起重臂設(shè)計說明書

（2011屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）題目名稱:塔式起重機起重臂設(shè)計學院（部）:機械工程學院專 業(yè):機械設(shè)計與制造學生姓名: 班級:學號_指導老師姓名:職稱教授最終評定成績: 摘要本設(shè)計說明書主要是以GB/T13752-92《塔式起重機設(shè)計規(guī)范》和《塔式起重機設(shè)計手冊》為依據(jù)。采用先設(shè)計后驗算的思路，將起重臂的大致尺寸設(shè)計出來后再對設(shè)計的尺寸進行修改和校核，選取危險截面進行強度，彎矩等數(shù)據(jù)的驗算。只要確保危險截面的數(shù)據(jù)達到要求，則其他截面也是合格的。關(guān)鍵詞起重臂校核截面目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章緒論 4\o"CurrentDocument"一、 塔機組成 4\o"CurrentDocument"二、 塔機自身升高 4\o"CurrentDocument"三、 塔機的型號 4\o"CurrentDocument"四、 專業(yè)塔機生產(chǎn)企業(yè) 6\o"CurrentDocument"五、 塔機的安裝于拆卸技術(shù) 6\o"CurrentDocument"第二章塔式起重機的設(shè)計 10\o"CurrentDocument"一、 起重臂的主要材料及各零部件的用途和形狀 10\o"CurrentDocument"二、 起重臂的主要尺寸 10\o"CurrentDocument"三、 起重臂吊點的確定 13\o"CurrentDocument"四、 吊臂的載荷和內(nèi)力的計算 14第三章塔式起重機的設(shè)計 24第四章上下弦桿的驗算 25\o"CurrentDocument"第五章整體強度的計算 27\o"CurrentDocument"第六章零部件的選擇 28\o"CurrentDocument"第七章起重臂焊縫要求 29\o"CurrentDocument"參考文獻 31\o"CurrentDocument"致謝 32內(nèi)力組合表格 I附件 II

第一章緒論塔機的基本介紹隨著經(jīng)濟的發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)是越來越火爆，然而房子的建筑卻離不開必要的器械——塔機。塔機的存在給建房子的人減少了很多不不必要的麻煩。通過的塔機組成，塔機自身升高，塔機的型號，專業(yè)塔機生產(chǎn)企業(yè)，塔機的安裝與拆卸技術(shù)使我們可以更進一步了解塔機一、塔機組成一般來說塔機按各部分的功能可以分為：基礎(chǔ)、塔身、頂升、回轉(zhuǎn)、起升、平衡臂、起重臂、起重小車、塔頂、司機室、變幅等部分。塔機安裝在地面上需要基礎(chǔ)部分；塔身是塔機身子，也是升高的部分;頂升部分是使得塔機可以升高；回轉(zhuǎn)是保持塔機上半身可以水平旋轉(zhuǎn)的；起升機構(gòu)用來將重物提升起來的；平衡臂架是保持力矩平衡的；起重臂架一般就是提升重物的受力部分；小車用來安裝滑輪組和鋼繩以及吊鉤的，也是直接受力部分；塔頂當然是用來保持臂架受力平衡的；司機室是操作的地方；變幅是使得小車沿軌道運行的。二、 塔機自身升高塔機自身的升高靠頂升套架實現(xiàn)頂升，在頂升時套架先向上升高，升高以后相對于塔身高了以后，塔身和套架中間就會有一個空間，這時將塔身的標準節(jié)安裝在這個空間里面，套架在此升高，再次的在騰空的套架內(nèi)部安裝進去標準節(jié)，這樣，隨著標準節(jié)不斷的增加，塔機就可以實現(xiàn)頂升。三、 塔機的型號TC5613的塔機型號其中TC表示是垂頭是塔機，表示帶有塔頭數(shù)字56表示起重臂的總長為56m數(shù)字13是表示起重臂臂尖最大能夠吊起1.3t的重物。

