為對(duì)象，按照《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T1375-92）要求，并參考了大量的相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。
本設(shè)計(jì)分為以下三部分：（1）、總體設(shè)計(jì)計(jì)算。總體設(shè)計(jì)是按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，首先確定該型號(hào)塔機(jī)的總體尺寸、結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)，并對(duì)塔機(jī)的抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行校核。（2）、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。結(jié)構(gòu)部分，首先根據(jù)起升性能的要求確定機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別，并選定機(jī)構(gòu)的調(diào)速方案，調(diào)速方案的優(yōu)劣決定了機(jī)構(gòu)性能的好壞。最后對(duì)機(jī)構(gòu)的起制動(dòng)時(shí)間進(jìn)行校核。（3）、結(jié)構(gòu)校核。結(jié)構(gòu)部分主要是對(duì)塔身進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的校核。
本設(shè)計(jì)認(rèn)真分析了結(jié)構(gòu)方案尺寸的合理性，對(duì)一般塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)的方法和步驟有較深入的闡述，對(duì)初學(xué)塔機(jī)設(shè)計(jì)的人員有著一定的參考實(shí)用價(jià)值。


關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)，塔身，強(qiáng)度，穩(wěn)定性



Abstract

The object of this design is QTZ4010 tower crane. The design is accomplished according to the “Standard on The design of Tower Crane”(GB/T13752-92), and referred to a number of related design material.
It is composed of three parts: Main Parameter Design, Mechanical Design and Structure Calculation, and Structure Verification. (1) Main Parameter Design: set the Whole Tower Crane Dimension, the Structure Figure and Capability Parameter under the requirement. And then check the whole tower crane anti-capsizes stability. (2) Mechanical Design and Calculation: set the working grade according to the lifting capability requirement. And select the speed regulation scheme which is important to the capability of tower crane. Lastly, check out the Starting and Arresting time. (3) Structure Verification: this part is constituted of Strength and Stability verification to tower boom.
This design analyzes the reasonability of all projects and the Structure Dimension, and provides Calculating Method and Procedure. So it’s much valuable for tower crane designs.


Key word: Structure, Tower Boom, Strength, Stability.






目錄

摘要 I
Abstract II
目錄 III
緒論 1
１總體設(shè)計(jì) 2
1.1 總體參數(shù) 2
1.2 總體方案的選擇 2
1.2.1 類型 2
1.2.2 驅(qū)動(dòng)型式 2
1.2.3 變幅機(jī)構(gòu)型式 3
1.2.4 爬升機(jī)構(gòu) 3
1.2.5 吊臂結(jié)構(gòu)形式 3
1.2.6 塔身 3
1.3 各部分外形尺寸，自重載荷和重心位置 3
1.3.1 吊臂 3
3.1.5 吊臂重心位置的確定 13
1.3.2 平衡臂 15
1.3.3 塔帽 18
1.3.4 拉桿 20
1.3.5 回轉(zhuǎn)塔身（過渡節(jié)） 21
1.3.6 標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 23
1.3.7 底座節(jié) 24
1.3.8 頂升套架 25
1.3.9 塔機(jī)各部分重量及其到回轉(zhuǎn)中心的距離 28
1.4 起重特性曲線 29
1.4.1 機(jī)械力矩限制器取矩中心 29
1.4.2 力矩限制器類型 30
1.4.4 起重特性曲線直線與曲線交點(diǎn)的確定 30
1.4.3 全力矩基準(zhǔn)標(biāo)定值 30
1.4.5 起重特性曲線曲線部分的確定 30
1.4.5 繪制起重特性曲線圖 30
1.5 平衡重計(jì)算 31
1.5.1 原則1 31
1.5.2 原則 2 32
1.6 塔機(jī)整機(jī)重量及其及其重心位置 33
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 33
1.6.2 塔機(jī)整機(jī)重量及其重心位置的確定 34
1.7 混凝土基礎(chǔ)的計(jì)算 34
1.8 整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算 34
1.8.1 抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算的意義及其方法 34
1.8.2 風(fēng)載荷計(jì)算方法 35
1.8.3 塔機(jī)各部件在各種工況下的風(fēng)載及其傾覆力矩匯總 38
1.8.4 塔機(jī)整機(jī)重力及其產(chǎn)生的的傾覆力矩 41
1.8.5 水平慣性力及其產(chǎn)生的傾覆力矩 42
1.8.6 起升載荷及其產(chǎn)生的傾覆力矩 43
1.8.7 整機(jī)傾覆穩(wěn)定性校核結(jié)果 43
2 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 45
2.1 起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 45
2.1.1 起升機(jī)構(gòu)參數(shù) 45
2.1.2 起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速方案、布置方案及機(jī)構(gòu)的布置簡圖 45
2.1.3 起升零部件的選擇和計(jì)算 46
2.1.4 起升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 49
2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 55
2.2.1 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作參數(shù) 55
2.2.1 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案及布置簡圖 55
2.3 變幅機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 62
2.3.1 型式和設(shè)計(jì)參數(shù) 62
2.3.2 變幅運(yùn)動(dòng)中阻力分析 62
2.3.3 變幅機(jī)構(gòu)零部件的選擇 64
2.3.4 變幅機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 65
2.3.5 電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)驗(yàn)算 66
2.4 爬升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 67
2.4.1 型式 67
2.4.2 爬升工況 67
2.4.3 頂升力的計(jì)算 68
2.4.4 頂升速度和功率計(jì)算 68
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（塔身結(jié)構(gòu)校核計(jì)算） 69
3.1 塔身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即主要尺寸 69
3.2 塔機(jī)簡圖 69
3.2.1 塔機(jī)自重對(duì)塔身校核面產(chǎn)生的軸向壓力 70
3.2.2、自重載荷產(chǎn)生的后傾覆力矩（不計(jì)可移動(dòng)載荷）： 71
3.3 計(jì)算工況 71
3.3.1 吊臂工況Ⅰ 71
3.3.2 吊臂工況Ⅱ 72
3.3.3 計(jì)算工況及其方位列表 72
3.4 塔身截面內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合 72
3.4.1 獨(dú)立式內(nèi)力計(jì)算 72
3.4.2 附著式塔身內(nèi)力計(jì)算 79
3.4.3 獨(dú)立式和附著式塔身所受內(nèi)力匯總 83
3.5 截面幾何形狀特征參數(shù) 85
3.5.1 主弦桿 85
3.5.2 斜腹桿 85
3.5.3 整體截面 85
3.6 塔身強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 86
3.6.1 獨(dú)立式塔身校核 86
3.6.2 附著式塔身校核 89
3.6.3 頂升塊強(qiáng)度校核 92
3.7 小結(jié) 94
結(jié)束語 95
參考文獻(xiàn) 97