終期論文-qtz6015型倒三角平臂塔機(jī)總體及結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　平頭塔機(jī)近年來受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，發(fā)展迅速。平頭塔機(jī)具有拆裝方便、適合群塔作業(yè)等優(yōu)點。在現(xiàn)代施工中，建筑密度高，施工場地狹小，群塔作業(yè)日趨普遍，平頭塔機(jī)具有無可比擬的優(yōu)勢。本文采用新型的倒三角臂架結(jié)構(gòu)，以便更好地利用臂架下主弦為吊重小車軌道，配置標(biāo)準(zhǔn)電動起升小車，達(dá)到減輕重量，降低成本的目的。其新穎的倒三角形起重臂結(jié)構(gòu)形式,

2、目前市場上很少能見到。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計為QTZ6015型倒三角平臂塔機(jī)總體及結(jié)構(gòu)設(shè)計，針對塔機(jī)的總體及主要機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計計算，填補了國內(nèi)倒三角形起重臂平頭塔機(jī)設(shè)計計算的空白，具有重要的意義。機(jī)的空白。確定塔機(jī)整體方案后，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，完成了各個部件的選型計算。結(jié)構(gòu)設(shè)計中將整機(jī)分為吊臂、平衡臂及塔身塔帽三個模塊，在SAP84內(nèi)單獨參數(shù)化建模，得到優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)尺寸，將各個模塊組裝，整機(jī)建

3、模分析調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸。最后，對整機(jī)進(jìn)行了傾翻穩(wěn)定性校核。整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性符合要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:平頭塔機(jī)；倒三角形；結(jié)構(gòu)設(shè)計；SAP84</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, the rapid development of flat-topto

4、wer crane has been widelyconcernedat home and abroad. Assembly-disassemblyof the flat-top towercraneis easy and it is suitable for group tower cranes.In modern construction, building density is high, constructionsiteis s

5、mall and group tower cranes is generally applied. Therefore, flat-top tower crane hasan unparalleled advantagein modern construction. In this paper, a new type of inverted triangle boom structure to make better use of ma

6、jor chor</p><p>　　The article consists of overall design and structural design of QTZ6015 flat-top tower crane, which fills the shortage of the inverted triangle jib tower crane design calculations . Firstl

7、y, the overall design is conducted. Secondly, detailed design of mechanisms including calculation of various components type selection is made. In the structural design, we divide the tower crane into three modules, whic

8、h is crane jib, balance arm and tower body. Independent parametric modeling and analysis is</p><p>　　Keywords:flat-top tower crane，inverted triangle jib，structural design，SAP84</p><p><b>　

9、　目 錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………..Ⅰ</p><p>　　Abstract …………………………………………………………………………….Ⅱ</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究

10、的目的和意義……………………………………………….1</p><p>　　1.2 平頭塔機(jī)的特點 ……………………………………………………………………….1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………………………………….1</p><p>　　1.4 設(shè)計任務(wù) ……………………………………………………………………………….3<

11、;/p><p>　　第4章 基于FLUENT軟件的軸承靜態(tài)特性研究</p><p>　　4.1 引言…………………………………………………………………………….4</p><p><b>　　.......</b></p><p>　　4.3.2 邊界條件的設(shè)定…………………………………………………………..4</p&

12、gt;<p>　　4.3.3 FLUENT仿真結(jié)果分析…………………………………………………...4</p><p>　　4.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………….4 </p><p>　　第6章 局部多孔質(zhì)靜壓軸承的試驗研究</p><p>　　6.1 引言…………………………………………………………………………….5&

13、lt;/p><p>　　6.2 多孔質(zhì)石墨滲透率測試試驗………………………………………………….5</p><p><b>　　.......</b></p><p>　　6.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………….6</p><p>　　結(jié)論………………………………………………………………………

14、………..…7</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….…8</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………….. 9</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究目的和意義 </p>

15、<p>　　隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑日趨增多，由于具有幅度利用率高、回轉(zhuǎn)半徑大及起升高度高等優(yōu)點，塔機(jī)在高層建筑施工中得到廣泛使用。塔機(jī)就結(jié)構(gòu)形式而言，動臂式塔機(jī)和帶塔帽的水平臂小車變幅式塔機(jī)在國內(nèi)外塔機(jī)市場上一直占據(jù)主導(dǎo)地位。動臂式塔機(jī)起重量雖大但其幅度利用率低，而帶塔帽的水平臂小車變幅式塔機(jī)的缺點在現(xiàn)代施工中也逐漸顯現(xiàn)。首先，傳統(tǒng)帶塔帽塔機(jī)拆裝比較麻煩，特別是大臂的拆卸，需要借助較大噸位的汽車起重機(jī)。同時，塔帽的存

16、在使傳統(tǒng)帶塔帽塔機(jī)在群塔作業(yè)中易于產(chǎn)生干涉。平頭塔機(jī)的出現(xiàn)則很好地避免了以上難題，在建筑密度大，場地狹窄的現(xiàn)代施工特別是逐漸普遍的群塔作業(yè)中，平頭塔機(jī)具有無可替代的優(yōu)勢。</p><p>　　1.2 平頭塔機(jī)的特點 </p><p>　　沒有塔頭和拉桿是平頭塔機(jī)最顯著的結(jié)構(gòu)特征，傳統(tǒng)塔機(jī)與平頭塔機(jī)示意圖如圖1-1</p><p>　　圖1-1傳統(tǒng)塔機(jī)與平頭塔機(jī)示意圖

17、</p><p>　　平頭塔機(jī)具有以下優(yōu)點：</p><p>　　1、大大降低拆裝塔機(jī)對所需起重設(shè)備起重能力的要求</p><p>　　平頭塔機(jī)由于取消了塔頭，其單元質(zhì)量小、安裝高度低，最大安裝高度可比同級的其它塔機(jī)降低10m以上。平頭塔機(jī)獨特的起重臂連接方式使平頭塔機(jī)安裝時省時省力，能夠逐節(jié)安裝，并降低了對汽車起重機(jī)起重能力的要求。</p><

18、p>　　2、適合于群塔交叉作業(yè)</p><p>　　由于平頭塔取消了塔頭，當(dāng)群塔交叉作業(yè)時每兩臺交叉的高度差通?？山档?m，而傳統(tǒng)塔機(jī)要10m以上。平頭塔機(jī)群交叉作業(yè)總體高度可大大降低。同時，平頭塔機(jī)也適合在高度有特殊要求的場合使用。</p><p>　　3、適合于對幅度變化有要求的施工場合</p><p>　　平頭塔機(jī)上弦桿靠一個銷軸連接承受拉力，下弦桿則靠