TCT5613型號的塔機其中TCT表示是平頭式塔機，不帶有塔頭數(shù)字56表示起重臂臂長56m數(shù)字13表示起重臂臂尖能夠承受的最大物重為 1.3t。四、專業(yè)塔機生產(chǎn)企業(yè)在三十年前，我國的塔機大多還靠進口，在上世紀七八十年代，國家組織當時國內(nèi)生產(chǎn)塔機的三大主機廠（北京建機、四川建機、沈陽建機）和多個配套件廠生產(chǎn)從法國波坦引進技術(shù)的 F023B和H3/36B塔機，給我國塔機的設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)提高了一個檔次，在上世紀九十年代后，國產(chǎn)塔機基本取代進口?，F(xiàn)在國內(nèi)塔機生產(chǎn)廠家很多，取得生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)約有 400家左右，大部分生產(chǎn)QTZ63以下的小型塔機，生產(chǎn)中大型的塔機廠家約占30%左右。五、塔機的安裝與拆卸技術(shù)（一）塔機架設(shè)1、 準備工作a、 確定塔機架設(shè)位置，確定原則為能夠最大限度發(fā)揮塔機施工能力，方便塔機進出場及安裝、拆卸。b、 選擇恰當?shù)幕A(chǔ)型式。壓重及砼基礎(chǔ)均應(yīng)提前制作并達到標號，基礎(chǔ)地面地耐力不小于20T每平方米。c、 開通現(xiàn)場通道，清理現(xiàn)場，找平基礎(chǔ)平面。2、 架設(shè)程序1、 底甲安裝：在基礎(chǔ)上組裝底架，用水準儀找平支腳病鎖緊地腳固定螺栓。2、 標準節(jié)安裝a、 將1標準節(jié)安放在底架上固定好。b、 平衡臂對正塔身標準節(jié)放置并錨固好。

c、 將吊桿穿好器重繩并固定在標準節(jié)靠近平衡臂一端的主旋桿上，用卡具固定好。d、將第二標準節(jié)吊至第一標準節(jié)上固定好，然后將吊桿上升 1M。注意提升前先在上部固定導向卡具。e、 將支撐節(jié)吊到第二標準節(jié)上固定好，再將吊桿提升一節(jié)的距離固定好f、 安裝三根斜支撐桿，固定吊桿的一端暫時不安裝第四根。g、 吊起一節(jié)加固節(jié)至支撐節(jié)上部固定好，再將吊桿提升一節(jié)的距離固定好。此時吊桿脫離支撐節(jié)的支撐點。h、安裝第四根斜支撐，然后用經(jīng)緯儀校正塔身垂直度達到 1/1000。3、 下轉(zhuǎn)臺與回轉(zhuǎn)支撐架設(shè)：將回轉(zhuǎn)機構(gòu)組裝在上轉(zhuǎn)臺上，用吊桿一次架設(shè)在回轉(zhuǎn)支撐上固定好，注意吊桿的懸臂高度不得超過 2.5M。4、 塔頂架設(shè)a、將上轉(zhuǎn)臺固定節(jié)的一端主弦桿對準吊桿，在固定節(jié)的主弦桿上固定卡與吊桿套在一起，將吊桿升至塔身最高位固定。5、 駕駛室架設(shè)a、 下落吊桿，使吊桿上端高出塔身頂部2.6M，此時拆除固定節(jié)上的固定卡，改使用固定塔身上的短固定卡。b、 回轉(zhuǎn)機構(gòu)接電，使固定節(jié)前段對準吊桿。c、 吊起吊起司機室坐落在上轉(zhuǎn)臺右側(cè)支座上固定，上部與固定節(jié)用螺栓相連。6、 平衡臂架設(shè)a、 將吊桿落至下轉(zhuǎn)臺以下，將吊桿橫端貼緊塔身固定，收起起重繩，b、 在塔頂頂端，平衡臂及平衡重吊架前端，各固定1噸滑輪一個，穿上起重繩，最后固定于平衡臂前端，臂架尾部栓一根溜繩。c、 啟動升起機構(gòu)，慢慢拉緊起重繩，將平衡臂緩緩拉起，使其跟部交點接近固定節(jié)交點，當兩交點對正后，銷上銷軸。注意提升臂架時，溜住溜繩，以避免平衡臂便轉(zhuǎn)和碰撞臂架。d、 松開平衡臂跟部的起重繩。將起重繩固定在塔頂。啟動起升機構(gòu)慢慢拉緊起重繩，同時上后拉緊溜繩。將起重臂拉起一個角度。將連接平橫臂拉桿，銷上銷軸。e、 欄桿連接完畢，慢慢松動剎車，放松起重繩，使拉桿緩緩拉緊。f、 吊起兩塊平衡重安放在平衡臂尾部。7、 起重臂架設(shè)a、 起重臂在地面對接并安裝上起重跑車，穿繞并拉緊變幅鋼絲繩，將跑車固定于臂架首節(jié)。安裝起重臂前后拉桿，用鐵絲固定在上弦桿上。b、起重臂跟部和塔頂頂部各固定一個滑輪。第五節(jié)臂前部固定 1T滑輪兩個，臂架尾部栓上溜繩。

