塔式起重机总体及动臂部分设计（全套含CAD图纸）
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塔式起重机
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010)23：265274 =目=；= 0100710072265 of in i is a of is at to of is n EM)of is by to of on to is to of is to be LC 31597 1 is a at to of ，of of a of to of to of t is in as an to of in it is to of 5 010；in 010； 0 010 +010 2007)et 009)to of cou et 2008)an to 2 un et 005) by of on to a on of In an of is by is by l n of of 66 Ea010)23：265is to we an of a 2 of 1 of is of of of of as in )in )on he of 345 of EM by ，s 345x 10 1_206a ：03 8510 kgm of n 8 to is 345 of be in N n of of as on f g(2006)345 is 22 of y 3D of is 420 is ) of of 8 he Y he up 88 is as 010)23：26567 三 of in he as n to to ，2，l l he is l 585 in et 009) of by of he of is of of x 3 of is a of in it is to to By in we 0 as 0 of a)287 b)628 c)1 78 d)609 268 010)23：265of t b ， i le s at of a in a on 4 of 1 of of to is，of on as 007) 1 1 as of of ut it of of of be to on of of ， I =03 s，on of s 003)to of be 2 rns 0 ms 21 in in is on or of we of of as As a of a in 0 8 0 4 0 0 4 0 8 0 5 1O 15 20 25 30 E 葛 0(iS of 272 010)23：265274 DF)of of 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性时程分析来研究上海浦东国际机场 吕等人（ 2005）通过使用弹性塑性时程分析方法 将 实际地震记录转换成实验数据。 有很多相似的方法和研究，有了相关研究的启发，笔者提出了几种方法，在这些方法中考虑到了罕见的地震强度，基于过去典型的地震记录并且分析了地震的可靠性，有效地识别前兆异常， 并且 提供了一种新的 码头集装箱起重机 动态特性应用的研究方法。 在本文中，一种 具有理想 性质的 弹塑性力学模型 码头集装箱的通过使用 且在罕见的地震强度 下 分别利用了 震波、 震波以及 震波进行 弹 塑 性时程分析 。在上述提到的分析的基础上， 基于对 码头集装箱的地震可靠性 进行计算 。根据 分析 结果，我们可以观察到地震的反应和塑性变形后的抗震功能。计算结果不仅为码头集装箱起重机的抗震设计提供了有力的理论基础，而且为减震装置的设计形成了一个良好的基础。 2 码头集装箱起重机结构模型分析 个结构的组件属性 码头集装箱起重机是由操作车 、 门户 结构（包括陆侧和水侧的支撑腿，陆侧和水侧的底梁，陆侧和水侧 的门户 ，横梁和固定的绑带连接系统）、 动臂 、梁、牵引系统，机械 操作 设备、操作小车和起重 设备 组成，如图 1 所示。 操作 小 车沿着地面轨迹 横向（ 方向 移动 ， 操作手推车沿着横梁轨迹 纵向（ 向对停靠船只 的 集装箱 进行 装卸。码头集装箱起重机的材料是 且有限元模型材料性能表示为 屈服极限，弹性模量 E，泊松比，并且密度为 。 108E=1011 = =103kg/ 在本文中，弹塑性元素，如 要 应用在 分析地震响应。由于码头集装箱起重机主要由 料的本构关系必须在 进行考虑。在分析的过程中，弹塑性 元素 的 材料 属性被定义为多线性运动硬化（ 在此分析中采用 服准则和 考虑 应。