19、結(jié)合處的端面承受壓力，這樣下弦桿的連結(jié)方式非常簡便，僅靠兩個定位鎖銷并配鎖止螺栓。平頭塔機(jī)臂節(jié)特殊的連接方式及無塔頭、拉桿設(shè)計，使其吊臂的逐節(jié)拆裝非常簡易、安全，平頭塔機(jī)吊臂節(jié)在空中增減的一種方案如圖1-2</p><p>　　圖1-2 平頭塔機(jī)起重臂空中臂節(jié)增減</p><p>　　施工過程中如需要改變吊臂的長度時不需要拆下整個吊臂，在空中就可以完成臂節(jié)的增、減，便于在施工現(xiàn)受限條件下的

20、塔機(jī)拆裝。</p><p>　　4、吊臂鋼結(jié)構(gòu)壽命長、安全性高</p><p>　　平頭塔機(jī)沒有起重臂拉桿，其臂架的截面尺寸通常比同級別的普通塔機(jī)要大，尤其是截面的高度較大，剛度較大。立塔后無論是工作和非工作狀態(tài)，平頭塔機(jī)起重臂和平衡臂上下主弦桿的受力狀態(tài)不變，上弦桿主要受拉，下弦桿主要受壓，沒有交變應(yīng)力的影響，其力學(xué)模型單一、簡明。</p><p>　　5、吊臂的

21、適用性好、利用率高</p><p>　　起重臂的適用性好、利用率高。平頭塔機(jī)起重臂的設(shè)計便于實現(xiàn)模數(shù)化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，可以降低設(shè)計和制造成本。</p><p>　　在城市大型建筑群施工中，群塔集中作業(yè)是加快施工進(jìn)度，保證構(gòu)件吊裝需求的必然結(jié)果?；谝陨蟽?yōu)點，平頭塔機(jī)的研發(fā)具有重要的意義。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 </p>&l

22、t;p>　　平頭塔機(jī)在國外發(fā)展較快，在國內(nèi)的歷史則較短。平頭塔機(jī)起源于歐洲，真正的平頭塔機(jī)誕生于1975年，瑞典Linden公司首次提出平頭塔機(jī)的概念，并率先推出了Linden8000平頭塔機(jī)模數(shù)系統(tǒng)[3]。Linden平頭塔機(jī)的出現(xiàn)揭開了平頭塔機(jī)發(fā)展的序幕，但當(dāng)時并未引起人們的重視。剛開始平頭塔機(jī)發(fā)展緩慢，隨著平頭塔機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其獨特的優(yōu)點被越來越多的用戶所認(rèn)可，到1996年，世界著名塔機(jī)制造商利勃海爾公司開始生產(chǎn)平頭

23、塔機(jī)，1998年，波坦公司收購了德國BKT公司開始生產(chǎn)平頭塔機(jī)，到2001年，幾乎所有塔機(jī)大公司都推出了平頭塔機(jī)，平頭塔機(jī)進(jìn)入了快速發(fā)展的時期。</p><p>　　平頭塔機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展還處于起步階段，由文獻(xiàn)[2]可知，最早在1994年，臺資企業(yè)中升建機(jī)(南京)重工有限公司開始生產(chǎn)其從國外引進(jìn)技術(shù)的ZSC系列平頭塔機(jī)。1999年沈陽建筑機(jī)械有限公司研制成功平頭塔機(jī)，此后，撫順永茂建筑機(jī)械有限公司等廠家開始生產(chǎn)平頭

24、塔機(jī)。在平頭塔機(jī)的開發(fā)中，西班牙Comansa平頭塔機(jī)技術(shù)對我國平頭塔機(jī)影響很大，國內(nèi)生產(chǎn)商大多參考、吸收了Comansa平頭塔機(jī)技術(shù)。國內(nèi)較早生產(chǎn)平頭塔機(jī)的廠商主要有撫順永茂建筑機(jī)械有限公司、中異建機(jī)(南京)重工有限公司、沈陽三洋建筑機(jī)械有限公司、沈陽必得重工機(jī)械有限公司及四川錦城建筑機(jī)械有限責(zé)任公司。目前，只有撫順永茂建筑機(jī)械有限公司及沈陽必得重工機(jī)械有限公司形成了較為完整的平頭塔機(jī)系列型譜。其中主要有兩個級別，一個是級別的，另一個

25、就是最大起重量8t的塔機(jī)。2007年，國內(nèi)著名工程機(jī)械制造商中聯(lián)重科推出TCT7527-20系列平頭塔機(jī)，正式進(jìn)入平頭塔機(jī)市場。隨著越來越多較大規(guī)模廠家涉足平頭塔機(jī)市場，相信平頭塔機(jī)在國內(nèi)會很快發(fā)展起來。300t m?</p><p>　　目前，雖然國內(nèi)許多廠商均已推出平頭塔機(jī)產(chǎn)品，但就平頭塔機(jī)的開發(fā)來講，仍未形成成熟的結(jié)構(gòu)件模塊化、參數(shù)化及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，大部分廠商仍停留在傳統(tǒng)類比設(shè)計和靜態(tài)性能計算等方法，

26、很難達(dá)到塔機(jī)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化[4]。 </p><p>　　特殊的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了平頭塔機(jī)具有起重臂自重較重、臂架結(jié)構(gòu)外形尺寸大的缺點，對于起重力矩以上級別來說其吊臂自重增加尤為明顯。在現(xiàn)有條件下500tm以上級別平頭塔的設(shè)計優(yōu)點將會逐漸喪失。所以，目前各個公司陸續(xù)推出的不同型號的塔機(jī)，最大國外有級的，大多產(chǎn)品的起重力矩都在以下。為彌補這一缺點，最大限度地減小臂重成為亟待解決的關(guān)鍵問題。500t m?00t m?00t

27、 m ?</p><p>　　綜上所述，如何實現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的優(yōu)化問題即如何最大限度地減小吊臂等的自重等及塔機(jī)的模塊化、參數(shù)化設(shè)計已成為平頭塔機(jī)開發(fā)的關(guān)鍵問題。 </p><p><b>　　1.4 設(shè)計任務(wù) </b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)包括設(shè)計參數(shù)和設(shè)計內(nèi)容，是對設(shè)計任務(wù)書所列內(nèi)容的進(jìn)一步細(xì)化。</p><p>　

28、　1.4.1 設(shè)計參數(shù) </p><p>　　最大起重力矩： 1000 KN.m </p><p>　　最大起重量： > 8 t （12m）</p><p>　　最大工作幅度： > 60 m (1.5t)</

29、p><p>　　最大起升高度（獨立）： > 40 m </p><p>　　最大起升高度（附著）： > 100 m</p><p>　　總體尺寸設(shè)計，起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)計算；整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算；吊臂、塔身設(shè)計計算，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗算。完成總圖、塔身、吊臂、起升機(jī)構(gòu)圖各一張。</p>