c、將起重繩從塔頂起重滑輪穿下，穿繞臂架根部1T滑輪，向上全塔頂頂部固定，卸下固定節(jié)前端的滑輪組。d、 啟動起升機構(gòu)，慢慢拉緊起重繩，將臂架拉起，使架臂根部交點與固定交點對正，銷上銷軸。注意溜住溜繩，防止臂架反轉(zhuǎn)和塔身碰撞。e、解下起重繩，退出跟部滑輪，按倍率為4將起重繩穿繞過起重臂第5節(jié)的滑輪組和塔頂頂部的滑輪組，最后固定于塔頂上。f、 慢慢收緊器重繩，同時拉緊溜繩，使臂架向上拉起穿過死點，起重臂隨之拉起臂架向上拉起一個角度停住。連接起重臂前后拉桿，銷上銷軸。g、 松動剎車，慢慢放下起重臂，緩緩拉緊拉桿。h、 解下起重繩，回收卷筒。卸下塔頂及起重臂上的滑輪組。裝上固定節(jié)前段的滑輪組。8、 平衡重吊裝。9、 按通全部電源、安全裝置及回轉(zhuǎn)鎖車裝置。10、 穿繞鋼絲繩，按從塔頂滑輪、固定節(jié)、起重跑車、釣鉤的順序最后固定于起重臂首端。11、 空載實驗3次。12、 額定載荷實驗a、 最大幅度、吊重，升降、回轉(zhuǎn)、變幅各3次。b、 幅度、吊重，升降、回轉(zhuǎn)、變幅各3次。進行上述實驗時，同時調(diào)整好力矩、起重量限制器，高度、變幅、回轉(zhuǎn)限制器等。（二） 塔機拆卸塔機拆卸與架設(shè)程序正好相反1、 放下釣鉤，拆下起重繩固定端，鋼絲繩收回卷筒。2、 起重小車收回全臂架跟部固定，變幅繩收回卷筒，拆下變幅機構(gòu)電纜。3、 拆下3塊平衡重。4、 拆卸起重臂。5、 拆下最后一塊平衡重。6、 拆下平衡臂。7、 拆卸司機室。8、 拆卸塔頂。9、 拆卸上轉(zhuǎn)臺固定節(jié)及回轉(zhuǎn)機構(gòu)。10、 拆卸下轉(zhuǎn)臺固定節(jié)及回轉(zhuǎn)機構(gòu)。11、 拆除塔身：按架設(shè)塔身的相反程序拆除塔身。12、 拆除底架。13、 拆除的塔機部件，按要求分解并分解運離現(xiàn)場。（三） 塔身安裝、拆卸時安全注意事項1、全體作業(yè)人員必須持有效證件上崗，未取證人員一律不得參與。