基于王（ 2006） 的准确的实验描述 ， 简化的 材料本构关系模型如图 2所示 。 个结构的有限元模型 通过使用 处理模块， 建立 3由 1420个元素组成的 。陆侧和 水侧的支撑腿，陆侧和水侧的底梁，陆侧和水侧的门，横梁， 动臂 和梁都由 素组成。水侧的 塔和固定连接在一起的门由 。机械 操作设备，操作小车，起重设备 和 视为集中质量的容器 由 素 构成。还有 ，线性原件 别用于 构 成 牵引 系统和 钢丝绳 。根据实际情况 ，操作机设备、操作小车、 起重设备 和容器中的 集中质量 分别被简化为 6、 2、1和 1。总重量是 1585 吨（金等人， 2009）。码头集装箱起重机的动臂和主梁由 耦合仿真的节点铰链连接在一起，操作车的 底 部部分被限制为三个平移自由度和环绕 情示于图 1。 3 结构 的 模态分析 模态分析是一种研究结构动态特性的 现代 方法，并且在工程振动中具有 重要应用 。因此，首先研究码头集装箱起重机的结构 的模态分析 是十分必 要的。通过在 模态分析 中使用子空间方法 ，我们得到靠前的 10个自然频率和主振模态特性，如图表 1,图 3展示了四个主要的码头集装箱起重机振动模态。从图 3 中 可以看出，当操作车位于悬臂和悬挂容器的前端时，第三和第七模态在横向地震 波 中发挥重要作用，而第五和 第九模态则 主要 对垂直地震 波 有响应 反应 。 4 码头集装箱起重机的弹塑性时程分析 震波的选择与输入 一般情况下，三组地震记录被应用于 结构瞬态时程分析中， 也就是说，包括给定现场的实际地震记录、过去典型的地震记录和人工地震波。根据现场的实际情况来看，过去典型的地震记录被选择作为输入数据。 1） 心地震波、 震波和 震波被选择性的录入地震记录，相应的幅度、现场的条件和频率特性如图表 2 所示。图 4 给出了原始东西方向的三组地震波记录。但是，应该指 出，应根据不同的设防强度调整地震波的地面加速度幅值。 在港口工程结构抗震规范要求的基础上，码头集装箱起重机的抗震强度为 7 级 ，型现场情况，周期 T=根据 钢结构设计规范（中华人民共和国建设部， 2003）结构阻尼比为 5%。其目的是对码头集装箱起重机的弹塑性功能进行准确分析，得出了地震强度为 7 级和 8 级下地震反应结果，而相应的峰值加速度应调节至 s 和 s。 2） 在时程分析期间， 地震波的输入取自三个不同的方向，并且每个方向输入的数据根据不同的非相关要求。为了简化起见，我们只给出东西方向（纵向方向）的三组地震波数据，如图 4 所示。事实上纵向地震（ 主轴）在整个结构中起到了重要的作用。 然而，为了达到 对 最危险情况 准确分析 的目的，我们采用在三个方向上输入。根据抗震设计规范和实际工程经验，考虑 在三个方向上同时输入时，加速度峰值比率在纵向方向（东 横向（南 向 和垂直方向上达到峰值，也就是1: 3） 在模态分析结果的基础上，码头集装箱起重机的自然周期大约为 3秒。根据时程分析理论，地震波的持续时间应该是自然周期的 5此， 震波、 0s、 300s， 根据抗震设计规范，当对抗震分析用时程分析方法时，地震波所采用的平均地震系数曲线和基于振动模态分解反应谱法的系数曲线，必须与统计意义相匹配，如图 5 所示。从图 5 中我们可以看到，虽然动力放大系数是不同的，所有的地震波在统计学上都 相互匹配。因此，采用的地震波满足这项分析的研究要求。 择的关键节点和关键要素 码头集装箱起重机结构中关键节点和关键要素的选择对地震反 应分析很重要。然而，由于工作繁重，不可能给每个节点和每个元素均衡 的负载。 因此，只给出了码头集装箱关键部分的关键节点和关键要素的载荷。上述 关键节点和关键要素的具体位置和代码在图表 3中给出。 罕见地震强度为 7 级或 8 级时 的时程结果分析 图表 4 显示了码头集装箱起重机在三组罕见强度作用下的最大压力和位移响应。 从表 4 可以看出 ， 在罕见地震强度的激发下，最大压力出现在水平横梁和水侧支 撑腿的接头处，同时，最大位移的位置在梁的后端和起重臂的前端附近 ; 图 4 在罕见的地震强度为 7 级和 8 级的码头集装箱起重机的最大应力和位移响应 在罕见地震强度 8级的 端梁的变形 是 非常大的，明显超过刚度要求（ 度比为 1/750）。强烈地震可以使几何非线性结构得以加强， 从而导致较大的形变； 在罕见地震强度为 7 级的激发下，码头集装箱起重机的各组件处于较低水平，而不会产生塑性变形 。 尽管如此，根据 的激发下，水平横梁和水侧的支撑腿关节中的应力超出极限应力 345而引发塑性变形； 在有相同强度和标准的不同地震波的状态下，相同组件的响应有着显著的差距。