頂升式塔式起重器塔柱設(shè)計(jì)

1、摘 要:頂升式塔式起重機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用是舉足輕重的，他的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步是同步的，他標(biāo)志著社會(huì)進(jìn)步的快慢，同時(shí)也是現(xiàn)代化建設(shè)中必不可少的重要傳輸設(shè)備。它的高效性、安全性、穩(wěn)定性是塔式起重機(jī)行業(yè)非常關(guān)心和需要注意的問(wèn)題關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)就塔式起重機(jī)的塔柱頂升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、受力分析、核心受力件材料等幾大方面進(jìn)行校核。 結(jié)合中國(guó)自己所生產(chǎn)的比較典型及適用的QTZ63型塔式起重機(jī)，通過(guò)研究、分析踏步和頂升橫梁的受力情況，明確踏步和頂升橫梁的結(jié)構(gòu)和尺寸，以及對(duì)套架等關(guān)鍵尺寸的確定。根據(jù)頂升載荷確定塔柱頂升機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)，以確保塔式起重機(jī)能夠高效、安全、穩(wěn)定的實(shí)行頂升加節(jié)工作，保證頂升式塔式起重機(jī)能夠安

2、全穩(wěn)定的施工工作。關(guān)鍵詞: 塔柱頂升機(jī)構(gòu) 踏步 頂升橫梁 穩(wěn)定 高效 Abstract:Application of the lifting tower crane pivotal role in the modernization , development and social progress are synchronized, he indicates the speed of social progress , modernization essential transmission equipment . Its efficiency, security, stability is

3、 the key tower crane industry is very concerned about the problems that need attention . The design of the structure of the tower crane tower column lifting mechanism analysis, stress analysis , the core of the mechanical parts and materials to checkQTZ63 tower crane Chinas own production of typical

4、 and applicable to , for example, through research, analysis of the forces of the stepping and lifting beams , clearly stepping and method for determining the structure and size of the lifting beams , as well as sets to determine the size of the rack key . Determined according to the lifting load of

5、 the hydraulic system of the lifting mechanism . To ensure that the tower crane efficient, safe and stable implementation of the jacking plus section work to ensure the jacking tower crane can be a safe and stable construction work .Keywords: Pylon lifting bodies still jacking beams safe , stable an

6、d efficient 目 錄1.緒論21.1我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)發(fā)展概況21.2國(guó)外塔式起重機(jī)發(fā)展概況31.3我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域41.4 塔式起重機(jī)的特點(diǎn)52.QTZ63型塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)的開發(fā)背景72.1 產(chǎn)品的用途及適用范圍72.2 基本技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)72.3 塔式起重機(jī)的構(gòu)造72.4塔式起重機(jī)工作機(jī)構(gòu)113.針對(duì)QTZ63型塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)的開發(fā)方案.133.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)、目的及意義133.2 塔柱機(jī)構(gòu)工作原理143.3 關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案143.4 塔柱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的確定143.5 塔式起重機(jī)塔柱機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)204.結(jié)論30致 謝31參考文獻(xiàn)32內(nèi)蒙古民族大學(xué)

7、學(xué)士學(xué)位論文1.緒 論 自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后，由于許多國(guó)家的建筑都遭到毀滅性的破壞。因此要想能夠快速的恢復(fù)往日的景象，就必須要求建筑施工工作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，現(xiàn)代化，以加快建設(shè)進(jìn)度。作為建筑機(jī)械化主導(dǎo)機(jī)械，塔式起重機(jī)得以應(yīng)運(yùn)而生并且得到了迅猛的發(fā)展。1.1我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)發(fā)展概況 我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)于20世紀(jì)50年代開始起步，1953年由原民主德國(guó)引進(jìn)建筑師-型塔式起重機(jī)（Baumeister ）,1954年撫順試制成功第一臺(tái)2-6t塔式起重機(jī)，仿建筑師-型。初名TQ2-6塔式起重機(jī)。首次在北京用于大型砌塊民用建筑施工，并取得了很大的成功。1965年列入國(guó)家生產(chǎn)計(jì)劃的沈陽(yáng)建機(jī)廠開始批量生產(chǎn)紅旗

8、-16型塔式起重機(jī)。隨著時(shí)間的推移，20世紀(jì)80年代改革開放和國(guó)際技術(shù)交流的增多，我國(guó)曾先后從原聯(lián)邦德國(guó).法國(guó).意大利及丹麥國(guó)家引進(jìn)了為數(shù)可觀的塔式起重機(jī)產(chǎn)品，特別是1984年由法國(guó)POTAIN公司引進(jìn)的三種機(jī)型（H3/36B.F0/23B.GTMR360B）的生產(chǎn)許可證，極大地促進(jìn)了我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步。通過(guò)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)基礎(chǔ)部件，如電動(dòng)機(jī).電器.回轉(zhuǎn)支承.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及安全裝置等進(jìn)行定點(diǎn)生產(chǎn)，一些生產(chǎn)主機(jī)的專業(yè)大廠還進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，增設(shè)鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線，從而使國(guó)產(chǎn)塔式起重機(jī)的質(zhì)量迅速提高，一些主要機(jī)種已達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品質(zhì)量水平。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，我

9、國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍建筑任務(wù)的增加進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期，年產(chǎn)量連年猛增，全國(guó)塔式起重機(jī)總擁有約為10萬(wàn)臺(tái)。塔式起重機(jī)出口業(yè)務(wù)曾一度極為興旺。至此，無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模，應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量來(lái)衡量，我國(guó)均堪稱世界首號(hào)塔式起重機(jī)大國(guó)。 改革開放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛和投資規(guī)模的擴(kuò)大，促進(jìn)了建筑機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，為塔機(jī)行業(yè)提供了良好機(jī)遇和發(fā)展空間。 據(jù)有關(guān)方面提供的信息：我國(guó)西部開發(fā)建設(shè)、國(guó)家能源建設(shè)、煤炭基本建設(shè)、油田建設(shè)、住宅建設(shè)、城市地鐵建設(shè)等眾多項(xiàng)目，預(yù)計(jì)20012005年全社會(huì)固定資產(chǎn)投資規(guī)模約為60000億元，用于購(gòu)置建筑機(jī)械的費(fèi)用每年約為700億元左右，其中相當(dāng)數(shù)額用于購(gòu)置塔機(jī)

