某塔式起重机总体设计、塔身及附着架结构设计（本科毕业论文设计）.doc

摘要

本次设计以QTZ4010塔式起重机为对象，按照《塔式起重机设计规范》（GB/T1375-92）要求，并参考了大量的相关设计手册。
本设计分为以下三部分：（1）、总体设计计算。总体设计是按照设计任务书的要求，首先确定该型号塔机的总体尺寸、结构形式和性能参数，并对塔机的抗倾覆稳定性进行校核。（2）、机构设计计算。结构部分，首先根据起升性能的要求确定机构的工作级别，并选定机构的调速方案，调速方案的优劣决定了机构性能的好坏。最后对机构的起制动时间进行校核。（3）、结构校核。结构部分主要是对塔身进行强度和稳定性的校核。
本设计认真分析了结构方案尺寸的合理性，对一般塔式起重机设计的方法和步骤有较深入的阐述，对初学塔机设计的人员有着一定的参考实用价值。


关键词：结构，塔身，强度，稳定性



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.






目录

摘要 I
Abstract II
目录 III
绪论 1
１总体设计 2
1.1 总体参数 2
1.2 总体方案的选择 2
1.2.1 类型 2
1.2.2 驱动型式 2
1.2.3 变幅机构型式 3
1.2.4 爬升机构 3
1.2.5 吊臂结构形式 3
1.2.6 塔身 3
1.3 各部分外形尺寸，自重载荷和重心位置 3
1.3.1 吊臂 3
3.1.5 吊臂重心位置的确定 13
1.3.2 平衡臂 15
1.3.3 塔帽 18
1.3.4 拉杆 20
1.3.5 回转塔身（过渡节） 21
1.3.6 标准节 23
1.3.7 底座节 24
1.3.8 顶升套架 25
1.3.9 塔机各部分重量及其到回转中心的距离 28
1.4 起重特性曲线 29
1.4.1 机械力矩限制器取矩中心 29
1.4.2 力矩限制器类型 30
1.4.4 起重特性曲线直线与曲线交点的确定 30
1.4.3 全力矩基准标定值 30
1.4.5 起重特性曲线曲线部分的确定 30
1.4.5 绘制起重特性曲线图 30
1.5 平衡重计算 31
1.5.1 原则1 31
1.5.2 原则 2 32
1.6 塔机整机重量及其及其重心位置 33
1.6.1 塔机各个部件重量及其势能和对回转中心的力矩如下表所示 33
1.6.2 塔机整机重量及其重心位置的确定 34
1.7 混凝土基础的计算 34
1.8 整机抗倾覆稳定性计算 34
1.8.1 抗倾覆稳定性计算的意义及其方法 34
1.8.2 风载荷计算方法 35
1.8.3 塔机各部件在各种工况下的风载及其倾覆力矩汇总 38
1.8.4 塔机整机重力及其产生的的倾覆力矩 41
1.8.5 水平惯性力及其产生的倾覆力矩 42
1.8.6 起升载荷及其产生的倾覆力矩 43
1.8.7 整机倾覆稳定性校核结果 43
2 机构设计 45
2.1 起升机构设计计算 45
2.1.1 起升机构参数 45
2.1.2 起升机构的调速方案、布置方案及机构的布置简图 45
2.1.3 起升零部件的选择和计算 46
2.1.4 起升机构传动装置的设计计算 49
2.2 回转机构的设计计算 55
2.2.1 回转机构工作参数 55
2.2.1 机构传动方案及布置简图 55
2.3 变幅机构设计计算 62
2.3.1 型式和设计参数 62
2.3.2 变幅运动中阻力分析 62
2.3.3 变幅机构零部件的选择 64
2.3.4 变幅机构传动装置设计计算 65
2.3.5 电动机有关参数验算 66
2.4 爬升机构设计 67
2.4.1 型式 67
2.4.2 爬升工况 67
2.4.3 顶升力的计算 68
2.4.4 顶升速度和功率计算 68
3 结构设计（塔身结构校核计算） 69
3.1 塔身结构特点即主要尺寸 69
3.2 塔机简图 69
3.2.1 塔机自重对塔身校核面产生的轴向压力 70
3.2.2、自重载荷产生的后倾覆力矩（不计可移动载荷）： 71
3.3 计算工况 71
3.3.1 吊臂工况Ⅰ 71
3.3.2 吊臂工况Ⅱ 72
3.3.3 计算工况及其方位列表 72
3.4 塔身截面内力计算及内力组合 72
3.4.1 独立式内力计算 72
3.4.2 附着式塔身内力计算 79
3.4.3 独立式和附着式塔身所受内力汇总 83
3.5 截面几何形状特征参数 85
3.5.1 主弦杆 85
3.5.2 斜腹杆 85
3.5.3 整体截面 85
3.6 塔身强度及稳定性校核 86
3.6.1 独立式塔身校核 86
3.6.2 附着式塔身校核 89
3.6.3 顶升块强度校核 92
3.7 小结 94
结束语 95
参考文献 97