可以发现不同地震波对结构响应有着截然不同的影响。因此，有必要选择不同的结构时程分析地震波。 总之，没有必要考虑在罕见地震强度为 7 级的三组地震波的影响下材料的塑性。但是在罕见地震强度为 8 级的条件下，码 头集装箱起重机的地震响应足以大到引起塑性变形。因此，整个结构必须加强抗震性。 图 6显示了水平梁和水侧支撑腿（元素 89）的接头在罕见地震强度为 7级和8级的压力时程曲线，也显示了位移时程。从图中可以看出，在罕见地震强度为7 级和 8 级的情况下 ，水平梁和水侧的支撑腿（元素 89）的关节应力变化趋势是一致的；最大的横向位移位于梁的背面（节点 832）。这是因为，主导振动模态（第七和第九模态）的响应频率接近地震波的谐振频率。 通过比较，我们可以发现，第七模态对码头集装箱起重机的横向地震反应具有最大影响；应力和位移的峰值出 现的时间，与整个地震波持续时间相比，显示处更明显的早起特性。 我们可以发现 它对于承受初始阶段的地震波的大规模震荡有着重要的作用。 在罕见地震强度为 8 级的激发下，码头集装箱起重机的应力和位移响应如图 7 所示。从图 7 中我们可以清楚的观察到塑性变形出现的 准确位置和时间。总之，罕见地震强度下的码头集装箱起重机的最大应力为 越了极限压力 345个结构的地震响应过大，达不到抗震设计的 要求。因此，有必要进行在进行再罕见的地震作用下的抗震可靠性分析。 5 码头集装箱起重机的抗震性能 5 1 相关理论的可靠性 结构的可靠性是指在规定的时间和条件概率下，可以实现预先设定的功能 。在一般情况下，有两个因素影响结构的可靠性，名为结构组件的负载影响“ S”和阻力“ R”。在这 (欧等人， 1994) Z=g（ R， S） =R S （ 1） 由于 是随机变量， 可能会出现在如下三种条件下：Z 0（结构式可靠的）， Z 0（结构失效）和 Z=0（有限状态），此处，等式（ 2）被称为有限状态方程 Z=R S （ 2） 根据可靠性理论，结构可靠性 实际上解 决了限制状态 Z 0的概率 。因此，利用 限制状态下的函数 Z 0的概率可以计算。 靠性指数和失效概率 图 7 码头集装箱起重机在罕见地震强度 8 级 时的最大压力（左）和最大位移（右） 结构失效概率是指无法实现其在规定时间和条件的预先确定的功能的概率，即在限制状态下的功能 Z 0。表达如下： 其中 和 是随机变量 分别的概率密度。结构可靠性指数被定义为 其中， 和 分别是平均值和标准差的极限状态方程 Z=0。根据二阶一次矩法（ 论，结构失效的可靠性 和结构的可靠性指数 之间的关系近似为： 其中 是标准正态分布函数。 码头集装箱起重机 承载能力的极限状态方程 码头集装箱起重机承载能力的极限状态方程定义为 ： 其中 和 分别代表结构阻力和地震修正系数。 =345=最大的负载效应，它可以用 于该结构主要是模拟梁单元，其最大应力 是通过梁截面和 力的弯曲引起的正应力的综合的绝对值。根据关于地面加速度的分布类型的描述（欧等人， 1994），地面加速度近似符合型分布 的极端值 。 然而在 中不存在相应的分布函数。因此，我们通过图 8中显示的几个标准正态分布曲线和加速度的拟合得到极限值型分布 曲线。从图 8 中可以观察到，发出的曲线与原始曲线近似一致。 在地震波契合正常分布曲线后得到的数值分别是 样，横向和垂直的地震波的概率密度函数曲线也可以基于上述的规律性嵌合。 根据关于 统计 的 钢结构设计规范（中华人民共和国建设部， 2003），数的变化值（定义为 ）为 抗震可靠性分析的过程中， 必须 定义 输入和输出变量。 基于上述分析 ，码头集装箱起重机每个关键部分的最大应力影响被定义为输出变量。材料的机械性能（弹性模量、密度和屈服极限）、重力和地面加速度被定义作为输入变量，并在图表 5和 6展示出来。 图 6 分布参数的地面加速度 可靠性结果 为随机抽样方法或统计 实验法）属于计算数学的一个分支。基于概率模型，按照 此模型的描述的过程，以及模拟的结果，得到近似的解。要有三个步骤：构造或描述概率的过程，从已知概率分布抽样，并建立不同的估计。基于 法，模拟的次数是 1000 次。在罕见地震强度的激发下，结构失效概率 和关键部分的可靠性指数 在 表 7表明 。应当指出，表 7中仅显示出主要组成部分的失效概率。 从表 7 可知： 在罕见地震强度为 7 和 8 的情况下，码头集装箱起重机结构的最大故障概率点位于水平横梁和水侧支撑腿的关节处；几个主要组成部分的可靠性指标 出现负值， 则 存在 故障的可能性；在罕见地震强度为 8的条件下，横梁和水侧的支撑腿的关节的可靠性是 - 。