10、。 近幾年來(lái)，我國(guó)的塔式起重機(jī)制造行業(yè)發(fā)展速度很快。出現(xiàn)了一大批塔機(jī)制造廠家，開發(fā)了系列化塔機(jī)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品更新?lián)Q代，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面逐漸形成，特別是我國(guó)加入WTO以后，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈。為了塔機(jī)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品。但是我們的塔機(jī)企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比存在一些不足之處，如產(chǎn)品檔次低，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，更新?lián)Q代速度慢，技術(shù)管理與生產(chǎn)管理落后等，因而難以有效地滿足市場(chǎng)不斷變化的需求，也制約了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)比國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，我們認(rèn)為：其中一個(gè)重要的原因是與企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重視程度和標(biāo)準(zhǔn)貫徹力度不足有很大的關(guān)系。企業(yè)要使

11、產(chǎn)品技術(shù)性能的先進(jìn)性，結(jié)構(gòu)的合理性，操作使用的可靠性得到持續(xù)改進(jìn)，就必須不折不扣地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，并結(jié)合工藝技術(shù)的完善和管理水平的提高，使產(chǎn)品的制造成本逐步降低。因此塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)、學(xué)習(xí)和貫徹工作就顯得十分重要。1.2國(guó)外塔式起重機(jī)發(fā)展概況據(jù)資料報(bào)道，目前生產(chǎn)塔式起重機(jī)的國(guó)家有：德、法、意、英、西班牙、丹麥、瑞典、南斯拉夫、波蘭、捷克、俄、日等。國(guó)外著名塔式起重機(jī)工廠生產(chǎn)的塔式起重機(jī)多達(dá)600多余種型號(hào)，擁有塔式起重機(jī)的最多的是德國(guó)和俄國(guó)。20世紀(jì)末20余年國(guó)外塔式起重機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)是：(1)組合塔式起重機(jī)得到迅速發(fā)展 所謂組合塔式起重機(jī)，就是以塔身為核心，按結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，將塔式起重機(jī)

12、分解為若干部分，并依據(jù)系列化和通用化要求，遵循摸數(shù)制原理將各部分劃分并設(shè)計(jì)成若干模塊。根據(jù)參數(shù)要求，選用適當(dāng)模塊分別組拼成具有不同技術(shù)性能特點(diǎn)的塔式起重機(jī)，以滿足施工的具體要求。(2)一些超重型塔式起重機(jī)相繼問(wèn)世 近年來(lái)，由于大功率電站.高壩，近海石油轉(zhuǎn)井平臺(tái).天然氣轉(zhuǎn)井平臺(tái)以及石油化工業(yè)工業(yè)的發(fā)展的需要，對(duì)重型和超重型塔式起重機(jī)提出了更多更高的要求。目前，幅度7090m，最大起重量為5060t,起升高度100300m的塔式起重機(jī)已非罕見?，F(xiàn)今世界最大的超重型塔式起重機(jī)當(dāng)推法國(guó)POTAIN廠2005年推出的MD22500型塔式起重機(jī)，其最大幅度100m時(shí)的起重量為180t,起升高度為99m。(

13、3)適應(yīng)都市改建需要的城市塔式起重機(jī)應(yīng)運(yùn)而生并得到發(fā)展城市鬧市區(qū)改建工廠第 1 頁(yè)內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文的特點(diǎn)是，場(chǎng)地狹窄，建筑基地面積小；建筑密度大，道路交通擁塞，塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)障礙多；地質(zhì)條件差，地下管道多；但道路交通不能中斷，所在地區(qū)銀行、商業(yè)銀行、商業(yè)辦公設(shè)施必須繼續(xù)正常營(yíng)業(yè)。為適應(yīng)這種都市改建工程的特點(diǎn)，西方某些工廠率先推出400700 KNm級(jí)的城市塔式起重機(jī)。在德國(guó)，把這種適應(yīng)在鬧市施工需要的“城市改建塔式起重機(jī)”,簡(jiǎn)稱為E Crane、經(jīng)濟(jì)塔式起重機(jī)。其特點(diǎn)是：采用短平衡臂，便于在建筑密集地區(qū)進(jìn)行架設(shè)、拆除、以避免在回轉(zhuǎn)過(guò)程中與建筑物突出部分發(fā)生矛盾。采用尺寸可在4m4m6

14、m6m范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的X形底架，以利于在人行道上和馬路旁安裝固定。塔式起重機(jī)的塔尖（塔帽）、轉(zhuǎn)臺(tái)、司機(jī)室、起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)、小車、吊鉤滑輪、平衡臂以及臂架根部拼裝成一個(gè)擴(kuò)大組件。安裝后，接通電源即可投入運(yùn)行。運(yùn)輸方便快捷，一般只需三、四輛重型拖車便可將塔式起重機(jī)部件運(yùn)至工地，并可立即交付安裝。安裝架設(shè)速度快，450900kNm級(jí)E塔機(jī)借助液壓伸縮臂汽車起重機(jī)作為安裝輔機(jī)，在46天內(nèi)可安裝完成。采用較完善的調(diào)速、操縱系統(tǒng)和電子儀表。1.3我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域(1)為適應(yīng)城鎮(zhèn)興建經(jīng)濟(jì)實(shí)用住房的需要，應(yīng)積極發(fā)展工效高.投產(chǎn)便捷可與汽車吊競(jìng)爭(zhēng)的160250 kNm級(jí)下回轉(zhuǎn)快裝

15、塔式起重機(jī)的生產(chǎn)。與此同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)發(fā)展安裝投產(chǎn)均比較簡(jiǎn)便的輪胎式輕型塔動(dòng)兩用起重機(jī)。(2)大力開發(fā)經(jīng)濟(jì)型城市塔式起重機(jī)。按額定起重力矩，這類塔式起重機(jī)分為三擋；450、600、1000 kNm，最大幅度45、50、55m。臂端起重量分別為1、1.2、1.8t。主要用于大中城市見縫插針型的中高層或高層建筑的施工。(3)適應(yīng)發(fā)展動(dòng)臂式自升塔式起重機(jī)和折曲式兩用臂架自升塔式起重機(jī)的生產(chǎn)，以適應(yīng)塔式起重機(jī)出口市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)大中城市內(nèi)某些特定工程和鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工的需要。(4)積極開發(fā)和完善采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的起升機(jī)構(gòu)、繼續(xù)完善小車變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，頂升機(jī)構(gòu)，大車走行機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)，務(wù)使加速、減速均能平