30、<p>　　1.4.2 設(shè)計內(nèi)容 </p><p><b>　　i..總體設(shè)計部分</b></p><p>　　（1）總體設(shè)計方案說明和塔機(jī)主要數(shù)據(jù)的確定 </p><p>　　設(shè)計方案包括：回轉(zhuǎn)形式、變幅形式、動力形式、傳動形式回轉(zhuǎn)支承形式。應(yīng)簡要說明選取該方案的理由，對于個別突出特點的應(yīng)著重說明</p><

31、;p>　　總體設(shè)計中的主要數(shù)據(jù)為：塔身高度，吊臂長度，平衡臂長度，，塔身各節(jié)的高度；塔機(jī)尾部回轉(zhuǎn)半徑；配重的安裝位置尺寸等。</p><p>　?。?）主要機(jī)構(gòu)件和主要結(jié)構(gòu)件選取型式的說明和主要數(shù)據(jù)的確定。</p><p>　　主要機(jī)構(gòu)件指起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、及其各自相應(yīng)的附屬零件。說明各機(jī)構(gòu)總成的動力來源，傳動型式, 執(zhí)行元件或部件的型式，以及相互位置，所占空間大小等。對

32、于選型的依據(jù)和初定的尺寸數(shù)據(jù)，應(yīng)予以必要的說明，對于具有獨特優(yōu)點的則要著重予以說明。</p><p>　　主要結(jié)構(gòu)件的型式和尺寸為：吊臂、塔身、平衡臂的截面型式和尺寸、各主肢、腹桿的截面型式、尺寸；選擇轉(zhuǎn)臺、底架型式及初選尺寸。</p><p>　?。?）整機(jī)穩(wěn)定性驗算。</p><p><b>　　ii.結(jié)構(gòu)設(shè)計部分</b></p>

33、;<p>　　（1）列出所選擇的工況的載荷大小及方向。</p><p>　?。?）選出吊臂和塔身的若干危險截面。計算作用在該截面的軸向力、彎矩、剪力值。</p><p>　　（3）驗算塔頂最大水平位移量。</p><p>　　iii .機(jī)構(gòu)設(shè)計部分</p><p>　　包括起升、變幅、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)確定，要求完成下列內(nèi)容：&

34、lt;/p><p>　　（1）計算所需功率，選擇原動機(jī)型號；</p><p>　?。?）計算總傳動比，計算主減速器主要技術(shù)參數(shù)，選擇減速器。</p><p>　　（3）確定各軸傳遞的扭矩，安裝制動器，聯(lián)軸節(jié)位置。</p><p>　?。?）若主減速器，制動器、聯(lián)軸節(jié)選用標(biāo)準(zhǔn)件，則給出型號規(guī)格，以及選用時的必要計算；若采用自制，則確定其型式、計算主

35、要參數(shù)，定出外型尺寸。</p><p>　?。?）起升機(jī)構(gòu)，則選擇吊鉤，確定鋼絲繩型號，計算鋼絲繩直經(jīng)，計算滑輪、卷筒底徑，纏繞層數(shù)，卷筒壁厚，卷筒軸及支承軸承的選擇和計算，繩端固定方法選擇等。</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1總體參數(shù)設(shè)計</b></p>

36、<p>　　總體參數(shù)設(shè)計包括任務(wù)書參數(shù)的進(jìn)一步明確，具體總體參數(shù)的設(shè)計包括各個機(jī)構(gòu)及整機(jī)的性能參數(shù)、工作級別與接電持續(xù)率及起升特性曲線的計算，為后續(xù)具體設(shè)計打下基礎(chǔ)。</p><p>　　2.1.1設(shè)計參數(shù)要求</p><p>　　必須符合塔式起重機(jī)基本參數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　額定起重力矩： 1000千牛·

37、;米； </p><p>　　最大起重量： >8噸；</p><p>　　最大工作幅度： >60米； </p><p>　　最大起升高度（獨立）： >40米；</p><p>　　最大起升高度（附著）：

38、 >100米；</p><p>　　2.1.2具體參數(shù)設(shè)計</p><p>　　塔式起重機(jī)基本參數(shù)系列JJ1-85對 1000kN.m非快裝式塔機(jī)要求如表2-1所示:</p><p>　　表2-1 JJ1-85 對塔基參數(shù)要求</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書要求及 JJ1-85 確定QTZ6015塔基具體參數(shù)如表2-2所示：</p

39、><p>　　表2-2 QTZ6015塔基具體參數(shù)</p><p>　　2.1.3 工作級別及接電持續(xù)率確定</p><p>　　起重機(jī)整及構(gòu)工作級別可類比 GB/T 3811-2008 附表 A.2選取塔式起重機(jī) 整機(jī)工作級別，類比附表 B.2選取塔式起重機(jī)各構(gòu)工作級別。</p><p>　　首先確定起重機(jī)的利用等級，建筑塔機(jī)多為中等使用，由塔

40、機(jī)設(shè)計規(guī)范確定利用等級。其次確定起重機(jī)的載荷狀態(tài)，由于此類塔機(jī)經(jīng)常起升額定載荷、一般用于起升中等載荷，取。由起重機(jī)的利用等級及其載荷狀態(tài)，確定起重機(jī)的工作級別為。</p><p>　　塔式起重機(jī)整機(jī)工作級別及機(jī)構(gòu)工作級別如表2-3和表2-4所示</p><p>　　表2-3 QTZ6015塔機(jī)整機(jī)工作級別</p><p>　　表2-4 QTZ6015塔機(jī)各機(jī)構(gòu)工作級

41、別</p><p>　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，電動機(jī)選型須根據(jù)機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率選型，可類比 GB/T13752-1992附表M.1選取各個機(jī)構(gòu)的接電持續(xù)率如表2-5所示</p><p>　　表2-5 QTZ6015塔機(jī)各機(jī)構(gòu)接電持續(xù)率JC值</p><p>　　2.1.4 起升特性曲線確定</p><p>　　由于塔機(jī)起升高度較大，吊具、鋼絲繩及變幅

42、小車的重量較大，根據(jù)起重力矩1000KN·m確定起升特性曲線時應(yīng)考慮相應(yīng)的重量，類比市場上QTZ6015塔機(jī)取4倍率起升時吊具、鋼絲繩及小車重量為0.8t，2倍率起升時吊具、鋼絲繩及小車重量為0.7t。</p><p>　　最大工作幅度能達(dá)到的最大吊重所需的起重力矩計算如下</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p&g

43、t;　　最大吊重能達(dá)到的最大幅度 </p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：——起重量相對應(yīng)的吊具重量，t。</p><p>　　綜上參照起重力矩可確定起重特性曲線如圖2-1所示</p><p><b>　　、</b></p>

44、<p>　　圖2-1 QTZ6015 平臂式塔機(jī)起重特性曲線</p><p><b>　　2.2 機(jī)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p>　　機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計，包括各個機(jī)構(gòu)實現(xiàn)其功能的總體方案的確定，具體為空間布置方案的確定及電動機(jī)、減速器、制動器與各個部件間接頭的形式確定。</p><p>　　2.2.1 起升機(jī)構(gòu) </p>