很明显，在这些组件的地震响应太大而达不到抗震设计的要求。 在可靠性分析的过程中，灵敏度可能是一个关键的参数，其分析结果对随机变量 的 重 要性做出顺序排列 。图 9清晰的显示了在罕见地震强度下的故障概率（元素 89） 相关敏感度的排名顺序。从图 9 中可以看出 地震作用（地面加速度）对结构的可靠性指数具有最大的影响，而重力和屈服强度分别在材料排名中排名第二和第三位。至于其他参数，我们可以忽略其对结构的影响。 在一般情况下，地震作用（地表加速度）的随机性在结构抗震的可靠性中起到决定的作用。 总而言之，在罕见地震强度的情况下码头集装箱起重机的整体结构是 不稳定的，需要加强。 6 讨论和结果 在本文中，码头集装箱起重机的理想弹塑性力学模型通过使用 呈 现出来，并且在罕见地震强度下利用了 震波 进行 弹塑性时程分析。 基于上面的分析， 码头集装箱起重机 的抗震稳定性以蒙特卡洛模拟建立。 根据分析结果，我们可以观察到地震响应和发生塑性变形后的结构的抗震性能。 结果表明，在罕见地震强度的激发下，最大应力位于横梁和水侧支撑腿的关节处。同时，最大位移存在的位置 是在横梁 的后端和起重臂的前端附近。 在罕见地震强度为 8级的 的后端变形是非常大的，这显然超过刚度要求（垂跨比 1/750）。强烈的地震可以使结构 的 几何非线性增强，导致 较 大的形变。 在罕见地震强度为 7 级的情况下，码头集装箱起重机的每个组件的最大 应力处在 较低的水平，并且在其弹性阶段没有屈服 变形 。 然而，在罕见地震强度为 8级 震波的激 发下，横梁和水侧的支撑腿的关节处的应力超出极限压力 344且 这个地方 会产生塑性变形。 在罕见地震强度 7 级和 8 级的激发下，码头集装箱起重机结构中最有可能出现失效的位置位于横梁和水侧支撑腿的关节处。当几个主要部件的可靠性指 数 为负时，表示 这 存在故障的可能性大 。在罕见地震强度为 8级的激发下，横梁和水侧支撑腿的关节的可 靠性指数为 - 。这表明， 这些 部件 的地震响应太大而达不到抗震设计的要求。 总之，没有必要去考虑在罕见地震强度为 7 级的三组地震波地影响下的材料的塑性。然而，在罕见地震强度为 8 级情况下，码头集装箱起重机的地震响应大到足以引起塑性变形。因此，整个结构必须进行抗震加强。 鸣谢： 该研究得到了国家高科技研究与发展计划 863 计划的支持（ 毕业设计（论文）任务书 课题 名称 塔式起重机 总体及 动臂 部分设计 学院 ： 专业： 班级： 姓名： 学号： 起迄日期： 2015年 3月 30 日 2015年 6月 26日 设计（论文）地点 : 指导教师： 辅导教师： 发任务书日期： 2015 年 1 月 15 日 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本毕业设计是对机 械电子工程 专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校期间所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创造的分析、解决技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机设计的基本方法，为今后步入工作岗位打下良好的基础。 2、本毕业设计（论文）课题任务 的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： (1) 设计任务 ： 总体设计： A. 总体方案及总体参数的确定（包括方案的比较）； B. 设备组成及功能分析； C. 重物起升、小车平移和塔身回转驱动能力计算及驱动元件的选择； 动臂的设计： A. 动臂截面型式的选择； B. 动臂刚度及强度的校核计算； C. 起重小车驱动行走轮直径选择及工作面接触强度的校核计算； D. 小车驱动机构的设计； 驾驶室设计： 技术参数及要求 ： 最大额定起重力矩（ m） 400 最大工作幅度（ m） 40 最大额定起重量（ t） 4 工作高度（独立 /附着）（ m） 32/100 最大幅度的额定起重量（ t） 1 整机质量（ t） 27 输出接点 电压（ V） 220 电流（ A） 2 设计要求 ： 主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械零部件图纸，并绘制有关图表。 知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、研究与实践，使得理论认识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。 