16、穩(wěn)地變化，在突然剎車的情況下，無(wú)振動(dòng)沖擊現(xiàn)象。改變轉(zhuǎn)向時(shí)能自動(dòng)地減速。總之，應(yīng)大力改進(jìn)完善電控系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)，以提高塔式起重機(jī)工作平穩(wěn)性、安全可靠性和生產(chǎn)效能。(5)為了開拓塔式起重機(jī)出口市場(chǎng)，迎接加入WTO后所面臨的局面，今后推出的塔式起重機(jī)新產(chǎn)品必須按ISO有關(guān)規(guī)定對(duì)一些細(xì)部做法加以改進(jìn)。例如：為防止起升機(jī)構(gòu)卸載后出現(xiàn)的松繩、亂繩現(xiàn)象，應(yīng)加設(shè)排繩機(jī)構(gòu)；改進(jìn)一些輔助設(shè)施（如防護(hù)欄、扶梯、踏步、大燈防護(hù)罩、司機(jī)室活動(dòng)頂蓋及窗欄、吊臂上的走道板等）的構(gòu)造設(shè)計(jì)，完善其功能和固定的可靠性；改進(jìn)小車變幅綱絲繩斷繩保護(hù)裝置，以保證其靈敏和可靠等。此外，按ISO規(guī)定：塔式起重機(jī)大車走行緩沖裝置應(yīng)通過(guò)可靠性

17、實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)車速不得小于5m/s；起重力矩在600 KNm以上的塔式起重機(jī)，其懸掛式司機(jī)室懸掛高度不得低于20m，司機(jī)室內(nèi)不得設(shè)有容易觸發(fā)工傷事故的物件。ISO換規(guī)定：司機(jī)室吊頂應(yīng)平整，不得裝有影響室內(nèi)凈平頂高度的物件；司機(jī)室，門洞必須采用耐火材料制作；司機(jī)室內(nèi)應(yīng)備有消防器材；全部安全裝置均應(yīng)附裝壓簧；對(duì)司機(jī)室的噪聲，操縱臺(tái)上的控制裝置等ISO亦均有規(guī)定。總之塔式起重機(jī)新產(chǎn)品應(yīng)力求滿足上述要求。1.4 塔式起重機(jī)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)以我國(guó)自行生產(chǎn)的QTZ63塔式起重機(jī)為依據(jù)，該機(jī)為水平起重臂架，小車變幅，上回轉(zhuǎn)自升式多用途塔機(jī)，其最大工作幅度為50米，最大起重量為6噸，起重力矩符合最新塔式起重機(jī)基本參

18、數(shù)。該機(jī)的主要特色有：(1)工作方式多，適用范圍廣。該機(jī)有無(wú)斜撐固定基礎(chǔ)式、帶斜撐固定基礎(chǔ)式、外墻附著式等工作方式，同時(shí)還可以根據(jù)需要變換臂長(zhǎng)為44m、 38m,以適用于各種不同的施工對(duì)象。無(wú)斜撐固定獨(dú)立的起升高度為37.5m,附著式是在獨(dú)立式的基礎(chǔ)上, 增加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和附著裝置而實(shí)現(xiàn)的，起升高度可達(dá)到140m,特殊訂貨請(qǐng)與廣東業(yè)豪機(jī)械制造有限公司聯(lián)系。(2)工作速度高，調(diào)速性能好，工作平穩(wěn)可靠。采用帶有渦流制動(dòng)器的三速電動(dòng)機(jī)，使得起升機(jī)構(gòu)獲得理想的起升速度及荷重的慢就位。小車牽引機(jī)構(gòu)裝有電磁盤式制動(dòng)器，使工作機(jī)構(gòu)速度高且制動(dòng)平穩(wěn)可靠。采用液力偶合器和行星減速器驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使得塔機(jī)回轉(zhuǎn)起動(dòng)、制

19、動(dòng)平穩(wěn)，就位準(zhǔn)確，安全可靠。(3)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并國(guó)產(chǎn)化了的重量限制器、力矩限制器、高度限位器、幅度第 3 頁(yè)內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文限位器、回轉(zhuǎn)限位器、回轉(zhuǎn)、牽引機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器具等安全裝置，以及小車防斷繩、防斷軸裝置，使塔機(jī)能適用于各種不同的施工環(huán)境，確保塔機(jī)工作可靠。 (4)駕駛室采用先進(jìn)的聯(lián)動(dòng)臺(tái)操縱各機(jī)構(gòu)動(dòng)作，操作容易，維修簡(jiǎn)單。(5)設(shè)計(jì)完全符合或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2.QTZ63型塔式起重機(jī)塔柱機(jī)構(gòu)的開發(fā)背景2.1 產(chǎn)品的用途及適用范圍該塔式起重機(jī)適用于高層大樓，居民住宅，高層工業(yè)建筑，大跨度工業(yè)廠房及采用滑模法施工的高大煙囪及筒倉(cāng)等大型建筑工程中。 2.2 基本技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)QTZ

20、63型塔式起重機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)如表2-1所示項(xiàng)目單位數(shù)值起重力矩整機(jī)質(zhì)量（平衡重除外）kNm63026186最大起重量t6頂升速度m/min0.69起升高度m37.5起升速度m/min20最大回轉(zhuǎn)半徑m5頂升機(jī)構(gòu)流量l/min10液壓泵壓力MPa20工作溫度-20402.3 塔式起重機(jī)的構(gòu)造金屬結(jié)構(gòu)主要包括：基礎(chǔ)節(jié)、塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套架、上下支座、過(guò)渡節(jié)、塔帽、起重臂、平衡臂、以及附著裝置等。2.3.1基礎(chǔ)節(jié)塔身基礎(chǔ)節(jié)主弦桿用角鋼扣方而成，與其它型材組焊而成的整體框架結(jié)構(gòu)，下端通過(guò)法蘭與預(yù)埋基礎(chǔ)底架用高強(qiáng)地腳螺栓相連，上端用16件M30高強(qiáng)螺栓與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相連，基礎(chǔ)節(jié)中心線尺寸為：16651665

