QTZ塔式起重機(jī)總體設(shè)計(jì)

1、-QTZ63塔式起重機(jī)總體設(shè)計(jì)整機(jī)總體參數(shù)的初步確定1.1設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)的合理性分析塔式起重機(jī)的主要參數(shù)有尺寸參數(shù)、工作速度參數(shù)、功率參數(shù)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)參數(shù)，其中最重要的是最大起重量、最大起重力矩、工作幅度、起升速度、回轉(zhuǎn)速度、變幅速度、起升高度、整機(jī)重量。主要參數(shù)的選擇選擇塔式起重機(jī)主要參數(shù)的基本依據(jù)：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所規(guī)定的有關(guān)參數(shù)、用途和作業(yè)要求、工作條件等；有關(guān)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型、同等級(jí)塔式起重機(jī)的技術(shù)資料，國(guó)家以及企業(yè)的系列標(biāo)準(zhǔn)等；理論分析或經(jīng)驗(yàn)計(jì)算；使用單位的要求和制造廠商的生產(chǎn)條件等；合理的主要參數(shù)應(yīng)該符合以下條件滿(mǎn)足實(shí)際使用要求實(shí)用性；適合于生產(chǎn)廠的制造條件可能性；充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率經(jīng)濟(jì)性；與

2、國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型產(chǎn)品相比較有較先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和可靠的工作性能先進(jìn)性。1.2塔式起重機(jī)參數(shù)的初步確定表1 QTZ63 塔式起重機(jī)基本參數(shù)表最大起重量 t5最大幅度處額定起重量 t1.0最大起重力矩kNm630工作幅度m2.5-50塔機(jī)工作級(jí)別A4最小工作幅度2.5機(jī)構(gòu)參數(shù)起升機(jī)構(gòu)起升速度 m/min倍 率a=2a=4404.8 20吊 重 t2.55 5 電機(jī)功率 kW245.4 24回轉(zhuǎn)速度r/min0.6功率 22.2 KW變幅速度m/min33/16.5功率2.4/1.5 kW頂升速度m/min0.7功率 3 kW提升高度獨(dú)立式 m40附著式 m120操作風(fēng)速 m/s20 m/s頂升操作風(fēng)

3、速 m/s13 m/s工作環(huán)境溫度C-2040整機(jī)質(zhì)量平衡重 t8.5自重（標(biāo)塔）t24單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)重t0.8平衡臂回轉(zhuǎn)半徑m13工作回轉(zhuǎn)半徑m48總功率 kW35圖1 QTZ型塔式起重機(jī)基本參數(shù)圖圖中的h表示起重機(jī)的起升高度，n代表標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的數(shù)量。1.3 QTZ80塔式起重機(jī)基本起重性能參數(shù)表2 QTZ80 塔式起重機(jī)基本起重性能參數(shù)表R2.5151617182022242628Q5R30323435363840424446QR4850Q1.2根據(jù)QTZ80塔式起重機(jī)基本起重性能曲線完成上表。圖2 起重性能曲線起重量在3.0噸以上時(shí)，起重鋼絲繩必須使用4倍率。2.計(jì)算原則2.1 起重機(jī)的工作制度

4、 起升機(jī)構(gòu) JC=40 % 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) JC=25 % 牽引機(jī)構(gòu) JC=15 %2.2載荷2.2.1自重：各部件自重及重心位置見(jiàn)表3(下表為QTZ63塔式起重機(jī)參數(shù),僅供參考)。表3 塔機(jī)各部件自重及重心位置分布表序號(hào)名 稱(chēng)Gi (t)Xi (m)GiXiYi (m)GiYi1平衡臂架1.462-8.3-12.13529.743.42142起升機(jī)構(gòu)1.2-9-10.830.236.243平衡臂拉桿0.167-6.3-1.052131.75.29394回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)0.375-0.8-0.327.710.38755回轉(zhuǎn)限位器0.009-0.75-0.006826.70.24036塔頂1.0080031.