能 力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。 综合素质要求：通过毕业设计，学生应能树立正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。 设计成果要求： 1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完成的部分，不应出现缺页、少图纸现象。 2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理等，均应有清晰的了解。对设计过程、设计步骤有明确的概念，能用图纸完整地表达机械结构的要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦应有一般了解。 3）说明书、计算书内容要精炼，表述要清楚，取材合理，取值合适 ，设计计算步骤正确，数字计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械制图标准，且清洁整齐。 4）了解国内外 塔 式起重机发展状况及技术水平，并具有一定的分析、比较能力。 5）其它各项应符合本资料有关部分提出的要求； 3、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括图表、实物等硬件要求）： 计算说明书一份 内容包括：设计任务要求的选型论证、设计计算内容，毕业实习报告等。做到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、准确，字数要求不少于 2 万字。查阅文献 15 篇以上，翻译机械类外文资料，译文字数不少于 5000 字；撰写中英文摘要；并引导学生应用计算机进行设计、计算与绘 图。 图纸一套（折合不少于 3 张 0 号图） A. 起重机总体图一张（ 0 号）； B. 动臂结构图 一张（ 0 号）； C. 驾驶室结构 图一张（ 1 号）； D. 其他零件图若干张（折 1 号）； 4、主要参考文献 ： 要求按国标 714 87文后参考文献著录规则书写。 I 张质文、刘全德主编 起重运输机械 . 北京 ： 中国铁道出版社 ， 1988； 机械设计手册 北京：化学工业出版社， 1994； 杨晋生主编 铲土 运输机械 械工业出版社， 1987； 孙再鲁主编 塔式起重机应用技术 北京：中国建材工业出版社， 1987； V 诸文农主编 底盘设计（上、下） 北京： 机械工业出版社， 1982； 许镇宇、邱宣怀主编 机械零件 北京， 人民教育出版社 1986； 机械零件课程设计 贵州人民出版社； 吉林工业大学主编 工程机械液压与液力传动 北京： 机 械工业出版社， 1986； 液压传动设计手册上海科技出版社； 东北工学院编机械零件设计手册冶金工业出版社； 带式输送机械设计手册 北京：机械工业出版社； 何利民主编电工手册北京：中国建筑工业出版社， 1993。 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 开题报告 总体参数确定及总体设计 动臂截面型式的选择及 刚度及强度的校核计算； 小车驱动机构的设计； 驾驶室的结构设计 准备论文及答辩 教研室审查意见： 教研室主任签字 ： 年 月 日 系审查意见： 系主任签字： 年 月 日 购买后包含有 咨询 Q 197216396 本科毕业设计（论文） 题 目 塔式起重机总体及动臂部分设计 学 院 专 业 班 级 姓 名 指 导 教 师 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 摘要 塔式起重机是一种塔身竖立而起重臂转动的起重机械。它具有适用范围广，回转半径大，效率较高、起升高度较高、操作简单，装卸较为方便等特点。目前在我国建筑工程中已得到广泛的应用，特别是在高层工业和民用建筑中，成为必不 可少的施工机械之一。 本设计在参靠同类塔式起重机基础上，对 塔身设计过程中，应用有限元法对塔身结构进行分析计算。首先按照整体主要技术参数，确定各个机构类型及钢结构型式，塔身的结构参数， 设备组成及功能分析，重物起升、小车平移和塔身回转驱动能力计算、驱动元件的选择。并对平行于起重臂方向的风载荷，与起重臂方向呈 45 度角的风载荷，两种工况分析。 