2、 全體作業(yè)人員必須聽從總指揮的統(tǒng)一指揮。3、 總指揮必須聽從技術(shù)人員的技術(shù)指導，接受安全監(jiān)護人員的安全監(jiān)護。4、 作業(yè)人員必須佩戴安全帽，人員必須穿防滑鞋，危險部位作業(yè)必須系好安全帶。5、 所有作業(yè)吊車必須嚴格遵守安全操作規(guī)程。6、 拆裝期間一律禁止飲酒。7、 工作中集中精力，不得隨意開玩笑和打鬧。8、 上下交叉作業(yè)時，要注意工具和零部件放置位置必須安全可靠，防止墜落傷人。9、 吊車指揮人員應(yīng)熟悉吊車起重性能、吊物的起重量以及構(gòu)件安裝部位。10、 指揮人員應(yīng)與吊車司機統(tǒng)一手勢信號。11、 大件物品起重高度超過兩米要系拖拉繩。12、 所用吊繩必須符合安全規(guī)定，所吊構(gòu)件重心必須準確，符合說明書的要求。13、 組裝的總成件及附屬裝置必須按規(guī)定上足所有的螺栓及銷，確保使用的安全性。14、 作業(yè)區(qū)所有的裸體電線必須停電，專人守護。15、凡大雨、大雪、大霧、大風（風速達8.3m/s）等天氣禁止拆裝塔吊。16、 夜間工作必須有足夠的照明燈光。17、 作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)禁止閑雜人員的進出，臨街作業(yè)時，要采取臨時保護措施。第二章塔式起重機起重臂的設(shè)計一、 起重臂的主要材料及各零部件的用途和形狀起重臂是根據(jù)三角形具有穩(wěn)定性來確定。一臺塔機的起重臂組合在一起組成一個可達一定長度的起重臂，由于設(shè)計要求總臂長達到 56m。其形狀可看做是三角形的，上面是一根上弦桿，下面兩根下弦桿，上下弦桿間用多根斜腹桿連接，都是采用的焊接的方法，將他們銜接在一起。塔式起重機的起重臂主要零件有上弦桿，下弦桿，斜腹桿，斜撐桿，雙耳板，單耳板，封板，公接頭，母接頭，吊耳，安全環(huán)，加強板等。根據(jù)其應(yīng)力和剛度及強度的要求大多材料都是采用鋼材其中：上弦桿 16Mn下弦桿 16Mn其它是 Q235A上弦桿的形狀是四方的矩形，內(nèi)部空心，規(guī)格為118x8。這種設(shè)計主要是可以分散應(yīng)力，有的型號在上弦桿上加有一塊加強板，主要是加強上弦桿的強度和剛度。其中第一節(jié)起重臂和臂尖的上弦桿只有一邊帶有雙耳板，另一邊只有封板下弦桿的形狀和上弦桿一樣，可是精度要求不一樣，下弦桿的上表面要走載重小車，其要求是是上表面足夠平整，強度和硬度達到一定要求就行了。雙耳板和單耳板分別在上弦桿的兩端是像耳朵一樣的，在起重臂上弦桿間起到連接作用，單耳板與雙耳板間用銷軸連接，銷軸再用插下連接，保證銷軸不脫落。封板就是一塊四方形狀班，厚度為4mm左右，其中用是保證上下弦桿內(nèi)部不生銹，起到封密的作用斜腹桿是用一根圓形的鋼管制作的，將鋼管的兩端沖壓后變成扁形的形狀，便于和上下弦桿的焊接，主要是支撐上下弦桿。公接頭和母接頭是安裝在下弦桿的兩端，用于銜接起重臂的下弦桿與下弦桿。吊點是用來吊起時給一個點，保證吊起時的方便。吊耳是用來連接上弦桿和拉桿的，把起重臂吊起與平衡臂保持平衡。吊耳間用銷軸連接，其尺寸大多是^60mm的銷軸。然后銷軸用小銷軸插入，小銷軸尺寸有*10和*9的。小銷軸然后再用插銷插入，防止銷軸滑落。其尺寸為*8安全環(huán)就是一個鐵環(huán)一樣，當人爬上塔機時用于扣住安全繩，起保護安全的作用。安全繩是用于操作人員爬上起重臂上時起保護作用的。二、 起重臂的主要尺寸根據(jù)設(shè)計的強度與寬度及結(jié)構(gòu)可以確定起重臂的設(shè)計尺寸上弦桿與下弦桿間的距離h=1.2(h/L=1/35)兩下弦桿間的距離h=1.38m起重臂第一節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為106mmX106mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為50mm。第一節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 60mm，后面的直徑為50mm，斜撐桿的直徑為30mm與雙耳板相連。下弦桿的雙耳板直徑為60mm起重臂第二節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為106mmX106mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為50mm。第二節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 60mm，后面的直徑為50mm，斜撐桿的直徑為30mm。起重臂第三節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為106mmX106mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為50mm。第三節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 60mm，后面的直徑為50mm，斜撐桿的直徑為30mm與。起重臂第四節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為86mmX86mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公母接頭銷孔直徑為50mm。第四節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 50mm，后面的直徑為45mm，斜撐桿的直徑為30mm。起重臂第五節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為86mmX86mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為45mm。第五節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 50mm，后面的直徑為45mm，斜撐桿的直徑為30mm。起重臂第六節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為50mm下主弦桿的規(guī)格為80mmX80mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為45mm。第六節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 50mm，后面的直徑為45mm，斜撐桿的直徑為30mm。起重臂第七節(jié)的長度計算上主弦桿受力較大，受拉桿的拉力，下弦桿的拉力及自重，其規(guī)格為118mmX118mm的方管，其厚度為8mm。上主弦桿上的雙耳板的銷孔直徑為60mm下主弦桿的規(guī)格為80mmX80mm方管，其厚度為6mm。下主弦桿公接頭銷孔直徑為40mm。第七節(jié)吊臂的第一根和第二根斜腹桿的直徑為 45mm，后面的直徑為40mm，斜撐桿的直徑為30mm起重臂第八節(jié)，九的長度計算和第七節(jié)是一樣的。起重臂臂尖的長度計算上主弦桿的長度為1100mm，其規(guī)格為118mmX118mm，其厚度為8mm。斜腹桿的直徑為40mm下主弦桿的長度為2200mm，其規(guī)格為80mmX80mm，其厚度為6mm三、起重臂吊點位置的確定確定起重臂吊點位置的原則：當小車行駛到吊臂端部時，在吊點處產(chǎn)生最大應(yīng)力，吊點設(shè)在上弦桿上。其中臂長為 L=56m，采用吊點結(jié)構(gòu)取L2/L1=2.457L1=16200mm，吊臂運輸單元的劃分本吊臂劃分為十個運輸單元，其中前九節(jié)每節(jié)的長度為6000mm，最后一節(jié)的長度為2200mm。吊臂自重 16800kg變幅機構(gòu)重 330kg力矩傳感器及裝置10kg總重=16800+330+10=17140kg四、吊臂的載荷和內(nèi)力的計算吊臂的計算包括小車在不吊臂不同地方的載荷所受的內(nèi)力吊臂的受力分析分三種工作情況a在最大幅度吊定額載重，即在臂尖56m處所吊的額定載重1.3t作用點Cb在跨中位置額定載荷，即幅度在38m處吊的最大物重2.5t，作用點B.c在最小幅度吊額定載重，即在幅度為8m處吊最大載重為6t，作用點A能夠吊起的重量幅度56mm38mm8mm1.3t2.5t6t1.計算吊臂的截面a臂架根部截面A點，該處起升平面內(nèi)Mx=0，但在回轉(zhuǎn)平面的彎矩My最大b臂架吊點截面B點，該處起升平面內(nèi)負彎矩最大c臂架中截面D點，該處起升平面內(nèi)彎矩最大