45、;<p>　　塔機(jī)起升高度大，容繩量大且吊重幅度大，相應(yīng)的卷筒直徑大且長度短。起升機(jī)構(gòu)布置方式, 馬達(dá)軸與卷筒平行布置。這樣卷筒不傳遞扭矩，受力情況好, 滿足大容繩量, 小偏角的要求, 利于排繩。起升機(jī)構(gòu)整體布置如圖2-2所示</p><p>　?。ǜ?，制動器應(yīng)在低速軸）</p><p>　　圖2-2起升機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　塔機(jī)高的起升高度

46、, 要提高效率, 必須增加起升速度。而大起重量的慢就位, 要求很低的就位速度, 這就使起升速度變化范圍特別大，而且要求換檔時不能產(chǎn)生過大的慣性沖擊和電流沖擊, 否則無法做到平穩(wěn)起升，塔式起重機(jī)分類標(biāo)準(zhǔn)JG/T 5037-93要求塔機(jī)起升速度變化范圍很大為100m/min~5m/min，最大速比達(dá)到20，故起升機(jī)構(gòu)須變頻調(diào)速。塔機(jī)起重量大，故采用2/4兩個倍率起升，可以有效地壓縮電機(jī)功率，根據(jù)塔機(jī)設(shè)計參數(shù)確定不同倍率及起重量下的起升速度如

47、表2-6所示</p><p>　　表2-6 QTZ6015塔機(jī)起升機(jī)構(gòu)起升速度</p><p>　　起升電機(jī)選為變頻調(diào)速電機(jī)以實現(xiàn)最大100m/min，最小5m/min慢就位較大的調(diào)速范圍。</p><p>　　2.2.2 變幅機(jī)構(gòu) </p><p>　　根據(jù)國內(nèi)塔機(jī)發(fā)展和使用情況，采用小車變幅，即通過移動小車實現(xiàn)變幅。工作時吊臂安裝在水平位

48、置，小車由變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動，沿吊臂軌道移動。這種方案的優(yōu)點是：安裝定位準(zhǔn)確，變幅速度快，變幅慣性力沒有回轉(zhuǎn)慣性大。</p><p>　　變幅機(jī)構(gòu)常常布置在吊臂上，這樣布置空間就受到吊臂截面大小的限制，采用一字型布置，電機(jī)、減速器、卷筒和軸承座在一直線上，電機(jī)尾部帶盤式制動器，盤式制動器上閘力為軸向壓力，制動平穩(wěn)，制動輪不受彎曲作用，可用較小的軸向壓力產(chǎn)生較大的制動力矩。減速器往往是擺線針輪或行星齒輪減速器，該方案結(jié)構(gòu)

49、緊湊，傳動效率高，磨損小，變幅機(jī)構(gòu)布置示意圖如圖2-3</p><p>　　圖2-3變幅機(jī)構(gòu)一字型布置示意圖</p><p>　　2.2.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) </p><p>　　本次設(shè)計塔機(jī)噸位較大，相應(yīng)回轉(zhuǎn)力矩較大，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選取雙電機(jī)布置，布置示意圖如圖2-4所示</p><p><b>　　’</b></p>

50、;<p>　　圖2-4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)布置示意圖</p><p>　　塔機(jī)起重力矩較大，相應(yīng)的回轉(zhuǎn)阻力矩較大，采用雙電機(jī)驅(qū)動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)支撐則選為支撐能力較強(qiáng)的三排滾柱支承式回轉(zhuǎn)支承。</p><p>　　2.2.4 頂升機(jī)構(gòu) </p><p>　　頂升方式采用液壓油缸頂升方式，配合標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引入裝置實現(xiàn)自升。</p><p>　　頂升機(jī)

51、構(gòu)置于回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)下方，采用電機(jī)帶動油泵，油泵帶動液壓油缸實現(xiàn)頂升，頂升機(jī)構(gòu)總體示意圖如圖2-5所示.</p><p>　　圖2-5頂升機(jī)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p>　　機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計，包括各個機(jī)構(gòu)實現(xiàn)其功能的總體方案的確定，具體為空間布置方案的確定及電動機(jī)、減速器、制動器與各個部件間接頭的形式

52、確定。</p><p>　　QTZ6015平臂式塔式起重機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2-6所示</p><p><b>　　(改，重畫)</b></p><p>　　圖 2-6 QTZ6015平臂式塔機(jī)整結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　2.3.1 吊臂 </b></p><p>

53、　　2.3.1.1起重臂結(jié)構(gòu)定形</p><p>　　QTZ6015塔機(jī)起重臂采用倒三角形截面形式。結(jié)構(gòu)布局如圖2-7：</p><p>　　2-7 三角截面式起重臂</p><p>　　吊臂節(jié)類比市場QTZ6015 塔機(jī)取5m與10m兩種長度的臂節(jié)，大截面小截面間有5m的過渡吊臂節(jié)，吊臂1，2、3節(jié)為10m長大截面吊臂節(jié)，臂4為5m長大小截面過渡吊臂節(jié)，吊臂5節(jié)

54、為5m長小截面吊臂節(jié)，吊臂6，7節(jié)為10m長小截</p><p>　　面吊臂節(jié)，起重臂寬為1.1m，高為1.54m。吊臂整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8吊臂整體結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.3.2平衡臂及配重 </p><p>　　上回轉(zhuǎn)塔機(jī)均需配設(shè)平衡臂,用以支撐平衡重,將構(gòu)成作用方向與起重力矩方向相反的平

55、衡力矩"平衡臂有以下幾種形式:平面框架式、三角形截面析架式和矩型截面析架式"平面框架式平衡臂有兩根槽鋼或槽鋼拼焊的箱型截面梁組成"析架式平衡臂適用于要求有較長平衡臂的重型,超重型自升式塔機(jī)"</p><p>　　平衡臂長度與起重臂長度之間有一定的比例關(guān)系,一般可取其比值為0.2一0.35"平衡中的重量與平衡臂成反比關(guān)系,一般用鑄鐵或鋼筋混泥土制成"鑄鐵平

56、衡中構(gòu)造較復(fù)雜,制造難度較大,但是體型尺寸小,迎風(fēng)面積小,風(fēng)載荷較小"鋼筋混泥土平衡中體積較大,迎風(fēng)面積較大,對塔身結(jié)構(gòu)和整體穩(wěn)定性有一定的不利影響"</p><p>　　平頭式塔機(jī)平衡臂往往較長，取平衡臂長14m，平衡臂，平衡臂由兩個臂節(jié)組成，其中臂節(jié)1采用工字鋼作為弦桿，中間由腹桿連接，上鋪鐵絲網(wǎng)；臂節(jié)2仍采用空間桁架，平衡臂整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-9所示</p><p&