5、731.95367起重量限制器0.050.70.03528.71.4358起重臂2.86619.555.88729.785.12029起重臂拉桿0.6571811.82631.720.826910牽引機(jī)構(gòu)0.3851.930.211.47611吊鉤0.182.50.4527.74.98612牽引小車(chē)0.242.50.629.77.12813操縱室0.350.80.2827.79.69514電氣原理0.5000027.713.850015電氣布線16電氣接線17回轉(zhuǎn)塔身0.850027.723.54518上支座0.950026.725.36519下支座1.30025.733.4120頂升架1.3

6、620022.730.917421頂升裝置0.40021.78.6823塔身7.4250013.5100.23824底架4002.51025回轉(zhuǎn)支承0.580026.715.48626平衡重7-12.8-89.628.7200.9綜合上表，50m臂長(zhǎng)時(shí) 不加配重 加配重空車(chē)時(shí)整機(jī)總重 28.6 t 34. 9 t平衡臂部分重 1.462 t 7.462t平衡臂后傾力矩 -42.027 tm -132.527tm平衡臂重心位置 -8.164 m -11.228m起重臂部分重 5.85t起重臂前傾力矩 100.551tm 起重臂重心位置 17.755m 塔機(jī)在中線部分重 21.63t 空車(chē)時(shí)整車(chē)重

7、心位置 未加配重 1.793m加配重 -0.907m空車(chē)時(shí)整車(chē)重心高度未加配重 31.618m加配重 33.452m2.2.2 起升荷載包括小車(chē)、吊鉤和吊重動(dòng)載系數(shù)2=1.2(3t以下)或2=1.15(3t以上)2.2.3水平荷載回轉(zhuǎn)慣性力、制動(dòng)時(shí)間：t=8s變幅小車(chē)制動(dòng)： t=5s2.2.4 坡度載荷傾斜度取1%2.2.5風(fēng)荷載吊重上的風(fēng)力 PW=CKhqAC風(fēng)力系數(shù)Kh高度系數(shù)q計(jì)算風(fēng)壓機(jī)構(gòu)計(jì)算時(shí)qI=150N/m2結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)qII=250N/m2結(jié)構(gòu)非工況qIII=700N/m22.2.6試驗(yàn)載荷動(dòng)載按1.1倍額定荷載、靜載按1.25倍額定載2.3 載荷組合2.3.1工作狀態(tài)最大載荷包括

8、自重、吊重、慣性力、工作狀態(tài)的最大風(fēng)壓、基礎(chǔ)最大坡度。選擇危險(xiǎn)的載荷組合，進(jìn)行結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和整機(jī)傾翻的穩(wěn)定計(jì)算。2.3.2非工作狀態(tài)最大載荷包括自重、非工作狀態(tài)的風(fēng)荷以及起重機(jī)基礎(chǔ)允許的最大坡度，進(jìn)行強(qiáng)度和自身穩(wěn)定性計(jì)算。2.4 材料及許用應(yīng)力2.4.1 處理235和20鋼 n=1.45工作狀態(tài) 170MPa（拉、壓、彎）98MPa非工作狀態(tài) 210MPa（拉、壓、彎）120 MPa16Mn和45#鋼(45#需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理)工作狀態(tài) 240MPa（拉、壓、彎）145MPa非工作狀態(tài) 300MPa（拉、壓、彎）173MPa40Cr(調(diào)質(zhì)處理)工作狀態(tài) 360MPa（拉、壓、彎）210M

9、Pa2.4.2焊縫(自動(dòng)焊或用精確方法檢查的手工焊)235和20#鋼，用T42焊條對(duì)接焊 170MPa120MPa貼角焊 120MPa16Mn用T50焊條對(duì)接焊 240MPa 170MPa貼角焊 170MPa2.4.3 焊縫(用普通方法檢查的手工焊)235和20#鋼，用T42焊條對(duì)接焊 136MPa96MPa貼角焊 96MPa16Mn用T50焊條對(duì)接焊 192MPa136MPa貼角焊 136MPa3.平衡重的計(jì)算3.1. 臂長(zhǎng)50m時(shí)平衡臂對(duì)中心線后傾力矩：42.027+13.5G平48m臂對(duì)中心線前傾力矩：100.551tm空載狀態(tài)、整機(jī)后傾力矩：M空=13.5G平58.524滿(mǎn)載狀態(tài)的M吊

10、重： 12.76m處吊6 tM吊=612.76(0.240.18)(12.76-2.5)=80.87tmM滿(mǎn)=M空M吊=139.39413.5G平令M空=0.8M滿(mǎn)13.5G平=0.8(139.39413.5G平)58.524M空=35.943tmM滿(mǎn)=44.928tm3.2. 臂長(zhǎng)42m時(shí)此時(shí)GbXb=64.716tm42m臂對(duì)中心線前傾力矩：84.918tmM空=13.5G平42.954M滿(mǎn)=123.82413.5G平令M空=0.8M滿(mǎn)13.5G平42.954=0.8(123.82413.5G平)G平=142.013/24.3=5.844tM空=35.94tmM滿(mǎn)=44.93tm4.3.臂

