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（定稿）QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计（全套下载）

。图有限元流程图.塔身模型简化塔身般由许多标准节组成，每个标准节具有相同的拓扑形状几何尺寸和截面类型。塔身由竖向的立柱和斜向腹杆构成，立柱主要承担竖向的荷载，腹杆则主要配合立柱受力，它主要在塔身承受扭转时发挥作用。本次有限元的设计准备了三种方案．塔身标准节外部根立柱之间的水平距离为，两层水平杆之间的高度为立柱上下两端突出短节的高度为。标准节立柱为无缝钢管，厚度，长度，号钢。标准节腹杆为无缝钢管，厚度和，厚度。.塔身标准节外部根立柱之间的水平距离为，两层水平杆之间的高度为立柱上下两端突出短节高度为。标准节立柱为无缝钢管，厚度，长度，号钢。标准节腹杆为无缝钢管，厚度和，厚度。.塔身标准节外部根立柱之间的水平距离为，两层水平杆之间的高度为立柱上下两端突出短节的高度为。标准节立柱为无缝钢管，厚度，长度，号钢。标准节腹杆为无缝钢管，厚上启下的支撑结构。上回转自升式塔机的转台多采用型钢和钢板组焊成的工字型断面环梁结构，它支撑着塔顶结构和回转塔架，并通过回转支承及承座将上部载荷下传给塔身结构。．回转支承装置回转支承简称转盘，是塔式起重机的重要部件，由齿圈座圈滚动体隔离快连接螺栓及密封条等组成。按滚动体的不同，回转支承可分为两大类是球式回转支承，另类是滚柱式回转支承。柱式回转支承柱式回转支承又可分为转柱式和定柱式两类。定柱式回转支承结构简单，制造方便，起重回转部分转动惯量小，自重和驱动功率小，能使起重机重心降低。转柱式结构简单，制造方便，适用于起升高度和工作幅度以及起重量较大的塔机。滚动轴承式回转支承滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为单排四点角接触球式回转支承双排球式回转支承单排交叉滚柱式回转支承三排滚柱式回转支承。滚动轴承式回转支承装置结构紧凑，可同时承受垂直力水平力和倾覆力矩是目前应用最广的回转支承装置。为保证轴承装置正常工作，对固定轴承座圈的机架要求有足够的刚度。滚动轴承式回转支承，回转部分固定，在大轴承的回转座圈上，而大轴承的的固定座圈则与塔身底架或门座的顶面相固结。设计选用球式回转支承，其优点是刚性好，变形比较小，对承座结构要求较低。钢球为纯滚动，摩擦阻力小，功率损失小。根据构造不同和滚动体使用数量的多少，回转支承又分为单排四点接触球式回转支承双排球式回转支承单排交叉滚柱式回转支承和三排滚柱式回转支承。设计采用单排四点接触球式回转支承，它是由个座圈和齿圈组成，结构紧凑，重量轻，钢球与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力径向力和倾翻力矩。．底架塔机底架构造随着塔身结构特点转柱式塔身或定柱式塔身，起重机的走形方式轨道式轮胎式或履带式及爬升方式内爬式或外附着自升式而异。小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架结构可分为十字型底架，带撑杆的十字型底架，带撑杆的井字型底架，带撑杆的水平框架式杆件拼装底架和塔身偏置式底架。本次设计采用的是带撑杆的底架。底架用工字钢焊接成框架结构，在四角安装有四条辐射状可拆卸支腿，该支腿用槽钢焊接而成，用螺栓与框架结构连接，底架通过个预埋地脚螺栓与基础固定，螺栓为，底架外轮廓尺寸约为长宽高。撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连，形成个空间结构，增加塔机整体稳定性。由于塔身撑杆的设置，塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面，同时塔身根部平面对底架的作用减小，从而改善底架的受力情况。底架安装时，将底架拼装组合，放置于混凝土基础上，对正四角的放射形支腿地脚螺栓，使底架垫平牢实，要求校平，平面度小于，拧紧个的地脚螺栓。.附着装置附着装置由套附着框架，四套顶杆和三根撑杆组成，通过它们将起重机塔身的中间节段锚固在建筑物上，以增加塔身的刚度和整体稳定性．撑杆的长度可以调但是，构造复杂，机加工量大，造价较高。故国内大部分塔机均采用固定式平衡重。平衡重可用铸造或钢筋混凝土制成。铸铁平衡重的构造较复杂，制造难度大，加工费用贵，但体形尺寸较小，迎风面积较小，有利于减少风载荷的不利影响。钢筋混凝土平衡重的主要缺点是体积大，迎风面积大，对塔身结构及稳定性均有不利影响。但是构造简单，预制生产容易，可就地浇注，并且不怕风吹雨淋，便于推广。因此，本次设计的塔式起重机采用钢筋混凝土式平衡重。.拉杆塔式起重机采用双吊点式拉杆结构，拉杆由焊件组成，其材料为，拉杆节之间用过渡节连接，由受力特性计算出其拉杆点作为位置，其中在平衡臂和吊臂上设有拉板和销轴用来连接用。.上下支座上支座上部分别与塔顶起重臂平衡臂连接，下部用高强螺栓与回转支承相连接在支承座两侧安装有回转机构，它下面的小齿轮准确地与回转支承外齿圈啮合，另面设有限位开关。下支座上部用高强螺栓与回转支承连接支承上部结构，下部四角平面用个销轴和个的高强螺栓分别与爬升架和塔身连接。.塔身塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体，支撑着塔机上部结构的重量和承受载荷，并将这些载荷通过塔身传至底架或直接传递给地基基础。塔身结构断面型式塔身结构断面分为圆形断面三角形断面及方形断面三类。圆形断面和三角形断面现在基本上不用，现今国内外生产的塔机均采用方形断面结构。因此本设计采用的也是方形断面结构。