21、2800。如圖2-1： 圖2-1 基礎(chǔ)節(jié)2.3.2塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿亦是用角鋼扣方而成，扣方的主弦桿與其它型鋼桿件焊接而成，主弦桿中心線為：166516652800，每節(jié)之間用16件M30級(jí)特制高強(qiáng)螺栓聯(lián)接。如圖3-2： 圖2-2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)2.3.3套架套架由套架結(jié)構(gòu)、平臺(tái)、欄桿、滾輪總成、爬升銷軸等組成，安裝套架時(shí)，開口方向應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊有踏塊的方向相反，套架結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)先裝好滾輪，8套滾輪應(yīng)裝在規(guī)定的位置。如圖3-3： 圖2-3 套架第 31 頁(yè)2.3.4塔帽塔帽是由角鋼，方管、鋼板等組焊成的斜錐體，上端通過(guò)拉桿使起重臂與平衡臂保持水平，下端用16支M30100螺栓與回轉(zhuǎn)塔身連接，為了

22、安裝吊臂拉桿和平衡臂拉桿，在塔頂上部設(shè)有工作平臺(tái)和滑輪組。2.3.5起重臂起重臂是組合式可變結(jié)構(gòu),共分九節(jié)。起重臂上、下弦桿都是用兩條角鋼拼焊而成的方管，整個(gè)臂架為三角形截面，節(jié)與節(jié)之間用銷軸連接，拆裝方便，為了提高起重性能，減輕吊臂的重量，吊臂采用雙吊點(diǎn)變截面空間桁架結(jié)構(gòu)，在起重臂第一節(jié)放置小車牽引機(jī)構(gòu)，在小車上設(shè)置有吊籃，便于安裝與維修，臂架根部第一節(jié)與回轉(zhuǎn)塔身用銷軸連接。為了保證起重臂水平，在第二節(jié)、第六節(jié)臂設(shè)有兩吊點(diǎn)，通過(guò)這兩點(diǎn)與塔帽連接。起重臂在組裝時(shí)，必須嚴(yán)格按照每節(jié)臂上序號(hào)標(biāo)記組裝，不允許錯(cuò)位或隨意組裝，起重臂最長(zhǎng)為50米，根據(jù)施工要求也可以組裝成44米臂長(zhǎng)和38米臂，其中變44

23、米臂長(zhǎng)時(shí)，拉桿吊點(diǎn)位置不變；變38米臂長(zhǎng)時(shí)拉桿吊點(diǎn)位置也不變。兩組起重臂拉桿上端通過(guò)特制的銷軸與塔帽耳板連接，其下端通過(guò)特制銷軸分別與起重臂上弦桿的吊點(diǎn)銷孔連接而將起重臂懸掛為水平形式。38米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+944米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+7+950米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+7+8+92.3.6平衡臂平衡臂為工字鋼及角鋼組焊而成的結(jié)構(gòu)，分兩節(jié)，用耳板銷軸連接，平衡臂上設(shè)有欄桿及過(guò)道，尾部設(shè)置工作平臺(tái)，平衡臂的一端用兩根特制的銷軸與回轉(zhuǎn)塔身相連，另一端組合剛性拉桿同塔帽相連，尾部裝有平衡重和起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)本身有獨(dú)立的底座，用四根銷軸平衡在平衡臂上，

24、平衡重的重量隨吊臂長(zhǎng)度改變而變化，50米臂時(shí)為13噸，44米臂時(shí)為12噸，38米臂時(shí)為11噸。平衡臂拉桿分兩組，通過(guò)特制的銷軸分別將塔帽和平衡臂尾部的拉桿耳板連接，將平衡臂掛至水平位置。2.3.7上支座上支座上部用16個(gè)M30100高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)塔身底部的法蘭板連接，下部用36個(gè)M24高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈連接，在上支座兩側(cè)對(duì)稱地安裝兩套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，安裝在它下部的小齒輪準(zhǔn)確地與回轉(zhuǎn)支承外齒圈嚙合。2.3.8下支座下支座是上部通過(guò)回轉(zhuǎn)支承與上支座連接，下部與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和套架連接的金屬結(jié)構(gòu)，它主要是由鋼板拼焊而成的，它的上部平面用36個(gè)M24高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)裝置的外齒圈連接，支承上部結(jié)構(gòu)，下部四

25、個(gè)支腳和四角平面分別用16套M30100高強(qiáng)度螺栓與套架連接，用16套M30級(jí)高強(qiáng)度螺栓與塔身連接。2.3.9回轉(zhuǎn)塔身回轉(zhuǎn)塔身是用角鋼扣方而成的主弦桿與其它形鋼組焊而成的,上端用法蘭與塔帽連接,下端通過(guò)法蘭與上支座連接。2.3.10駕駛室駕駛室為外掛式，其下部通過(guò)支承槽鋼與上支座連接，如有特別要求，還可在司機(jī)室上部通過(guò)拉桿斜拉在塔帽主弦桿上，以使司機(jī)室更穩(wěn)固。2.4工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)包括：塔柱頂升機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)及液壓頂升機(jī)構(gòu)等裝置，分別如下2.4.1塔柱頂升機(jī)構(gòu)QTZ63塔式起重機(jī)采用了YZTD225L2-4/8/32三速帶渦流制動(dòng)電機(jī)，通過(guò)帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器帶動(dòng)變速箱再驅(qū)動(dòng)卷筒獲得三種繩速，

26、根據(jù)吊重再選擇不同的滑輪倍率。當(dāng)選用2繩時(shí)，速度可達(dá)到10、40、80米/分三種；若選用4繩時(shí)，則速度達(dá)到5、20、40米/分三種。這樣對(duì)于不同的起吊重量有不同速度，以充分滿足施工要求。為達(dá)到啟動(dòng)和制動(dòng)迅速又平穩(wěn)，在電動(dòng)機(jī)的另一端帶有渦流制動(dòng)器。在變速箱的輸入軸聯(lián)軸器上裝有內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文YWZ315/45型液壓推桿制動(dòng)器，起升機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)永遠(yuǎn)處在制動(dòng)位置。在卷筒軸另一端裝有高度限位器，高度取位器可根據(jù)實(shí)際需要的高度進(jìn)行調(diào)整。 2.4.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)YZR132M-6/2.2kw電機(jī)驅(qū)動(dòng)。經(jīng)液力偶合器帶動(dòng)小齒輪,從而帶動(dòng)塔機(jī)上部的起重臂、平衡臂等左右回轉(zhuǎn)，其速度為