先假設(shè)吊臂自重為均勻載荷q=2352N/m,小車變幅機構(gòu)均自重Pi=3243N,感應(yīng)裝置P2=98N,吊臂所受力矩二FsinaX35+FcosaX2-QL.L/2-P1X8-P2x70=0拉桿拉力F=68371NFcosa=68371Xcos127170NH=672088NA點的支反力V=qL+P1+P2-Vh=40802N剪切力Q=40802NQ=40802-3234-2352X16=-64N.m彎矩M1=40802X16-16X2352X8-3234X8=32590N.m彎矩M2=2352X35X35/2+98X35=1444030N.m吊重引起的內(nèi)力

第一種工作情況的受力分析：起重臂長度 L=56m,載荷Q=3.3t吊具重q1=2Q=6.6t，起重小車q2=0.4t，v=0.8m/s起升動載系數(shù)*=1.05+0.4(v-0.02)=1.29m/sQc=*(Q+q1)g+qg=1.29X(3300+6600)X9.8+400X9.8=46473N力矩M=0得VaX28+QcX28=0Va=-46473NFy=0,Va+Vb-Qc=0.Vb=92946NHb=491313NFb=49957N剪力Qab=46473NQb=46473N彎矩Mn=-QcXL/2=-46473X28=-1301244N.mM=-QcXH=-46473X16=-743568N.m軸力Nab=-491317NNb=0第二種工作情況的受力分析：R=16m,載荷Q=6t吊具重q1=2.5%Q=300kg，起重小車q2=0.4t,起升動載系數(shù)*=1.05+0.4(v-0.02)=1.29m/sQc=*(Q+q1)g+q2g=1.29X(6000+300)X9.8+400X9.8=312207N

力矩M=0得QcX(28-16)=VaX28Va=133803NFy=0,Va+Vb-Qc=0.Vb=178404NFb=49957N剪力Qab=91473NQb=-82351N彎矩Mn=-QcXL/2=-312207X16=-4995312N.m軸力Nab=-485264N第三種種工作情況的受力分析：R=3m,載荷Q=6t吊具重q1=2.5%Q=300kg，起重小車q2=0.4t,起升動載系數(shù)*=1.05+0.4(v-0.02)=1.29m/sQc=*(Q+q1)g+q2g=1.29X(6000+300)X9.8+400X9.8=312207N力矩M=0得QcX(28-3)=VaX28Va=278756NFy=0,Va+Vb-Qc=0.Vb=33451NFb=91455N剪力Qab=223651N水平反力HA產(chǎn)生的偏心力吊臂自重Mb=HBX2=683711X2=1344167N?m工況1：Mb=HBX2=491313X2=982626N?m工況2：Mb=HBX2=385223X2=770446N?m風載引起的內(nèi)力(1)吊臂風載風載荷計算公式F=CPA

WWW按工作狀態(tài)最大計算風壓選P=250PaW依據(jù)《塔式起重機設(shè)計規(guī)范》表8單片結(jié)構(gòu)的風力系數(shù)Cw,選Cw=1.5迎風面積按結(jié)構(gòu)件在與風向垂直平面上的投影面積計算A=wA

