QTZ40塔式起重机总体及起升机构的设计 (2)【cad高清图纸和说明书全套】.zip

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 第 1章 前言 1.1 塔式起重机概述 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 400kN·m 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 塔式起重机发展趋势 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：①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；②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；③电液 比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；④操作更方 便、舒适、安全，保护装置更加完善；⑤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 设计项目 计算与说明 结果 确定总体 设计方案 塔机金属 结构 塔顶 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。它是对满足塔机技术参数及形式的总的构想， 总体设计的成败关系到塔机的经济技术指标，直接决定了塔 机设计的成败。 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。在接受设计任务以后，应进行深入细致 的调查研究，收集国内外的同类机械的有关资料，了解当前 的国内外塔机的使用、生产、设计和科研的情况，并进行分 析比较，制定总的设计原则。设计原则应当保证所设计的机 型达到国家有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经 济性好，工艺简单，工作可靠。 2.2 确定总体设计方案 QTZ40 塔式起重机是上回转液压自升式起重机。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 3 设计项目 计算与说明 结果 吊臂 构造型式 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，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 1.36m×1.36m。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 采用前倾截 锥柱式塔顶 4 设计项目 计算与说明 结果 分节问题 截面形式 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 1~2 个 3~5m 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： 采用小车变 幅水平臂架 选用标准节 长度为 6m，另加上 2m 长的延 接节 5 设计项目 计算与说明 结果 及截面尺 度 腹杆布置 和杆件材 料选用 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