通过对塔机各个结构部位进行受力分析，最终在满足额定载荷的前提下，对在不同工作情况下对塔机的安全性和稳定性进行计算、校核，以 确保塔机在安装使用时的安全性、稳定性和良好的使用性能。 关键词 ：塔式起重机 回转 起升机构 稳定性 机构 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 he is a It of of At ne it in of is on of In of is to in to of of of a to of a 5 of of of of of to of to in of 式起重机总体及动臂部分设计 0 目录 第 1章 绪论 1 第 2章 总体设计 2 3 4 5 工作机构 17 21 24 第 3章 动臂部分设计 28 吊点与双吊点的优缺点线 28 29 29 架的主要参 数选择计算 30 第 4章 驾驶室设计 42 48 48 致谢 44 参考文献 45 附 : 外文原文 外文译文 实习报告 塔式起重机总体及动臂部分设计 1 第 1 章 绪论 塔式起重机简称 塔机 ，亦称 塔吊 ，起源于 西欧 。 动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括 电动机 、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。作业空间较大，主要应用于 建筑 施工中材料的垂直和水平输送及建筑构件的安装 ， 在建筑施工中有着着重要作用，我国只用了六十年左右的时间走完了发达国家上百年塔机发展的路程，现如 今已达到发达国家二十一世纪九十年代 末的塔机 水平并跻身于当代国际塔机市场 ， 占有一席之地。 据记载， 第一项有关建筑用塔机专利颁发于 1900 年。 1905 年出现了塔身固定的装有臂架的起重机， 1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年 ， 当时 德国 已经 开始批量地生产 塔式起重机 ，并将其应用于建筑施工。 1941年，和塔机相关的德国工业标 准 标准规定塔机的起重能力以吊载 (t)与幅度(m)的乘积 (出的重力矩来表示。塔机分为上回转塔机和下回转塔机两大类。其中上回转塔机的承受载荷能力要 大 于下回转塔机，我们通常所见到的许多施工现场上的塔机就是上回转式上顶升加节增高塔机。 主要原因；此类塔 机有以下优点： 1. 随建筑物高度的增加而增加，对高层建筑物作业施工有较高的适应性； 2. 在基础施工阶段就可以即装即用，使机械构件的利用率得以改善，缩短工期，提高工作生产率； 3. 施工场地占用很小甚至可以不占用，特别适合于大城市改建时，施工现场狭窄的“插入式”建筑工程； 机视野好； 以避免产生较大安装应力，也因此结构可避免很笨重，节约钢材料的用量； 6. 方便安装和拆卸。 塔式起重机简称 塔机，是一种结构合理，性能比 较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。 高层建筑施工中，它的幅度利用率比其他类型起重机高，其幅度利用率可达全幅度的 80%。 该机采用塔帽结构，上回转、水平臂架、小车变幅、液压自升塔机。起重力矩为400KN m 。独立式起升高度为 30米。附着高度可达 120米，最大起重量为 4t， 最大 工作幅度为 40米。该机设计合理，采用有塔帽结构，安装十分方便，质量安 全可靠 。 它的最大特点是塔身可以架得很高，因此所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以由它去作业完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很大。 就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面： 整机性能：由于先进技塔式起重机总体及动臂部分设计 2 术和材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻 20%左右； 高性 能、 高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好 ,性能得到充分发挥； 电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用； 操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善 ； 向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。 