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式中：A一結(jié)構(gòu)的迎風面積；w—結(jié)構(gòu)充實率，按表9選取w=0.3；A1—結(jié)構(gòu)外形輪廓面積A]=70X2=140m2。A=0.3X140=42m2風載荷F=1.5X250X42=15750N。W均布風壓q=F/L=15750/70N=225N。W剪力Qay=15750NQdy=225X(70-16)=12150NQby=225X35=7875N彎矩May=225X702/2=551250NMay=225X542/2=328050NMby=225X352/2=137813N(2)吊重引起的風載起吊物品的迎風面積按其實際外形尺寸在垂直風向平面上的投影計算。當迎風面積無法確定時，作用在物品上的風載荷按額定起重量的3%計算，沿最不利載荷組合方向水平作用于物品上，但其值不小于500N。工況1：Q=3.3t，估算風載Fw=3300X9.8X3%=970N剪力AC段Qay=970N彎矩 May=970X70=67900N-MMdy=970X54=52380N?MMby=970X35=33950N-M工況2：Q=12t，估算風載Fw=12000X9.8X3%=3528N彎矩 May=3528X16=56448N-m5.回轉(zhuǎn)水平慣性力(1)吊臂自身重量產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)慣性力F_G兀n.L+2a慣—30gt.—2一吊臂重G=17140X9.8=167972N；塔機回轉(zhuǎn)機構(gòu)額定轉(zhuǎn)速n=0.7r/min；回轉(zhuǎn)機構(gòu)起、制動時間t=4s；吊臂根部銷軸中心到塔機回轉(zhuǎn)中心的距離a=2m「 167972x3.14乂0.770+2乂2F= X 慣30x9.8x4 2_11616N每米慣性力q慣二F慣/70=166N/m；剪力Q=11616N

AQ=166X54=8964NDQ=166X35=5810NB彎矩M=166X702/2=406700N-mAM=166X542/2=242028N-mDM=166X352/2=101675N?mB(2)吊重的慣性力工況1：Qc=(3300+66+400)X9.8=36907NF_%n兀R_36907x0.7x3.14x70慣_30gt_ 30x9.8x4 -考慮其它因素F慣=4829X1.5=7243N。剪力Qac=7243N彎矩M=7243X70=507010N-mAM=7243X54=391122N?mDM=7243X35=253505N-mB工況2：Qd=(12000+300+400)X9.8=124460Nf_FnR_12446c0O7x3.14<l^37慣_30gt 3成9.，4考慮其它因素F慣=3722X1.5=5583N剪力QAD=5538N彎矩M=5583X16N?m=89328N?mA6.起升繩牽引力產(chǎn)生的軸心壓力工況1：吊重在C處4829N22NSc=：X1.29X(3300+66)X9.8=21276N工況2：吊重在D處1 / 、SD=-X1.29X(12000+300)X9.8=38874N小車輪壓產(chǎn)生下弦桿的局部彎矩每一輪壓為：1 / 、P二—X1.29X(12+0.3+0.4)=2.048t=20069N8Mmax=1.4P(0.86-0.55)-PX0.32=16196NM局=2/3Mmax=10796N吊臂截面的選擇計算吊臂的幾何特征尺寸計算截面A、D上弦桿為等邊角鋼118X118T兀104I= =490.6cm4A=兀x52=78.564下弦桿等邊角鋼匚106X106X60,b=140mm,d=16mmA=42.539cm2,A下取的比2A稍大為A下=2A=86cm2I=―任頃=1231MX12Iy=1231.2cm4I1231.2|=175.9cm3XA=78.5+2X86=250.5cm2W=175.9cm3y下r=3.8cmY=285x200=62.67cmC250.5h-YC=200-62.67=137.33cmI總=[+(h-Yc)2A上+2x(I*+YaA下)二490.6+137.3X78.5+2x11231.52^4kx86)=2158961cm

Wx總上「—2158961—Em3hWx總上^W —X總x總下 Yc【Y總^W —X總x總下 Yc【Y總"I上+22ix下+(2)2A下—490.6+22(1231.2+90286)=1396153Cm3b/2139615390—15513cmb/2139615390—15513cmIy總A弋Iy總A弋250.51396153〉“—74.66cm頊-；!^92.84cmr-A\250.5 y起升平面，吊臂可看作兩端簡支外伸梁，其計算長度L二叩L氣-支承條件長度系數(shù)，對于兩端簡支構(gòu)件1；￡-變截面長度系數(shù)，參考《塔式起重機設(shè)計規(guī)范H依選加-1。2在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，吊臂可看做懸臂梁，其計算長度L—RRRLCY123R3-剛拉桿對吊臂側(cè)向位移的約束的長度影響系數(shù)，R—1—L-b=1-———=0.52732L2237對于懸臂構(gòu)件R—2；1R*—1.2y軸的長細比3500 ”r —37.792.841.223500ec, R*—1.2y軸的長細比3500 ”r —37.792.841.223500ec, 56.2674.66X、X、L—CXrXLyry臂架截面對吊點B處上弦桿118mm,16Mn等邊角鋼兀85兀85I= =256.Cm464人=兀4.29=56.七醇下弦桿等邊角鋼匚106X106X60,b=140mm,d=16mmA=42.539cm2,AA=42.539cm2,A下=86cm2I=1231.2wxIy=1231.2cm4W=W=175.Cmx下W=175.Cm>y下r=3.8cmr=3.8cmr=3.8cmA=56.7+2X86=228.7cm2丫=^6^x200=49.58cmC228.7I總=I上+(h-YcI總=I上+(h-Yc)2A上+2x(Ix+Yc2A)=256.1+150.4256.7+2xM231.52b49.58x86)=170842"Wx總上I x總