57、gt;　　圖2-9平衡臂整體結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.3.3塔身及塔帽 </p><p>　　塔身及塔帽類比QTZ6015塔機(jī)，塔身截面采用正方形截面，主肢距離1.94m，主肢采用焊有加強(qiáng)板的角鋼，腹桿采用無縫鋼管，塔身及塔帽截面示意圖如圖2-10所示</p><p>　　圖2-10平衡臂整體結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b&

58、gt;　　2.4 其他部分 </b></p><p>　　根據(jù)《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》GB5144-2006的規(guī)定，塔機(jī)需要具有以下安全保護(hù)裝置。</p><p>　　2.4.1 起重量限制器 </p><p>　　起重量限制器限制塔機(jī)的最大起重量，常用的限制器有杠桿式，當(dāng)起重量超過最大額定值時起升鋼絲繩的合力使彈簧產(chǎn)生較大變形，撞桿觸動限位開關(guān)使起升機(jī)構(gòu)

59、停止工作。</p><p>　　2.4.2 起重力矩限制器 </p><p>　　起重力矩限制器的作用是根據(jù)起重特性曲線吧起重力矩限制在規(guī)定的范圍內(nèi)，起重機(jī)作業(yè)時，在某一幅度有相應(yīng)的容許工作載荷，如果超過此載荷，起升機(jī)構(gòu)電機(jī)斷電。如果起吊某一載荷后變幅，如果幅度超過與之相應(yīng)的最大幅度時變幅機(jī)構(gòu)電機(jī)斷電。力矩限制器由傳感器、吊臂幅度檢測裝置等組成。</p><p>&

60、lt;b>　　2.5 本章小結(jié) </b></p><p>　　本章工作是對塔機(jī)設(shè)計的整體規(guī)劃，為塔機(jī)后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計打下基礎(chǔ)。本章中，確定了總體參數(shù)、機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，其中總體參數(shù)設(shè)計中，確定了總體設(shè)計參數(shù)、整機(jī)與機(jī)構(gòu)的工作級別及起升特性曲線的確定；機(jī)構(gòu)設(shè)計中，確定了各個機(jī)構(gòu)的布置形式、起升機(jī)構(gòu)的調(diào)速方式及變倍率的實現(xiàn)方法；結(jié)構(gòu)設(shè)計中，確定了吊臂、平衡臂及塔身塔帽的結(jié)構(gòu)形式。</p>

61、;<p>　　第3章 機(jī)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p><b>　　3.1 起升機(jī)構(gòu) </b></p><p>　　由總體設(shè)計部分知起升機(jī)構(gòu)采用I型布置形式，電機(jī)選為變頻電機(jī)，起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計包括鋼絲繩的直徑長度計算、卷筒直徑長度壁厚的計算及起升電機(jī)、減速器、制動器與聯(lián)軸器的選型計算。</p><p>　　3.1.1 選擇鋼絲繩 &l

62、t;/p><p><b>　　鋼絲繩直徑的選取</b></p><p>　　塔機(jī)起升高度大，相應(yīng)的塔機(jī)倍率較小常用倍率為2和4，QTZ6015平臂式塔機(jī)起重量大，故采用2/4雙倍率吊重，取 = 4吊重為最大吊重 = 8t時計算選取鋼絲繩，滑輪軸承取為承載能力大的滑動軸承，單個滑輪效率為η = 0.95，滑輪總效率為：</p><p><b&g

63、t;　?。?-1）</b></p><p>　　計算鋼絲繩最大拉力時，由于起升高度大于40m，須考慮鋼絲繩及吊具總量，在此類比東建QTZ315塔式起重機(jī)初取為0.8t。</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　選用起重常用的6×19W （S）型鋼絲繩；繩芯采用具有潤滑功能的纖維芯即NF；普通環(huán)境

64、選自然表面即NAT；頻繁卷繞，鋼絲強(qiáng)度級別選1770MPa；防止鋼絲繩扭轉(zhuǎn)，選交互捻：ZS。由鋼絲繩類型、強(qiáng)度級別及起升機(jī)構(gòu)工作級別M4查起重機(jī)設(shè)計規(guī)范GB/T 3811-2008可得鋼絲繩選擇系數(shù)C=0.083，則鋼絲繩直徑</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　取d=14mm</b></p>

65、<p>　　鋼絲繩的長度有兩部分組成，卷繞長度和非卷繞長度 </p><p>　　按照鋼絲繩長度較大的4倍率計算</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　計算公式如下所示</b></p><p><b>　?。?-5）</b>&l

66、t;/p><p>　　式中：——最大起重臂長，m；</p><p>　　——最大起升高度，m；</p><p>　　——安全圈數(shù)(2~3)，取=3</p><p>　　——卷筒計算直徑，，卷筒直徑系數(shù)</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　根據(jù)計算

67、結(jié)果確定鋼絲繩類型、性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)。鋼絲繩標(biāo)識是：20NAT6×19W+NF1770 ZS133 0.94 GB8918,，鋼絲繩長度計算中卷筒直徑取為最小，考慮卷筒直徑的誤差，鋼絲繩長度可取為465m，綜上鋼絲繩參數(shù)如表3-1所示</p><p><b>　　表3-1鋼絲繩參數(shù)</b></p><p>　　3.1.2 卷筒和滑輪相關(guān)設(shè)計 </p>

68、;<p>　　很大的起升高度和幅度，要求大容繩量，而按設(shè)計規(guī)范繞繩層數(shù)必須小于5，而且不容許鋼絲繩的偏擺角太大，否則易亂繩，故采用帶有雙折線繩槽的卷筒，大起重量,要求鋼絲繩反彈力也大, 很易亂繩，必要時可以加一壓繩器。參考文獻(xiàn)[1] 表5-5選取系數(shù)，滑輪系數(shù)，則卷筒和滑輪最小直徑</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p><

69、b>　　(3-8)</b></p><p>　　綜合考慮鋼絲繩壽命及卷筒繞繩層數(shù)，取卷筒直徑</p><p>　　為提高效率，滑輪采用滾動軸承，滑輪直徑</p><p>　　卷筒多層纏繞，卷筒長度可由參考文獻(xiàn)[1]公式(5-21)得出：</p><p><b>　　(3-9)</b></p>

70、<p>　　式中 ——鋼絲繩卷繞長度，</p><p>　　—— 起重機(jī)最大起升高度，；</p><p><b>　　——鋼絲繩直徑，；</b></p><p>　　——附加安全圈數(shù)，；</p><p><b>　　——卷筒直徑，；</b></p><p>&

71、lt;b>　　——滑輪組倍率，；</b></p><p>　　——鋼絲繩卷繞層數(shù)，。</p><p>　　綜上所述，選取卷筒長度680mm。</p><p>　　卷筒擋板直徑計算如下</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　卷筒擋板的直徑選取為740