11、長(zhǎng)36m時(shí)此時(shí)GbXb=51.222 tm36m臂對(duì)中心線前傾力矩：71.487tmM空=13.5G平29.46M滿(mǎn)=110.3313.5G平令M空=0.8M滿(mǎn)13.5G平29.46=0.8(110.3313.5G平)G平=117.724/24.3=4.844tM空=35.942tmM滿(mǎn)=44.936tm4.4. 臂長(zhǎng)30m時(shí)此時(shí)GbXb=37.104tm30 m臂對(duì)中心線前傾力矩：57.369tmM空=13.5G平15.342M滿(mǎn)=96.21213.5G平令M空=0.8M滿(mǎn)13.5G平15.342=0.8(96.21213.5G平)G平=92.312/24.3=3.8 tM空=35.942t

12、mM滿(mǎn)=44.912tm4.5 平衡重匯總：48m臂時(shí) G平=7.00t42m臂時(shí) G平=5.844t36m臂時(shí) G平=4.844t30m臂時(shí) G平=3.80t4.塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算Pw=CKhqA4.1工作工況：Kh=1風(fēng)從側(cè)面吹來(lái)4.1.1平衡臂C=1.2（非桁架結(jié)構(gòu)）q=250N/m2臂架：A=0.2814=3.92m2Pw=1.22503.92=1176NXc=8m起升機(jī)構(gòu)：A=1.1m2Pw=1.22501.1=330NXc=11m平衡重：A=7m2Pw=1.22507=2100NXc=13.5 m部件綜合：A=3.921.17=12.02m2 Pw=11763302100=3606NM

13、kw=1176833011210013.5=41388NmXc=-41388/3606=11.477mYc=43mMyw=360643=155058Nm4.1.2起重臂：A輪=481.45=69.6m2漏=0.2，重=0.25，C=1.3Kn=1，q=250N/m2A實(shí)=(1)A=0.21.2569.6=17.4m2Pw=1.325017.4=5655N，qw=117.8N/mXc=24.85m，Yc=43.5m4.1.3塔頂：A=5.51.30.294=2.102m2Pw=1.42502.102=735.7NXc=0，Yc=45m4.1.4司機(jī)室：A=2.5m2Pw=1.22502.5=75

14、0NXc=0，Yc=41m4.1.5塔身：C=1.4,Kh=1.0，q=250N/m2A外=1.643=68.8m2A實(shí)=0.251.63568.8=28.122m2Pw=1.425028.122=9843NXc=0，Yc=21.5m4.2工作工況4.2.1平衡臂：C=1.2，A=2m2Pw=1.22502=600NXc=0，Yc=43m4.2.2起重臂：C=1.3，A=0.928m2Pw=1.32500.20.9281.333=100.5NXc=0，Yc=43.5m4.2.3塔頂：同4.1.3Pw=735.7NXc=0，Yc=45m4.2.4司機(jī)室：同4.1.4Pw=750NXc=0，Yc=

15、41m4.2.5塔身：對(duì)角線方向乘1.2C=1.4A=1.228.122=33.746m2N/m2Pw=1.29843=11812Nqw=11812/43=275N/mXc=0，Yc=21.5m4.3 非工況C和A值同工作工況但q=70N/m2，Kh=(h/10)0.3，Kq=700/250=2.8h 10 15 20 25 30 35 40 45Kh 1 1.129 1.23 1.32 1.39 1.45 1.52 1.57把工況的計(jì)算結(jié)果乘以Kq和Kh即可平衡臂 Pw=KqKhPw=2.81.55600=2604N起重臂 Pw=2.81.55736=3234 N塔頂 Pw=2.81.577

16、36=3234 N司機(jī)室 Pw=2.81.53750=3213 N塔身按高度分段計(jì)算010m Pw=2.82750.78510=6045N1020m Pw=60451.129=6824N2030m Pw=60451.32=7979N3040m Pw=60451.45=8765N塔身合計(jì)Pw=29613N風(fēng)載綜合見(jiàn)表4、5、6。風(fēng)載綜合表表4 50 m臂長(zhǎng)工作工況風(fēng)載荷 單位：Nm序號(hào)部件CqAPwXiMkwYiMyw1平衡臂1.225012.023606-11.477-41388431550582起重臂1.325017.4565524.581390043.52459933塔頂1.42502.1