h-Yc1708429150.42=11358cm3WX總下Yc170842949.58=34458cm3I總"I上+2X［下+(b)2A下=256.1+2x(1231.2+90x86)=1395919:m3I二I二Y總b/2=15510cm90W78.13cm228.7構(gòu)件截面對x軸回轉(zhuǎn)半徑W78.13cm228.7I1708429”山r=.，t總= =77.14cmX\A228.7臂架截面對人=x人=yL―CXrxLyy軸的長細比3500= =40.586.431.2乂3500=53.7678.13第三章起重臂的穩(wěn)定性計算塔機的臂尖承受能力是整條臂承受能力最小的，因此要對塔機的最小的臂進行受力分析。工作中起重臂撓度過大會影響牽引小車的工作性能，因此在塔機設(shè)計中，必須合理控制塔機各個部分的剛度，使起重臂撓度在一定的范圍內(nèi)。但由于起重臂臂尖撓度是塔機變形的綜合結(jié)果，必須對塔臂的各個地方進行受理分析。根據(jù)起重機設(shè)計規(guī)范GB3811-83規(guī)定，塔式起重機工作狀態(tài)抗傾覆穩(wěn)定性需要驗算一下兩種情況：第一種情況是在無風靜載工作狀況，起重機自重與起升載荷對傾覆邊力矩之和大于或等于零，則認為起重機穩(wěn)定。驗算公式為：0.95G(b+c)-Pq(Rmax-b)>0或0.95G(b+c)-Pq(Rmax-b)=0其中Rmax 最大吊重是的幅度Rmax=25(m)G ——起重機自重，獨立時G=330X9.8=3234(KN)Pq——吊重 Pq= 16800x9.8=1646(KN)b，c 距離，b=8(m) c=M/G=2.5(m)0.95G(b+c)-Pq(Rmax-b)=0.95x3234(8+2.5)-1646x(25-8)=4277 >0故穩(wěn)定性可靠第二種情況是有風動載工況，驗算式是：0.95G(b+c)-0.95Ghsinr-1.15Pq(Rmax-b)-1.15Pqh2sinr-Pph2-W1h1-W2h2其中h 起重機中心高度，h=30mr——軌道坡度，r=1W1——作用在起重機上的風力，W1=57.33KNW2——作用在吊重上的風力80t的物重的面積約為30廿W2=c.A.p=1.3X30X250=9.75KNPp——吊重離心力，Pp=0.11KNh1，h2 風力作用點，h1=40m,h2=30m.0.95G(b+c)-0.95Ghsinr-1.15Pq(Rmax-b)-1.15Pqh2sinr-Pph2-W1h1-W2h2=0.95X3234X(8+2.5)-0.95X3234X30Xsin1-1.15X0.11x30xsin1-0.11x40-57.33x40-9.75x30=13585>0同理穩(wěn)定性可靠。

第四章上下弦桿的驗算分肢穩(wěn)定性校核:小］式中入=/，其中l(wèi)是分肢計算長度，可取綴條節(jié)點間的長度，r.是分肢

r minmin型鋼截面的最小回轉(zhuǎn)半徑。（1）截面A：工況1驗算：My=1532860N?m,N=1184677N下弦桿軸心壓力：v NA My1184677x861532860N=——下+—-= + 下Ab250.5 1.8=1054947N人=姬=11.1中=0.99414.9Nb=―Nb=―?A下10549470.994x43x10-4=246.8MPa（2）截面B：工況2驗算：左面Mx=-2087959N-m,My=526886N-m,N=-1184681N右面Mx=-3070585N-m,My=526886N-m,N=-21276N左面，上弦桿軸心壓力：N上MNA20879591184681x56.7228.1=748978N右面，上弦桿軸心壓力:=1043980NvMx2087959=1043980NN= =上h2104398056.7x10-4=184.12MPa左面，下弦軸心壓力:N_蘭+My+NA下