72、mm。</p><p>　　卷筒采用焊接鋼卷筒，由參考文獻(xiàn)[1]的公式5-23，卷筒壁厚δ為</p><p><b>　　（3-11） </b></p><p><b>　　卷筒壁厚取24mm</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]卷筒的質(zhì)量估算公式為</p><p>

73、<b>　?。?-12）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得到卷筒估算質(zhì)量為273.3kg，取280kg</p><p>　　最終確定起升機(jī)構(gòu)卷筒和滑輪相關(guān)尺寸參數(shù)如下表3-2：</p><p>　　表3-2卷筒尺寸參數(shù)</p><p>　　3.1.3 起升電機(jī)的選擇 </p><p>　　3

74、.1.3.1 選擇電動機(jī) </p><p>　　計算靜載荷最大是為4倍率，由參考文獻(xiàn)[1]的公式(7-5)</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　式中 ——最大起升載荷(N), </p><p><b>　　——吊具重(N)</b></p><p

75、>　　——物品的起升速度(m/min), </p><p><b>　　——機(jī)構(gòu)總效率，；</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2] 表5-1-13，選取電動機(jī)YZPE250M-6，工作方式S3，負(fù)載持續(xù)率為40%時，功率45Kw.</p><p>　　電動機(jī)其余參數(shù)如表3-3所示</p><p>　　表3-3

76、 YZPE250M-6 的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.1.3.2 校核電動機(jī)過載能力</p><p>　　為保證電動機(jī)具有足夠的過載能力，其功率應(yīng)滿足下式要求（參考文獻(xiàn)[1]公式(7-6)）</p><p>　　即 (3-14)</p>

77、<p>　　式中 ——系數(shù)，異步電動機(jī)取2.1，直流電動機(jī)取1.4；</p><p>　　——機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電動機(jī)數(shù)，取1；</p><p>　　——基準(zhǔn)接電持續(xù)率時，電動機(jī)允許過載倍數(shù)，取3.1；</p><p><b>　　故，滿足過載要求。</b></p><p>　　3.1.4 減速器選擇 </p

78、><p>　　起升機(jī)構(gòu)采用的減速器通常有以下幾種：圓柱齒輪減速器、蝸輪減速器、行星齒輪減速器等。圓柱齒輪減速器由于效率高，功率范圍大，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因而使用普遍，但體積重量較大。蝸輪減速器尺寸小，傳動比大，重量輕，但效率低，壽命較短，一般只用于小型塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)。行星齒輪減速器包括擺線針輪行星減速器及少齒差行星減速器等，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、重量輕等特點，但價格較貴。行星齒輪減速器可直接安裝在起升卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)

79、更緊湊。</p><p>　　本次起身機(jī)構(gòu)設(shè)計選用圓柱齒輪減速器。起升機(jī)構(gòu)的傳動比確定，首先確定卷筒最大轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　再由所選電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和卷筒最大轉(zhuǎn)矩確定傳動比</p><p><b>　?。?-16）</b></p>&l

80、t;p>　　查閱常用傳動比系列，取傳動比，</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2] 表3-10-5，選取減速器，參數(shù)如下表3-4所示</p><p>　　表3-4 減速器參數(shù)</p><p>　　3.1.5 制動器選擇 </p><p>　　在選用制動器時，為了減小制動力矩，縮小制動器的尺寸，常將制動器安裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，即電動機(jī)軸上

81、或減速器高速軸上。而在某些機(jī)構(gòu)中，安全制動器則安裝在機(jī)構(gòu)的低速軸上，以便當(dāng)機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)斷軸時，仍能保證安全。</p><p>　　制動器類型選為塔機(jī)常用的塊式制動器，塔式起重機(jī)宜采用塊式制動器，塊式制動器構(gòu)造簡單，工作可靠，兩個對稱的瓦塊磨損均勻，制動力矩大小與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)，制動輪軸不受彎曲作用。從起升機(jī)構(gòu)的安全性方面考慮制動器布置在低速速軸上，制動力矩計算如下</p><p>　　由參

82、考文獻(xiàn)[1]公式(7-4)</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　式中 ——鋼絲繩繞卷筒直徑，多層卷繞時</p><p><b>　　;</b></p><p>　　——卷筒至制動器軸間傳動比，；</p><p>　　——起升吊鉤至制動器軸間

83、傳動效率，取0.80.</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2] 表3-7-15，選取制動器 YWZ300/500，其詳細(xì)參數(shù)如下表3-5所示</p><p>　　表3-5YWZ400/90塊式制動器參數(shù)</p><p>　　3.1.6 聯(lián)軸器選擇 </p><

84、;p>　?。?）電動機(jī)與減速器間聯(lián)軸器CL型帶制動輪的齒輪聯(lián)軸器。</p><p>　　確定扭矩計算值 由參考文獻(xiàn)[2]公式(3-12-1)</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　式中 ——所傳遞的扭矩計算值；</p><p>　　——實際作用的扭矩， ；</p>

85、<p>　　——考慮聯(lián)軸器重要程度的系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[2]表3-12-2，取1.8；</p><p>　　——考慮機(jī)構(gòu)工作級別的系數(shù)，取1.2；</p><p>　　——考慮角度偏差的系數(shù)，由于采用齒輪聯(lián)軸器，取1.25；</p><p><b>　　故。</b></p><p>　　減速器輸入軸的直徑為55m

86、m。</p><p>　　選擇聯(lián)軸器 由參考文獻(xiàn)[2]表3-12-6，選取聯(lián)軸器CL3，質(zhì)量26.9kg。</p><p>　　3.1.7 吊鉤的選擇</p><p>　　最大起重量>8t，吊鉤強(qiáng)度等級取P，由參考文獻(xiàn)[2] 表3-4-2選取鉤號為3的吊鉤，由參考文獻(xiàn)[2] 表3-4-3吊鉤材料為DG30Cr2Ni2Mo。自重150Kg。</p>

87、<p><b>　　起升質(zhì)量的估算為</b></p><p><b>　　3.2 變幅機(jī)構(gòu) </b></p><p>　　由總體設(shè)計部分知變幅機(jī)構(gòu)采用一字型布置形式，電機(jī)采用擺線針輪直連型電機(jī)，變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計包括鋼絲繩的直徑長度計算、卷筒直徑長度壁厚的計算及其他部件的選型計算。</p><p>　　3.2.1

88、 選擇鋼絲繩 </p><p>　　牽引阻力的計算，牽引阻力包括摩擦阻力、坡度阻力、慣性阻力、迎風(fēng)阻力、起升繩繞過滑輪的阻力和牽引繩下垂阻力等，以上各種阻力，都與起重量及吊鉤重量有關(guān)，而且大致呈正比，故在工程應(yīng)用計算中，沒必要分項計算，可大致按以下公式計算</p><p><b>　　(3-19)</b></p><p>　　式中——工程經(jīng)驗系