27、0.62rpm，由于采用液力偶合器聯(lián)結(jié)，因此塔機(jī)在起動(dòng)和制動(dòng)中平穩(wěn)無(wú)沖擊。內(nèi)置式電磁停止器可對(duì)塔機(jī)起重臂作精確定位，使得物品就位準(zhǔn)確。2.4.3小車牽引機(jī)構(gòu) 小車牽引機(jī)構(gòu)是載重小車變幅的驅(qū)動(dòng)裝置，由YDEJ132S-4/8二速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由液力推動(dòng)制動(dòng)器，擺線針輪減速器帶動(dòng)卷筒，通過(guò)鋼絲繩（619-7.7-170-I-甲-鍍-右交GB1102-74）使載重小車以20/40米/分的速度在臂架軌道上來(lái)回變幅運(yùn)動(dòng)。兩牽引繩均一端纏繞后固定在卷筒上，另一端則固定在載重小車上，變幅時(shí)靠繩的一收一放來(lái)保證載重小車正常工作。3.針對(duì)QTZ63型塔式起重機(jī)的開發(fā)方案3.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)、目的及意義 無(wú)論國(guó)內(nèi)

28、還是國(guó)外，塔式起重機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中都起作非常重要的地位。它是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志，是人類建設(shè)不可缺少的重要設(shè)備，它的高效性、安全穩(wěn)定性是塔機(jī)行業(yè)較普遍關(guān)心和注意的問(wèn)題。在我國(guó)每年因塔機(jī)安全方面引起的傷亡事故較多，給不少的家庭和社會(huì)造成了嚴(yán)重的影響和巨大的損失。為了減少或避免事故的發(fā)生，在塔機(jī)整體設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各相關(guān)參數(shù)，以人為本、安全第一的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以我國(guó)自行生產(chǎn)的QTZ63塔式起重機(jī)為例，該機(jī)為水平起重臂架，小車變幅，上回轉(zhuǎn)自升式多用途塔機(jī)，其最大工作幅度為50米，最大起重量為6噸，起重力矩符合最新塔式起重機(jī)基本參數(shù)。在進(jìn)行實(shí)地測(cè)量機(jī)器各部件的基礎(chǔ)上繪制機(jī)構(gòu)圖。在保證

29、能恢復(fù)原機(jī)的前提下拆分機(jī)器，拆卸前畫出裝配結(jié)構(gòu)示意圖，在拆卸的過(guò)程中不斷修正，注意零件的作用和相互關(guān)系，進(jìn)行零件的測(cè)繪并繪制裝配圖，在測(cè)繪的過(guò)程中，探索其構(gòu)思過(guò)程和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，吸取其技術(shù)精華，并對(duì)其不足之處進(jìn)行改善，把自己的設(shè)計(jì)思想融入其中。塔式起重機(jī)的技術(shù)性參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值起重力矩整機(jī)質(zhì)量（平衡重除外）kNm63026186最大起重量t6頂升速度m/min0.69起升高度m37.5起升速度m/min20最大回轉(zhuǎn)半徑m5頂升機(jī)構(gòu)流量l/min10液壓泵壓力MPa20工作溫度-20403.2 頂柱機(jī)構(gòu)工作原理首先用起重吊鉤將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊起，使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上端水平斜腹桿中部置于引進(jìn)小車吊鉤上，然后用吊鉤再

30、吊起一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，移動(dòng)變幅小車至適當(dāng)位置。準(zhǔn)備頂升，先將油缸活塞桿縮回，把頂升橫梁兩端的銷軸準(zhǔn)確放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步口正中靠底，拆去下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的全部連接螺栓，然后稍微向上頂升一點(diǎn)套架，再重復(fù)調(diào)整滾輪間隙至最佳狀態(tài)，同時(shí)觀察下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的套管是否能對(duì)位比較準(zhǔn)，如不準(zhǔn)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整變幅小車位置。對(duì)位好后，繼續(xù)頂升套架1.4米左右，使爬升銷軸踏在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步上（兩爬升銷軸必須處于水平狀態(tài)并處于同一水平面上，并同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步貼合）。爬升銷軸踏好后，再縮回液壓缸活塞桿，同時(shí)仔細(xì)觀察左右爬爪與踏步的貼合情況以及受力構(gòu)件有無(wú)異響、變形等異常情況（此時(shí)頂升橫梁還在原踏步內(nèi)）。確認(rèn)正常后，使頂升橫梁兩端銷軸

31、進(jìn)入上面的踏步口中，確定頂升橫梁兩端的銷軸都放進(jìn)踏步口后，繼續(xù)頂升套架約1.6米，人工通過(guò)引進(jìn)梁和引進(jìn)小車把引進(jìn)鉤上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拉入至套架內(nèi)塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)正上方。而后，緩慢縮回液壓缸活塞桿，同時(shí)使引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)對(duì)正塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，落好后，（此時(shí)頂升橫梁應(yīng)繼續(xù)放在踏步內(nèi)）。取下引進(jìn)小車吊鉤。將剛引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用特制高強(qiáng)度螺栓連接起來(lái)，用雙螺母緊固好。至此塔身加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的工作已完成，確認(rèn)正常后，縮回活塞桿，進(jìn)入上述工作循環(huán)，準(zhǔn)備加下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的頂升作業(yè)。3.3 關(guān)鍵問(wèn)題及其解決方案頂升作業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題就在于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度為2.8m,而液壓油缸的行程為1.6m,所以需要頂升兩個(gè)行程才能加一

32、個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。這就涉及到一個(gè)換步的問(wèn)題，就是在第一次頂升1.4m后，通過(guò)爬升銷軸踏在踏步內(nèi)，平衡臂以及上部重量通過(guò)套架和爬升銷軸轉(zhuǎn)移到塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上，所以爬升銷軸的強(qiáng)度以及套架的關(guān)鍵尺寸是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題。3.4塔柱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的確定 1）頂升力的計(jì)算頂升力按頂升部件的總重力和頂升過(guò)程中的摩擦阻力計(jì)算。摩擦阻力和風(fēng)阻力可取為被頂升部件總重力的1020。 上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)的頂升力 (3.1)式中 頂升部件總重力;這里 ; 附加載荷影響系數(shù)，通常取;頂升力與回轉(zhuǎn)軸線的夾角。起重機(jī)的頂升力F隨塔身的接高而變化，即從逐漸向增大，頂升力和回轉(zhuǎn)軸線的夾角得頂升機(jī)構(gòu)在最大負(fù)載。2）頂升速度和功率 塔式起重機(jī)的頂升