按塔身结构主弦杆材料的不同，这类方形断面塔架可分为角钢焊接格桁架结构塔身，主弦杆为角钢辅以加强筋的矩形断面格桁架结构角钢拼焊方钢管格桁架结构塔身及无缝钢管焊接格桁架结构塔身。由型钢或钢管焊成的空间桁架，其成本比较低，且能满足工作需要。因此主弦杆采用由等边角钢拼焊成的方管。这种样式具有选材方便灵活的优点。常用的矩形尺寸有，，，，，，，。此次设计的尺寸为。根据承载能力的不同，同种截面尺寸，其主弦杆又有两种不同截面之分。主弦杆截面较大的标准节用于下部塔身，主弦杆截面较小的标准节则用于上部塔身。塔身标准节的长度有，.，等多种规格，常用的尺寸是.和。选用标准节长度为.。塔身结构腹杆系统塔身结构的腹杆系统采用角钢或无缝钢管制成，腹杆可焊装与角钢主弦杆内侧或焊装于角钢主弦杆外侧。配设个长的延接节，个根部节，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，但可与任标准节间配装，形成个完整的起重臂。本次设计选用标准节长度为，另加上长的延接节。其示意图见图图臂架分节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截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面，本次设计的采用正三角形截面。选用这种方式的优点是节省钢材，减轻重量，从而节约成本。其尺寸截面形式如图所示图臂架截面及其腹杆布置水平腹杆侧腹杆上弦杆下弦杆臂架五节臂架六七节臂架截面尺寸与臂架承载能力臂架构造塔顶高度及拉杆结构等因素有关。截面高度主要受最大起重量和拉杆吊点外悬臂长度影响最大。截面宽度主要与臂架全长有关。设计臂架长度为，共分七节。腹杆布置和杆件材料选用矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字式布置方式，而三角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式，也可采用顺斜置式。此两种布置方式各有特点。当采用顺斜置式式，焊缝长度较短质量不易保证。焊接变形不均匀，节点刚度较差，且不便于布置小车变幅机构。因此本设计选用人字式布置方式。其优点在于，这种布置方式应用区段不受限制，焊缝长度较长，强度易于保证，焊接变形较均匀，节点刚度较好，便于布置小车变幅机构。臂架杆件材料有多种选择可能性。般情况下，上吊点小车变幅臂架的上弦以选用实心钢为宜，但造价要高。因此本设计选用号无缝圆钢管。其特点是惯性矩长细比要小，抗失稳能力高。下弦采用等边角钢对焊的箱型截面杆件，经济实用，具有良好的抗压性能。因此上弦杆选用，下弦选用的角钢型号为，臂间由销轴连接。吊点的选择与构造吊点可分为单吊点和双吊点。其设计原则是臂架长度小于，对最大起吊量并无特大要求，般采用单吊点结构。若臂架总长在以上，或对跨中附近最大起吊量有特大要求应采用双吊点。采用单吊点结构时，吊点可以设在上弦或下弦。吊点以左可看作起升机构普遍做到具有种工作速度，重物起升速度超过者已经很多，构件安装就位速度可在范围内进行选择，回转速度般可在之间进行调节，小车牵引和塔式起重机行走大多也有种工作速度，小车牵引速度最快可达。改善操纵条件随着塔式起重机向大型大高度方向发展，操作人员的能见度越来越差。因此需要在吊臂端部或小车上安装电视摄像机，在操作室利用电视进行操作。有的还采用了双频道的无线电遥控系统，不仅可由地面的操作人员控制吊装，还可以根据事先编排的程序自动进行吊装。更多地采用组装式结构为了便于产品更新换代，简化设计制造使用与管理，提高塔式起重机使用的经济效益，国外塔式起重机专业厂已做到产品系列化部件模数化。以不同模数塔身臂架标准节组合成变断面塔身和臂架，这不仅能提高塔身臂架的力学性能，减轻塔式起重机自重，而且可明显减少使用单位塔架臂架的储备量，为降低成本简化管理创造了条件。设计项目计算与说明结果总体设计概述确定总体设计方案金属结构塔顶起重臂构造型式分节问题截面形式及截面尺度腹杆布置和杆件材料选用吊点的选择与构造平衡臂和平衡重平衡臂的结构型式平衡重拉杆上下支座塔身塔身结构断面型式塔身结构腹杆系统标准节间的联接方式塔身结构设计塔身的接高问题转台装置回转支承底架附着装置套架与液压顶升机构爬升架顶升机构套架液压顶升基础工作机构起升机构起升机构的传动方式起升机构的驱动方式起升机构的减速器起升机构的制动器滑轮组倍率回转机构变幅机构安全装置限位开关起升高度限制器起重量限制器力矩限制器风速仪钢丝绳防脱装置电气系统总体设计原则整机工作级别机构工作级别第章总体设计.概述总体设计是至关重要的个环节，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，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。.确定总体设计方案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。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。.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,塔式起重机,总体,整体,有限元分析,设计,毕业设计,全套,图纸设计项目计算与说明结果前言塔式起重机概述塔式起重机发展情况塔式起重机的发展趋势第章前言.塔式起重机概述在建筑工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机械很多，应用最广泛的是塔式起重机。塔式起重机，又称塔机塔吊。起源于西欧，是现代工业与民用建筑的主要施工机械之。在高层建筑中其幅度利用率高,相对于其它类型起重机优势明显，故在建筑安装工程中得到广泛应用。作为种重要的施工机械，塔式起重机有多种类别