89、數(shù)，，??；f K 0.12 ~ 0.15 f K ?0.13 f K ?</p><p><b>　　——最大吊重；</b></p><p>　　——吊具重量，類比市場上QTZ6015塔機(jī)，取800Kg；</p><p><b>　　鋼絲繩最大靜拉力</b></p><p><b>　　(

90、3-20)</b></p><p><b>　　式中——總效率。</b></p><p>　　類比起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩選取計算方法，鋼絲繩計算選擇結(jié)果如表3-6所示</p><p>　　表3-6變幅機(jī)構(gòu)鋼絲繩參數(shù)</p><p>　　3.2.2 卷筒設(shè)計</p><p>　　參考文獻(xiàn)[1]

91、表5-5選取系數(shù)，滑輪系數(shù)，則卷筒和滑輪最小直徑</p><p><b>　　(3-21)</b></p><p><b>　　(3-22)</b></p><p>　　綜合考慮鋼絲繩壽命及卷筒繞繩層數(shù)，取卷筒直徑</p><p>　　為提高效率，滑輪采用滾動軸承，滑輪直徑</p>&

92、lt;p>　　卷筒多層纏繞，卷筒長度可由參考文獻(xiàn)[1]公式(5-21)得出：</p><p><b>　　(3-23)</b></p><p>　　式中 ——鋼絲繩卷繞長度，</p><p>　　綜上所述，選取卷筒長度360mm。</p><p>　　卷筒擋板直徑計算如下</p><p>

93、<b>　?。?-24）</b></p><p>　　卷筒擋板的直徑選取為400mm。</p><p>　　卷筒采用焊接鋼卷筒，由參考文獻(xiàn)[1]的公式5-23，卷筒壁厚δ為</p><p><b>　?。?-25） </b></p><p><b>　　卷筒壁厚取14mm</b>

94、;</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]卷筒的質(zhì)量估算公式為</p><p><b>　　（3-26）</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得到卷筒估算質(zhì)量為43.1kg，取50kg</p><p>　　最終確定起升機(jī)構(gòu)卷筒和滑輪相關(guān)尺寸參數(shù)如下表3-7：</p><p>　　表3-7卷筒尺寸參數(shù)

95、</p><p>　　3.2.3 選擇電動機(jī)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]公式(9-25)，變幅機(jī)構(gòu)所需的功率為：</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　式中 ——正常工作時的最大變幅力（N），</p><p><b>　　；</b>

96、</p><p>　　——變幅鋼絲繩線速度（m/s），；</p><p>　　——變幅滑輪組倍率，；</p><p>　　——變幅機(jī)構(gòu)傳動效率，；</p><p>　　——變幅滑輪組和導(dǎo)向滑輪效率，。</p><p><b>　　故。</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)

97、[2] 表5-1-13，選取電動機(jī)YZR160M-2，工作方式S3，負(fù)載持續(xù)率為40%時，功率，轉(zhuǎn)速，電機(jī)質(zhì)量。</p><p>　　3.2.4 選擇減速器</p><p>　　按照輸出轉(zhuǎn)速、電機(jī)功率及輸出轉(zhuǎn)矩來選取減速器型號為XWDQ23-8185-10MPW，傳動比為10，自重240Kg。</p><p>　　3.2.5選擇制動器</p><

98、p>　　3.2.5.1 計算制動力矩</p><p>　?。?-28） </p><p>　　式中 ——鋼絲繩繞卷筒直徑，多層卷繞時，</p><p><b>　??；</b></p><p>　　——卷筒至制動器軸間傳動比，；</p><p>　　——吊臂頭

99、部變幅繩接頭處至制動器軸間傳動效率，取0.854；</p><p><b>　　故。</b></p><p>　　3.2.5.2 選擇制動器</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2]表3-7-15，選取制動器 YW2500-500，整機(jī)質(zhì)量54kg。</p><p>　　變幅機(jī)構(gòu)的自重計算如下：</p><

100、;p><b>　　3.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.3.1 回轉(zhuǎn)支承的確定</p><p>　　回轉(zhuǎn)支承一般受復(fù)合載荷和共同作用，且由于機(jī)型將承受很大的回轉(zhuǎn)支承力，故選取三排滾柱支承式回轉(zhuǎn)支承，可承受較大支承力。</p><p>　　由起重機(jī)設(shè)計手冊公式2-5-12以及2-5-13，軸向力及力矩公式：</p>

101、<p><b>　?。?-29）</b></p><p><b>　?。?-30）</b></p><p>　　式中： ——作用在支承的垂直力，即上車自重，</p><p>　　——工況系數(shù)，查表2-5-3，?。?lt;/p><p>　　——計算傾翻力矩N.m ；</p>&

102、lt;p>　　,——載荷換算系數(shù)，查表2-5-3,=0.9;=1。</p><p><b>　　代入公式得：,。</b></p><p>　　根據(jù)計算得到的當(dāng)量載荷和的值在回轉(zhuǎn)支撐能力曲線圖中找點，當(dāng)該點位于某一型號承載能力曲線下時，說明該型號回轉(zhuǎn)支撐能滿足要求。選擇回轉(zhuǎn)軸承的基本型號是內(nèi)齒式：133.45.2 800。所選回轉(zhuǎn)支承參數(shù)如表3-8所示。</

103、p><p>　　表3-9回轉(zhuǎn)支撐133.45.2 800參數(shù)</p><p>　　3.3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)阻力矩的確定</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]公式</p><p>　　(3-31) （1）計算回轉(zhuǎn)支撐裝置的摩擦阻力矩 由參考文獻(xiàn)[1]公式（8-37a）

104、 （3-32）</p><p>　　式中 ——滾動綜合摩擦系數(shù)，正常工作時滾柱式有滑動，近似地</p><p><b>　　取0.01； </b></p><p>　　——回轉(zhuǎn)支承裝置滾道中心直徑 </p><p>　　——回轉(zhuǎn)支承裝置承受的總正壓力，；</p

105、><p><b>　　故。</b></p><p>　　（2）計算回轉(zhuǎn)平臺傾斜引起的阻力矩 由參考文獻(xiàn)[1]公式（8-38）</p><p><b>　?。?-33） </b></p><p>　　式中 ——最大起重量（含吊具）；</p><p>　　——此時的幅度，?。?l

106、t;/p><p>　　——回轉(zhuǎn)平臺傾斜角度，取；</p><p>　　（3）計算由于吊重的偏擺引起的回轉(zhuǎn)阻力矩 由參考文獻(xiàn)[1]公式（8-40c），在轉(zhuǎn)角從到的半圈中，作功相等的等效阻力矩為，對于塔式起重機(jī)</p><p><b>　　故</b></p><p>　?。?）計算由于風(fēng)壓引起的回轉(zhuǎn)阻力矩 由參考文獻(xiàn)[1]公