33、工作不頻繁，因此頂升速度底。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮安全性，可取,下放速度不宜大于頂升速度。 頂升功率 (3.2)式中頂升機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，??； v頂升速度（m/s）.v取0.0115得3）液壓油缸的選型計(jì)算為適應(yīng)不同液壓設(shè)備的需要，液壓設(shè)計(jì)有不同的壓力級(jí)，一般根據(jù)液壓設(shè)備的工作性質(zhì)確定液壓系統(tǒng)的壓力。表3-1 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力主機(jī)類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)中、大型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力P(Mpa)235881010182032根據(jù)上表暫選20Mpa作為初定液壓系統(tǒng)的壓力。圖3-1 油缸直徑示意圖 (3.3)式中P油缸壓強(qiáng) 這

34、里D油缸直徑要使所選油缸產(chǎn)生的推力能完成頂升過(guò)程，則必須，可推出 根據(jù)液壓傳動(dòng)表來(lái)確定活塞桿的直徑表3-2 液壓缸活塞桿直徑推薦值活塞桿受力情況受拉伸受壓強(qiáng),工作壓力P1(MPa)P155P17P17活塞桿直徑d(0.10.5)d(0.50.55)d(0.50.7)d0.7d由上表即可知活塞桿直徑d與缸筒直徑D成d=0.7D的關(guān)系按GB234880將這些圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：;根據(jù)上面數(shù)據(jù)選擇工程液壓缸，型號(hào)為 HSG L01-125/90E-1 121-16001920液壓油缸的流速q： (3.4)式中 D液壓缸直徑(m) 頂升速度(m/s)得4）液壓泵的確定液壓缸在頂升過(guò)程中最大工作壓力為

35、,如取進(jìn)油回路上的壓力損失為0.8MPa，則液壓泵的最大工作壓力為：液壓泵向液壓缸提供的最大流速為8.46l/min，若回路中泄露按液壓缸輸入10估計(jì),則液壓泵要提供的流速為：；根據(jù)以上壓力和流速的數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品目錄，確定最后用16GY14-1B液壓泵。該泵的總效率為左右，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需要的功率為：； （3.5）式中液壓泵的最大工作壓力； 液壓泵的最大流速；根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選定Y132S-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為5.5 kw。5）閥類元件及輔助元件的確定根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件和輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格，列于表3-3中3-3 液壓元件表

36、元件名稱估計(jì)通過(guò)的最大流速l/min型號(hào)額定流速l/min額定壓力MPa高壓柱塞泵9.30616GY14-1B2420高壓溢流閥10YF-L32H3225壓力表開關(guān)K-6B安全閥10AXQF-E10B1025三位四通換向閥1034DY-15BY1525低壓溢流閥10Y-10B1025平衡閥10YF3-E10B10256） 液壓系統(tǒng)原理圖及工作過(guò)程 通過(guò)比較兩種液壓系統(tǒng)原理圖，決定采用第二種液壓方案。 圖3-2 液壓系統(tǒng)原理圖 液壓頂升系統(tǒng)的工作，主要是靠安裝在套架內(nèi)側(cè)面的一套液壓油缸、泵、閥和油壓系統(tǒng)來(lái)完成。當(dāng)需要頂升時(shí)，由起重吊鉤吊起標(biāo)準(zhǔn)節(jié)送進(jìn)引入架，拆去塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與下支座的16個(gè)M36的連

37、接螺栓，開動(dòng)電機(jī)使液壓缸工作，頂升上部結(jié)構(gòu)之后借助操縱爬升銷軸支持上部重量，收回活塞，再次頂升，這樣兩次工作循環(huán)可接一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。液壓頂升過(guò)程的液壓動(dòng)力是這樣傳遞的，當(dāng)Y132S-4型5.5kw的電機(jī)開動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)油泵，輸出20MPa的油壓和10l/min流量液壓動(dòng)力。油泵供出的高壓油進(jìn)入手動(dòng)三位四通換向閥，中間裝有一支Y-60壓力表，便于觀察油壓讀數(shù)，手動(dòng)換向閥為的是控制油液的進(jìn)油和回油的方向，然后手動(dòng)換向閥的液壓油經(jīng)過(guò)平衡閥送到油缸中去進(jìn)行油缸的伸縮頂升工作。工作油缸的高壓腔接有平衡閥，主要是防止起重機(jī)在自升過(guò)程中，由于油路系統(tǒng)故障引起起重機(jī)超速下降。液壓驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足塔式起重機(jī)工作時(shí)不同

38、工況的要求：最高起升速度、最低穩(wěn)定下降速度、斷電或卸壓自動(dòng)保護(hù)、控制由重物引起的反轉(zhuǎn)、過(guò)載保護(hù)、液壓油的加熱和冷卻。 上圖是液壓系統(tǒng)原理圖，現(xiàn)在對(duì)其進(jìn)行分析：液壓泵3由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，從油箱5中吸油，然后將具有壓力能的油液輸送到管路，油液通過(guò)節(jié)流閥7和管路流 至換向閥9，換向閥9的閥芯有不同的工作位置(圖中有三個(gè)工作位置)，因此通路情況不同，當(dāng)閥芯處于中間位置時(shí)，閥口PA、BT互不相通通向液壓缸的油路被堵死，液壓缸不通壓力油，所以工作臺(tái)停止不動(dòng)；若將閥芯向右推（右端工作位置），這時(shí)閥口P和A，B和T相通，壓力油經(jīng)P口流人換向閥9，液壓流入液壓缸1的上腔，活塞在液壓缸上腔壓力油的推動(dòng)下帶動(dòng)工作臺(tái)10