17、02735.70045331074司機(jī)室1.22502.57500041307505塔身1.425028.12298430021.5211625總計(jì)2059097612676533表5 工作工況風(fēng)載荷 單位：Nm序號(hào)部件CqAPwXiMkwYiMyw1平衡臂1.225026000043258002起重臂1.32500.928100.50043.543723塔頂1.42502.102735.70045331074司機(jī)室1.22502.57500041307505塔身1.425033.765118120021.5253958總6 非工作工況風(fēng)載荷序號(hào)部件CQKhAPwYi

18、Myw1平衡臂1.27001.5522604431119722起重臂1.37001.550.92843843.5190533塔頂1.47001.572.1023234451455304司機(jī)室1.27001.532.53213411317335塔身010m17.8560455302251020m1.1297.856824151023602030m1.327.857979251994753040m1.457.85876535306775總計(jì)391021047123風(fēng)載的合力中心：5整機(jī)傾翻穩(wěn)定性計(jì)算5.1無(wú)風(fēng)靜載工況5.1.1自重力矩（含壓重、平衡重、不含小車(chē)、吊鉤）已經(jīng)算過(guò)48m臂長(zhǎng)時(shí)，G平=7

19、.0t全機(jī)總重：32.639+7.0=39.639tM空=35.943tm對(duì)前邊緣的后傾力矩為M自35.943+(39.639+G壓)452=125.132.25G壓5.1.2吊重（含超載25 %吊重、小車(chē)、吊鉤）M吊=(61.250.240.18)(12.764.52)=7.9210.51=83.24 tm5.1.3判別要求：0.95(125.132.25G壓)1.483.24自然滿(mǎn)足5.2有風(fēng)動(dòng)載情況5.2.1自重穩(wěn)定力矩M自=125.132.25G平5.2.2吊重（此時(shí)動(dòng)載系數(shù)取1.15倍）M吊=(60.18)1.150.24(12.764.52)=7.34710.51=77.217tm

20、5.2.3風(fēng)載 取工作工況，見(jiàn)表五，但塔身風(fēng)荷仍取表四值Myw=30.566tm5.2.4水平慣性力和吊重風(fēng)力，以吊索傾斜3為限Pnx=(60.18)tg3=0.3239tMnx=0.323941=13.279tm5.2.5坡度載荷，參看表二GiYi=1336tmMx坡=0.01(1336641)=15.82tm 5.2.6安全判別要求0.95 M自MwMnxMx坡1.15M吊00.95(125.132.25G壓)30.56613.27915.821.1577.2175.3突然卸載，或吊具脫落的顫動(dòng)向后傾翻（以后翻一側(cè)為傾翻邊）M自=(39.639G壓)4.5232.662=56.5262.2

21、5G壓5.3.1工作風(fēng)載，但向后吹Mw=30.588tm5.3.2滿(mǎn)荷吊重突然掉下，向后彈0.2倍力矩M吊=（60.18）1.150.24(12.764.52)=7.34715.01=110.28 tm5.3.3Mx坡=15.82tm5.3.4安全判別0.95M自Mw0.2M吊Mx坡05.4暴風(fēng)襲擊下的非工作狀態(tài)（風(fēng)向后吹）5.4.1自重M自=56.5262.25G壓5.4.2風(fēng)載，見(jiàn)表6，但塔身風(fēng)荷應(yīng)除以1.2倍Mw=94.605tm5.4.3 Mx坡=15.82tm5.4.4安全判別，參照西德規(guī)范，風(fēng)向后吹，不穩(wěn)定風(fēng)荷只乘0.80.95M自0.8MwMx坡0G壓=17.48t5.5暴風(fēng)襲擊下的非工作狀態(tài)（風(fēng)向前吹）5.5.1自重M自=125.132.25G壓5.5.2風(fēng)載Mw=94.605tm5.5.3 Mx坡=15.82tm5.5.4安全判別0.95M自1.1MwMx坡00.95(125.132.25G壓)1.194.06515.8205.6安裝工況5.6.1關(guān)于M自的幾種情況5.6.1.1只安裝3平衡臂，此時(shí)自重輕，見(jiàn)表2G自=39.6397.05.85=26.789tM后=42.027tmM自=(26.789G壓)2.25