107、式（8-40c），在轉(zhuǎn)角從到的半圈中，作功相等的等效阻力矩為，式中為風(fēng)壓值，?。?、、、分別為吊臂和回轉(zhuǎn)部分的迎風(fēng)面積及其形心離回轉(zhuǎn)中心的距離，，，。</p><p><b>　　故。</b></p><p>　?。?）計算由慣性引起的回轉(zhuǎn)阻力矩 由慣性引起的回轉(zhuǎn)阻力矩可由下式計算：</p><p><b>　　(3-34) <

108、/b></p><p>　　式中 ——起動時間，；</p><p><b>　　——回轉(zhuǎn)速度，；</b></p><p>　　——上部結(jié)構(gòu)各部分的質(zhì)量；</p><p>　　——上部結(jié)構(gòu)各部分的質(zhì)心到回轉(zhuǎn)中心的距離；</p><p><b>　　故。</b></

109、p><p>　?。?）計算回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)阻力矩 綜上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)阻力矩為</p><p>　　3.3.3 選擇電動機(jī)</p><p>　　3.3.3.1 確定電動機(jī)功率</p><p>　?。?-35） </p><p>　　式中 ——系數(shù)，=1.55；</p><p>　　

110、——回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)效率，?。?lt;/p><p>　　——電機(jī)轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)，=2.8；</p><p>　　——電機(jī)個數(shù)，=2；</p><p><b>　　故。</b></p><p>　　3.3.3.2 選擇電動機(jī)</p><p>　　由于采用雙電機(jī)對稱分布，由參考文獻(xiàn)[2]表2-5-7選擇電動機(jī)Y

111、ZR160L-6,所選電機(jī)參數(shù)如表3-8所示</p><p>　　3-8 YZR160L-6電機(jī)的參數(shù)</p><p>　　3.3.4 選擇減速器</p><p>　　3.3.4.1 確定減速器傳動比</p><p>　?。?-36） </p><p>　　式中 ——電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速，；&l

112、t;/p><p>　　——回轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)速； </p><p><b>　　——小齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　——回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)齒輪齒數(shù)；</p><p><b>　　故傳動比。</b></p><p>　　3.3.4.2 選擇減速器</p><p&g

113、t;　　由于傳動比較大，采用兩級行星輪減速器串聯(lián)，由參考文獻(xiàn)[4]表22-85，選取減速器ZZ D P 355-35.5和減速器ZZ D P 355-40，質(zhì)量均為345kg。為減小總質(zhì)量，低傳動比的減速器作為第一級。</p><p>　　3.3.5 選擇制動器</p><p>　　3.3.5.1 計算制動力矩</p><p>　　由于采用雙電機(jī)對稱分布，故兩個制動

114、器平分轉(zhuǎn)矩，制動力矩由下式確定：</p><p><b>　　（3-37）</b></p><p>　　3.3.5.2 選擇制動器</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[2] 表3-7-15，選取制動器 YW160-220，整機(jī)質(zhì)量23 (kg)。</p><p>　　回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)質(zhì)量估計如下</p><p&g

115、t;<b>　　變幅機(jī)構(gòu)質(zhì)量估算</b></p><p><b>　　3.4 本章小結(jié) </b></p><p>　　本章為各個機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計，須與結(jié)構(gòu)設(shè)計同步進(jìn)行。本章對起升、變幅及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計計算及關(guān)鍵件的選型，包括鋼絲繩、卷筒、電機(jī)、減速器、制動器及各部分間接頭的設(shè)計，并估算出機(jī)構(gòu)的總重，為結(jié)構(gòu)設(shè)計做準(zhǔn)備。</p&g

116、t;<p>　　第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p><b>　　4.1 吊臂 </b></p><p>　　吊臂為重要的結(jié)構(gòu)件，吊臂的設(shè)計除了滿足基本的強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求外還要求進(jìn)行一定的優(yōu)化，使吊臂重與起吊的最大吊重比值盡量減小。吊臂結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先手算得出初步尺寸，然后在SAP84內(nèi)單獨建模精確分析，根據(jù)SAP84分析結(jié)果調(diào)整參數(shù)優(yōu)化吊臂結(jié)構(gòu)，得出優(yōu)

117、化后的吊臂尺寸。</p><p>　　4.1.1 吊臂截面及布置尺寸確定 </p><p>　　三角形截面為吊臂截面較為優(yōu)化的截面，故吊臂截面選取倒三角形截面。兩根上弦桿采用結(jié)構(gòu)用無縫鋼管，下弦桿為工字鋼，兼做載重小車的運行軌跡。截面尺寸參照同類產(chǎn)品的同時，綜合選取尺寸b=1.2m，大截面高h(yuǎn)1=1.54m，小截面高h(yuǎn)2=1.24m。大小兩截面如圖4-1所示</p><

118、p>　　圖4-1吊臂截面尺寸示意圖</p><p>　　腹桿承受吊臂的剪力，布置腹桿時須盡量使受壓桿件較短，受拉桿件較長，一定程度上增大承載能力。腹桿布置是應(yīng)考慮到吊臂通用的問題，截面相同的臂節(jié)的腹桿布置角度盡量相同。</p><p>　　初步腹桿布置如圖4-2所示</p><p>　　圖4-2吊臂腹桿布置</p><p>　　4.1.

119、2 吊臂桿件初選 </p><p>　　由于吊臂長度及自重很大，受力分析時須考慮風(fēng)載、回轉(zhuǎn)慣性力及吊臂自重的影響。吊臂在吊重平面及吊重側(cè)面的力學(xué)簡化模型如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3吊臂整體在吊重面及側(cè)面力學(xué)簡化模型</p><p>　　4.1.2.1吊臂回轉(zhuǎn)平面內(nèi)受力分析</p><p>　　對于回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，吊臂受吊重的水平偏

120、擺力、風(fēng)載荷的作用。等效受力圖如下圖4–4所示：</p><p>　　圖4–4 吊臂在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的受力圖</p><p>　　顯然，是吊臂根部的截面所受彎矩最大，為</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中 ——吊重的水平偏擺力，；</p><p><b&g

121、t;　　——吊臂幅度，；</b></p><p>　　——作用于吊臂上的風(fēng)力，；</p><p>　　其中體型系數(shù)，風(fēng)壓值；</p><p><b>　　迎風(fēng)面；</b></p><p><b>　　故；</b></p><p>　　——切向慣性力的動載系數(shù)，；&

122、lt;/p><p><b>　　所以得計算結(jié)果</b></p><p>　　得吊臂根部主弦桿力為：。</p><p>　　初定下弦桿截面為工字鋼25B,尺寸為，得到截面參數(shù)如所示。計算出下弦桿應(yīng)力為117Mpa。</p><p>　　表4–1 下弦桿截面參數(shù)</p><p>　　4.1.2.2吊臂起升