摘要

本次設(shè)計以QTZ4010塔式起重機為對象，按照《塔式起重機設(shè)計規(guī)范》（GB/T1375-92）要求，并參考了大量的相關(guān)設(shè)計手冊。
本設(shè)計分為以下三部分：（1）、總體設(shè)計計算。總體設(shè)計是按照設(shè)計任務(wù)書的要求，首先確定該型號塔機的總體尺寸、結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)，并對塔機的抗傾覆穩(wěn)定性進行校核。（2）、機構(gòu)設(shè)計計算。結(jié)構(gòu)部分，首先根據(jù)起升性能的要求確定機構(gòu)的工作級別，并選定機構(gòu)的調(diào)速方案，調(diào)速方案的優(yōu)劣決定了機構(gòu)性能的好壞。最后對機構(gòu)的起制動時間進行校核。（3）、結(jié)構(gòu)校核。結(jié)構(gòu)部分主要是對塔身進行強度和穩(wěn)定性的校核。
本設(shè)計認真分析了結(jié)構(gòu)方案尺寸的合理性，對一般塔式起重機設(shè)計的方法和步驟有較深入的闡述，對初學(xué)塔機設(shè)計的人員有著一定的參考實用價值。


關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)，塔身，強度，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 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)動型式 2
1.2.3 變幅機構(gòu)型式 3
1.2.4 爬升機構(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 標準節(jié) 23
1.3.7 底座節(jié) 24
1.3.8 頂升套架 25
1.3.9 塔機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的確定 30
1.4.3 全力矩基準標定值 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 平衡重計算 31
1.5.1 原則1 31
1.5.2 原則 2 32
1.6 塔機整機重量及其及其重心位置 33
1.6.1 塔機各個部件重量及其勢能和對回轉(zhuǎn)中心的力矩如下表所示 33
1.6.2 塔機整機重量及其重心位置的確定 34
1.7 混凝土基礎(chǔ)的計算 34
1.8 整機抗傾覆穩(wěn)定性計算 34
1.8.1 抗傾覆穩(wěn)定性計算的意義及其方法 34
1.8.2 風(fēng)載荷計算方法 35
1.8.3 塔機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 塔機整機重力及其產(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 整機傾覆穩(wěn)定性校核結(jié)果 43
2 機構(gòu)設(shè)計 45
2.1 起升機構(gòu)設(shè)計計算 45
2.1.1 起升機構(gòu)參數(shù) 45
2.1.2 起升機構(gòu)的調(diào)速方案、布置方案及機構(gòu)的布置簡圖 45
2.1.3 起升零部件的選擇和計算 46
2.1.4 起升機構(gòu)傳動裝置的設(shè)計計算 49
2.2 回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計計算 55
2.2.1 回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作參數(shù) 55
2.2.1 機構(gòu)傳動方案及布置簡圖 55
2.3 變幅機構(gòu)設(shè)計計算 62
2.3.1 型式和設(shè)計參數(shù) 62
2.3.2 變幅運動中阻力分析 62
2.3.3 變幅機構(gòu)零部件的選擇 64
2.3.4 變幅機構(gòu)傳動裝置設(shè)計計算 65
2.3.5 電動機有關(guān)參數(shù)驗算 66
2.4 爬升機構(gòu)設(shè)計 67
2.4.1 型式 67
2.4.2 爬升工況 67
2.4.3 頂升力的計算 68
2.4.4 頂升速度和功率計算 68
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計（塔身結(jié)構(gòu)校核計算） 69
3.1 塔身結(jié)構(gòu)特點即主要尺寸 69
3.2 塔機簡圖 69
3.2.1 塔機自重對塔身校核面產(chǎn)生的軸向壓力 70
3.2.2、自重載荷產(chǎn)生的后傾覆力矩（不計可移動載荷）： 71
3.3 計算工況 71
3.3.1 吊臂工況Ⅰ 71
3.3.2 吊臂工況Ⅱ 72
3.3.3 計算工況及其方位列表 72
3.4 塔身截面內(nèi)力計算及內(nèi)力組合 72
3.4.1 獨立式內(nèi)力計算 72
3.4.2 附著式塔身內(nèi)力計算 79
3.4.3 獨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 塔身強度及穩(wěn)定性校核 86
3.6.1 獨立式塔身校核 86
3.6.2 附著式塔身校核 89
3.6.3 頂升塊強度校核 92
3.7 小結(jié) 94
結(jié)束語 95
參考文獻 97