39、向下移動(dòng)；液壓缸下腔的油液通過(guò)換向閥換向又經(jīng)回油口T流回油箱5；若將換向閥9的閥芯向左推(左端工作位置)，活塞帶動(dòng)工作臺(tái)向左移動(dòng)；因此換向閥9的工作位置不同的，就能不斷改變壓力油的通路，使液壓缸不斷換向，以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)所需要的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.5塔式起重機(jī)塔柱機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 過(guò)程作簡(jiǎn)單的描述如圖3-3：（1）將頂升橫梁兩端的軸頭放入踏步的半圓槽內(nèi)；（2）啟動(dòng)動(dòng)液壓系統(tǒng)使活塞桿伸出，找正塔機(jī)頂部的平衡；繼續(xù)啟動(dòng)液壓系統(tǒng)直至兩個(gè)爬升銷軸能擔(dān)在上面一個(gè)踏步上；（3）將兩個(gè)爬升銷軸推進(jìn)同時(shí)操縱換向閥停止頂升而后轉(zhuǎn)為活塞桿收縮，直到頂升橫梁兩端的軸頭能放入上面一個(gè)踏步的槽內(nèi)為止；（4）再次使油缸活塞桿伸出，直到

40、塔身上方恰好有能裝入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的空間。然后引入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，由以上過(guò)程可以看出：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步、頂升橫梁和爬升銷軸等件在塔機(jī)的頂升過(guò)程起關(guān)鍵作用。圖3-3頂升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步的設(shè)計(jì)工作過(guò)程如下：外套架上端以銷軸連接下支座，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上焊接塔步，液壓油缸安裝在外套架的橫梁上。油缸產(chǎn)生的推力通過(guò)頂升橫梁作用在塔步上，靠反作用力將套架及套架以上部件向上抬起，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)一半的高度后，靠爬升銷軸卡在塔步上，將套架固定。油缸縮回帶動(dòng)頂升橫梁跨在上一個(gè)塔步上，取下爬升銷軸繼續(xù)頂升。當(dāng)下支座和已安裝的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的空間足以放下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時(shí)，在外套架外部引入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，并與下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)接連接緊固。下面以QTZ63塔式起重機(jī)為例

41、， 進(jìn)行頂升機(jī)構(gòu)的受力分析：踏步的計(jì)算包括踏步焊縫剪應(yīng)力和踏步與頂升橫梁軸頭的接觸應(yīng)力的計(jì)算兩部分；（1）計(jì)算焊縫剪應(yīng)力：踏步類似于建筑結(jié)構(gòu)中的牛腿，圖4是QTZ63塔s式起重機(jī)踏步的結(jié)構(gòu)尺寸和受力分析簡(jiǎn)圖，從受力簡(jiǎn)圖上可以看到，載荷Q對(duì)焊縫產(chǎn)生剪切應(yīng)力之外，還應(yīng)該考慮軸頭中心到主肢的距離e產(chǎn)生的彎距對(duì)焊縫的影響，用下面的公式來(lái)計(jì)算焊縫的當(dāng)量剪切應(yīng)力: ; (3.6)式中：Q 單踏步承受的頂升重量，;e 軸頭中心到焊縫型心的距離,112mmhf 焊縫高度，240mmlm 焊縫長(zhǎng)度，14mm焊縫許用剪切應(yīng)力，101.2MPa.圖3-4踏步結(jié)構(gòu)尺寸和受力圖得，可以滿足要求。（2）踏步接觸應(yīng)力計(jì)算：

42、根據(jù)材料力學(xué)的公式，不同直徑的半圓柱體產(chǎn)生的接觸應(yīng)力 （3.7）其中：，分別是軸頸和踏步的接觸面圓弧部半徑，Q為單踏步承受的頂升重量，;E彈性模量，;L接觸面寬度，28mm;踏步材料：Q235A，許用接觸應(yīng)力 . 得;從計(jì)算上來(lái)看，計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力，因此，不會(huì)有變形的可能。2）頂升橫梁的載荷及強(qiáng)度計(jì)算除去踏步之外，在塔機(jī)頂升時(shí)，頂升橫梁也是一個(gè)也是一個(gè)核心的受力件。圖3-5是QTZ63塔機(jī)的頂升橫梁的結(jié)構(gòu)圖：圖3-5頂升橫梁結(jié)構(gòu)圖自升式塔機(jī)在頂升時(shí)，應(yīng)使各部件的重心在落在頂升中心線上。通過(guò)計(jì)算配重的重量和調(diào)整吊重的位置來(lái)保證。經(jīng)計(jì)算，QTZ63塔式起重機(jī)的頂升包含以下部件：塔頂、平衡臂、平

43、衡重、起升機(jī)構(gòu)、平衡臂拉桿、司機(jī)室、起重臂、起重臂拉桿、變幅機(jī)構(gòu)、載重小車、吊鉤、上轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、下轉(zhuǎn)臺(tái)、半節(jié)、電氣系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（共兩節(jié)）、套架、液壓系統(tǒng)等?？傊亓俊Ｓ捎谝簤河透字行木€是傾斜的，載荷G會(huì)產(chǎn)生水平分力，經(jīng)計(jì)算，油缸中心線傾斜的最大角度為3.8度，水平載荷Gy=Gtan(3.8)=13.656KN。由于頂升橫梁上的油缸支腳間距為100，應(yīng)將載荷分解為兩個(gè)相同的數(shù)值，單支腳垂直載荷，水平載荷.3-6是頂升橫梁的主視圖圖3-6 頂升橫梁主視圖其中的集中載荷和通過(guò)頂升橫梁作用在兩端的塌步上。從圖上可以看出，我們需要校核AA和BB兩斷面應(yīng)力，BB斷面的剪切應(yīng)力和兩端軸頸的接觸應(yīng)

44、力。根據(jù)材料力學(xué)的公式，經(jīng)計(jì)算AA和BB兩斷面的彎距；圖3-7為頂升橫梁的A-A斷面圖，可以用積分的方法計(jì)算出該斷面的截面特性： 圖3-7頂升橫梁A-A面斷面圖慣性距 抵抗距 圖3-8是頂升橫梁的B-B斷圖面，同樣可以用積分的方法計(jì)算該斷面的截面特性： 圖3-8 頂升橫梁B-B面斷面圖慣性距 抵抗距 由此可計(jì)算出兩斷面的應(yīng)力： 應(yīng)力疊加后;頂升橫梁的材料為Q235A, 按載荷組合B計(jì)算許用應(yīng)力，許用抗壓彎應(yīng)力: ; 許用剪切應(yīng)力: ；可見，頂升橫梁的強(qiáng)度滿足要求。軸頸斷面接觸應(yīng)力： （3.8）其中：，分別是軸頸和踏步的接觸面圓弧部半徑，P和的合力, ;E彈性模量，;L接觸面寬度，;得； 按材料