下=無+了+A下2087959+W2087959+W+1184681x861.8228.7二126136N0.916x86x0.916x86x10-41261361=160.12MPa截面D：工況2驗算:Mx=1710560N?m,My=589444N?m,N=1096185N上弦桿軸心壓力:=Mx+NA上=1Z12560-1096185x78.5=1198795NhA2 250.5、 、 132人=X=-3-=26.5，查表得=0.969xy4.98b上119879578.5xb上119879578.5x10-4=157.6MPa弦軸心壓力:M MNATOC\o"1-5"\h\zN=—x+—y— 下下2hbA17105605894441096185x86= + — 2x2 1.8 250.5=378773N輪壓產(chǎn)生的下弦桿局部彎矩：M富10797N-mNM378773 10797b=-^+—局= + AWx86x10-4175.9x10-6=105.42MPa第五章整體強度的計算截面ANMMb— + A+yAWWi jxjy11846771532860=—-+ 250.5x10-4 15513x10-6=146.12MPa截面BTOC\o"1-5"\h\zNM Mb— + x+ yAW W_1184677'3070585 526886= + +228.7x10-434458x10-615510x10-6=51.8+89.11+33.97二174.88MPa截面D_NMMb_AWW_1096^5j1710560 589444= + + 250.5x10-4 34450x10-6 15513x10-6=43.76+49.65+38.0=131.41MPa故所選截面安全！

第六章零部件的選擇起重臂的零件中，大多是銷軸，螺栓，螺母，墊圈。螺栓，螺母，墊圈的選擇：a防扭裝置中的螺栓為六角頭螺栓，還因為要有扭轉(zhuǎn)，起扭轉(zhuǎn)時的螺栓直徑要大，足夠在里面的的軸力旋轉(zhuǎn)，選取直徑為 30mm。根據(jù)表格的選取選規(guī)格分別為GB/T5782M30X169螺母為GB/T41M30。直徑為10的螺栓張緊規(guī)格為GB/5783M10x40.螺母的規(guī)格為GB/T41M10。B緩沖塊中的螺栓用于連接緩沖塊和限位支板， 其尺寸要求是有足夠的強度就行，選取GB/T5782M10x55。螺母的規(guī)格為GB/T41M10。C第一節(jié)起重臂的上部連接用的是螺母為 GB/T41M10GB/5783M12x120規(guī)格的螺栓。D障礙燈上的螺栓用于連接燈與起重臂， 將兩者連接起來，其中用力不是很大，選取規(guī)格為GB/T5782M8x16。軸承的選擇：在起重臂的零件中只有防扭裝置和滑輪組件中有軸承，其中防扭裝置的軸承選取是根據(jù)繩子的受力但是由于受力較為復(fù)雜，選取原則是夠用就行。滑輪的軸承規(guī)格選取6208GB/T276-1994大直徑為80mm 小直徑為40mm。防扭裝置中軸承的選擇是6208GB/T276-1994大直徑為80mm小直徑為40mm。第七章起重臂焊縫的要求鋼結(jié)構(gòu)件的焊縫主要是檢驗焊縫的外觀成型質(zhì)量，檢驗內(nèi)容一般為焊腳高度，咬邊，焊接變形，焊瘤,弧坑，焊縫直度等，當然還有焊縫的內(nèi)在質(zhì)量，如夾渣，氣孔,未焊透，裂紋，未熔合等。而這些問題都是需要經(jīng)過處理才能成為合格的產(chǎn)品。外觀檢驗的器具有直尺，焊接檢查放大鏡等，內(nèi)在質(zhì)量檢驗主要是著色探傷，和磁粉探傷.焊縫檢查分為：外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量檢查，外觀檢查：焊接尺寸；有無焊接陷等；內(nèi)部質(zhì)量：主要采用無損檢測的方法。焊接質(zhì)量的保證，主要是嚴格落實焊接評定試驗條件的過程控制。一、 可以用眼觀察，看是否有氣孔、殘留的焊渣。有這些情況的話根據(jù)焊接評定標準判定是否合格。二、 做焊縫探傷不僅可以檢驗焊縫的質(zhì)量還可以測出焊縫的高度是否合要求。焊接缺陷與焊接質(zhì)量檢驗：（1）熱裂紋熱裂紋是在焊縫金屬中由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)品過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在焊縫金屬中。其產(chǎn)生原因主要是焊縫中存在低熔點物質(zhì)（如FeS，熔點1193r），它削弱了品粒間的聯(lián)系，當受到較大的焊接應(yīng)力作用時，就容易在晶粒之間引起破裂。焊件及焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時，就容易產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋有沿晶界分布的特征。當裂紋貫穿表面與外界相通時，則具有明顯的氫化傾向。（2）冷裂紋冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在基體金屬或基體金屬與焊縫交界的熔合線上。其產(chǎn)生的主要原因是由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在高應(yīng)力作用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量