45、力學(xué)最基本的擠壓計(jì)算方法: （3.9）其中：R為接觸面半徑，； L為接觸面寬度，； P為和的合力, ;得；軸頸材料：30調(diào)質(zhì)，許用接觸應(yīng)力；可見，無(wú)論用哪一種方法計(jì)算軸頸接觸應(yīng)力均能滿足要求。3）爬升銷軸的設(shè)計(jì)爬升銷軸放入踏步內(nèi)的簡(jiǎn)圖如下圖3-9 爬升銷軸受力簡(jiǎn)圖這是一個(gè)懸臂梁，其中的集中載荷 P為踏步作用在爬升銷軸上的力?？梢钥闯觯珹-A斷面受彎距最大，需要計(jì)算AA斷面的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力： 銷軸AA斷面的彎距;銷軸直徑50mm,面積.抵抗距 .由此可以計(jì)算，銷軸剪切應(yīng)力;彎曲應(yīng)力;銷軸材料： 40Cr調(diào)質(zhì)處理，; ; 所以銷軸滿足要求。4）頂升套架的設(shè)計(jì) 外套架式液壓自升式塔式起重機(jī)的頂升

46、過(guò)程：將起重臂調(diào)整到正前方向（與引進(jìn)梁同向），并把要加的塔身節(jié)按此方向在地面排好。吊起一個(gè)塔身節(jié)掛在引進(jìn)梁小吊鉤上，這時(shí)卸下下轉(zhuǎn)臺(tái)與塔身節(jié)之間的高強(qiáng)度螺栓。將頂升橫梁兩端的軸頭放入踏步的槽內(nèi)，開動(dòng)液壓系統(tǒng)使活塞桿伸出2030 mm,使下轉(zhuǎn)臺(tái)與塔身節(jié)結(jié)合面剛剛分開。同時(shí)，要使回轉(zhuǎn)電磁制動(dòng)器起作用以保證起重臂不再左右擺動(dòng)。將爬升銷軸抽出后操縱液壓系統(tǒng)使活塞桿繼續(xù)伸出，直至頂升橫梁兩端軸頭能擔(dān)在上面一個(gè)踏步上時(shí)，將兩個(gè)爬升銷軸推進(jìn)同時(shí)操縱換向閥停止頂升而后轉(zhuǎn)為活塞桿收縮，此時(shí)爬升銷軸應(yīng)可靠地放在踏步上，直到頂升橫梁兩端的軸頭能放入上面一個(gè)踏步的槽內(nèi)為止，然后再次使油缸外伸（軸頭離開踏步后馬上將爬升銷

47、軸抽出）直到塔身上方有能裝入一個(gè)塔身節(jié)的空間。這時(shí)將掛在引進(jìn)梁外端的塔身節(jié)引入套架內(nèi)與塔身對(duì)正螺栓孔，然后縮回油缸至上下塔身節(jié)連接面接觸，用高強(qiáng)度螺栓將兩塔身節(jié)連接牢固，將引進(jìn)吊鉤拉至最外端，然后油缸繼續(xù)縮回，使下轉(zhuǎn)臺(tái)落在新加的塔身節(jié)上，用高強(qiáng)度螺栓連接牢固。至此，完成了一次頂升過(guò)程。 套架中液壓油缸型號(hào)選定以及頂升橫梁、爬升銷軸、滾輪等關(guān)鍵件定位尺寸的確定，首先應(yīng)先知道以下幾個(gè)尺寸：（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度H=2800mm；（2）踏步圓弧中心與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上下兩平面的距離h1=470、h2=930；（3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平斜腹桿上平面到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上平面的距離A=125mm和水平斜腹桿的高度尺寸B=50mm（4）下轉(zhuǎn)臺(tái)

48、底面到水平腹桿下底面（引進(jìn)梁上平面）的距離D=265mm；（5）引進(jìn)梁上平面到引進(jìn)吊鉤內(nèi)腔的距離E=308mm；（6）頂升橫梁軸頭與油缸支座中心距F=3mm；（7）踏步外沿上平面到踏步底面的距離T=140mm；（8）踏步槽（頂升橫梁軸頭）半徑R=30mm。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步位置要與套架協(xié)調(diào)定位，為防止踏步與高強(qiáng)度螺栓干涉，所以確定踏步圓弧中心與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上下兩平面的距離h1、h2還需要：連接套長(zhǎng)度G=130mm；選用的高強(qiáng)度螺栓長(zhǎng)度J=320mm、螺母厚度K=20mm；踏步圓弧中心到踏步上下兩平面的距離M=160mm、N=120mm。設(shè)計(jì)可分四步來(lái)進(jìn)行： 標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 引進(jìn)梁 上支座 頂升橫梁 圖3-10

49、頂升機(jī)構(gòu)關(guān)鍵尺寸確定液壓油缸行程和安裝距先根據(jù)已知尺寸計(jì)算出引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)需要的最小空間L,L=E-D+(A+B)+H+30=304830為引進(jìn)時(shí)兩標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的間距L也就是液壓油缸的兩次行程至少要頂升的距離，根據(jù)L可以確定需要的液壓油缸的最小行程Pmin:Pmin = L H/2 Q =1593mm 同時(shí)，因?yàn)樯舷聝蓪訚L輪的間距越大，套架整體受力越好，所以可根據(jù)上滾輪最高不能超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的上平面的原則，再由尺寸3048 mm確定上滾輪橫梁的位置，初定上滾輪橫梁距離套架頂部橫梁3268 mm。確定爬升銷軸的位置確定爬升銷軸位置的原則是：在頂升換步時(shí)與頂升橫梁軸頭不干涉；盡量地便于在套架主肢上生根定位。在塔機(jī)正常狀態(tài)時(shí)，爬升銷軸應(yīng)在踏步附近。如果爬升銷軸在踏步槽上方，那么在第一次頂升時(shí)就會(huì)減少頂升高度，造成第一次頂升完畢換步時(shí)頂升橫梁銷軸低于踏步槽，無(wú)法進(jìn)行第二次頂升。由此可以看出爬升銷軸應(yīng)低于踏步槽或與踏步槽同一位置。如果低于踏步槽，這樣在第一次頂