塔式起重机总体及动臂部分设计 3 塔式起重机总体及动臂部分设计 4 塔式起重机总体及动臂部分设计 5 塔式起重机总体及动臂部分设计 6 塔式起重机总体及动臂部分设计 7 塔式起重机总体及动臂部分设计 8 塔式起重机总体及动臂部分设计 9 塔式起重机总体及动臂部分设计 10 塔式起重机总体及动臂部分设计 11 塔式起重机总体及动臂部分设计 12 塔式起重机总体及动臂部分设计 13 第 2 章 总体设计 概述 总体设计是塔机设计中最为关键的环节之一，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，一般由技术负责人（总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行探入细致的调查研究，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，并进行比较分析，制定总体设计原则。设计原则应当保证所设计 的机型达到国家的有关标准的同时，力求结构合理，技术先进，经济性好，工艺简单，工作可靠。 总的设计原则： 化”即零件标准化、产品系列化、部件通化。 新”：即新技术、新结构、新材料、新工艺。 好”：即好制造、好使用、好维修。 制定设计总则以后，便可以编写设计任务书，在调研的基础上运用所学的知识，确定总体设计方案，保证设计的成功。 塔式起重机总体及动臂部分设计 14 定整体设计方案 择确定总体参数 本次设计的课题是 本次设计的塔 式起重机的结构形式为上回转平衡臂架液压自升式。 定塔机的主要技术参数机 400 4t 40m 3m a=2 a=4 1t 0米处最大起升重量： 9. 独立： 32m 附着： a=2 120m a=4 30m 表 2率 a=2 a=4 速度 (m/70 35 5 表 2率 a=2 a=4 速度 (m/ 7 15/r ： 3/式起重机总体及动臂部分设计 15 m : 1 m ： t : 设计原则 根据 13752式起重机设计规范选取本次设计的自升式建筑用塔机的工作级别为 用等级为 荷状态为 升等级为 根据参考书 13752式起重机设计规范取定起升机构、回转机构、牵引机的工作级别如表 2 3所示 表 2作机构级别 起升机构 回转机构 变幅机构 顶升机构 2 3 4 2 1 1 注： T机构使用等级； L机构载荷状态； M机构工作级别 3. 安全系数的选定 结构工作状态 n = 工作状态整体稳定性： n 非工作状态整体稳定性： n 起升钢丝绳 n 5； 小车牵引钢丝绳 n 5。 结构非工作状态： n = 机的金属结构 塔式起重机的金属结构主要由塔身、吊臂、平衡臂、上下支承座、转台等主要部件组成。金属结构是塔式起重机的重要组成部分之一，一般占整体塔机的 70%左右， 对于个别特殊用途的塔式起重机，由于存在机构构造上的差异，有所增减个别部件金属分量。金属结构是塔式起重机的骨架。 因而必须要使塔机金属结构的强度、刚度、稳定性及其他方面的安 全性、可靠性得到一定的保证。 金属结构设计是否合理对减轻起重机自重，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。 塔机金属结构的设计必须满足以下要求：（引用） 1 重量轻、材料省。 塔式起重机总体及动臂部分设计 16 证工作高度和作业半径满足作业要求，另外还要求适应塔机各工作机构的布置并且与之协调。 金属结构的重量占据着塔式起重机总重量的很大部分，而整个塔机的总重量是塔机的技术经济指标 。因此降低金属结构的重量可以节约钢材，减轻工作及整机的负荷， 降低整机的造价。 机结构设计 基基础 固定式塔式起重机，可靠的地基基础是保证塔机安全使用的必备条件。 实践证明有不少重大安全事故都是由于塔吊基础存在问题而引起的，它是影响塔吊整体稳定性的一个重要因素。做塔吊基础的时候，一定要确保地耐力符合设计要求，钢筋混凝土的强度至少达到设计值的 80%。 该基础应根据此设计参考书目塔式起重机 同地质情况要严格按照规定制作。除在坚硬岩石地段可采用锚桩地基（分块基础）外，一般情况下均采用整体钢筋混凝土基础。 钢筋混凝土基础有多种形式可供选择。对 于有底架的固定自升式塔式起重机，可视工程地质条件，周围环境以及施工现场情况选用 X 形整体基础，四个条块分隔式基础或者四个独立块体式基础。而对于无底架的自升式塔式起重机则采用整体式方块基础。如果这种塔机必须安装在深基坑近旁，或者塔机安装位置地质条件较差，则应采用钻孔灌注桩承台基础。 （ 1） 形底架相似。如图 2式起重机的 X 形底架通过预先埋地脚螺栓固定在混凝土基础上，此种形式一般多应用于轻型的自升式的塔式起重机。 塔式起重机总体及动臂部分设计 17 图 22)长条形基础由两条或 四条并列平行的钢筋混凝土底梁组合而成，其功能如同两条钢筋混凝土的钢轨轨道，支承底架四个支座和由底架支座传第过来的上部分荷载。如果塔机安装在混凝土砌块的人行道上，或是安装在原有的混凝土地面上，均可采用这种钢筋混凝土试的基础，如图 2示 图 2条型基础 (3)分块式基础由四个独立的钢筋混凝土块体组成，分别承受由底架结构传来的整机自重及载荷。优点：构造相对简单，混凝土和钢筋的使用量较少，造价较为便宜，如图 2 图 2(4)独立式整体钢筋混凝土基础适合应用于无底架固定式自升 式塔式起重机。构造特点：塔身基础节、预埋塔身框架或着预埋塔身主角钢等方式固定在钢筋混凝土地基上，使塔式起重机总体及动臂部分设计 18 塔身结构与混凝土基础联和凝固成一整体，且将塔机上部的载荷全部传递给地基。由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式起重机的最大支反力、地基承载力以及压重的需求而选定的，因而能够保证塔机在最不利工况下都可以安全正常的工作，不会发生倾翻大事故，如图 2 图 2立整体基础 1 预埋塔身标准节 2 钢筋 3 架设箍筋 综上所述本设计采用 底架有工字钢焊接成整体框架结构。在四 角辐射状安装有四条可拆支腿，该支腿有工字钢焊接而成，运输时拆除支腿，以减小运输尺寸。底架上有 20个预埋地脚螺栓，规格凝土外轮廓尺寸约为 5000 5000 1000宽高），基础表面平整。 图 2身的结构 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。 有转与不转之别，并有内塔身和外塔身之分。按高度不同可分为固定式、伸缩式、折叠式和接高式。根据构造的不同又可分为整体式和分片拼装式两种。下 回转快速安装塔机的塔身结构采用整体构造是可转的并可折叠，且有些采用塔身可伸缩式结构；上回转自升式塔机的塔身是固定不动的，但其最大塔式起重机总体及动臂部分设计 19 的优点是可以顶升接高。 本次设计的 机采用的是上回转液压顶升结构，其塔身固定不转，但可以顶升接高 1塔身结构断面形式 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，现金国内外生产的塔机均采用方形断面结构。按塔身结构主弦杆材料的不同可分为：角钢焊接格桁结构塔身，主弦杆为角钢铺以加强筋的矩形的断面格桁结构；角钢拼接方钢管格桁结构塔 身及无缝钢管焊接格桁结构塔身。常用的断面尺寸有： 据承载能力的不同，同一种截面尺寸，其主弦杆又有两种不同截面之分。主弦杆截面加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 2. 塔身标准节 长度有 3m， 5m， 6m， 10m 等多种规格，常用的尺寸是 m。 本次设计采用角钢拼接方钢管格桁结构塔身，其 中塔身截面尺寸采用 准节的长度为 图 2塔身标准节用无缝钢管焊接而成，高 2500。在标准节下部管口处车有定位止口，而另一端则焊有定位凸台，靠相应的接合面定位。上下端各用 8个 0栓联结。各标准节均设有供人上下的爬梯，每三个标准节设置一个休息台。 塔身标准节的联接方式有：盖板螺栓联接，套柱螺栓联接，承插销轴联接和瓦套法兰联接。本次设计的 机采用套柱螺栓联接，其特点是：套柱采用止口定位，螺栓受拉，用低合金结构钢制作。适用于方钢管和角钢主弦杆塔身 标准节的联接，虽加工工艺要求比较复杂，但安装速度比较快。 塔式起重机总体及动臂部分设计 20 塔身结构主线杆可以是角钢，角钢拼焊方钢管，无缝钢管或实心圆钢，取决于塔机的起重能力，供货条件，经济效益以及开发系列产品的规划和需要。 腹杆可焊装与角钢主弦杆内侧或焊装于角钢主弦杆外侧。 斜腹杆和水平腹杆可采用同一规格，腹杆有三角形， 杆不同会影响塔身的扭转刚度和弹性稳定 塔身标准节腹杆选材多为角钢和圆管。相比而言，单肢角钢的力学特性不如圆管，相同截面面积的腹杆，角钢的承载能力小于圆管，且管结构的迎风面积小于角钢 ，但角钢的价格远低于圆管 。 本次设计腹杆采用三角形布置。适合于中等起重能力塔身结构采用的腹杆布置方式。 4. 塔身结构设计 1）中型自升塔机和内爬式塔机宜采用整体式塔身标准节。附着式自升式塔机和起升高度大的轨道式以及独立式自升塔机宜采用拼装式塔身标准节。拼装式塔机塔身标准节的加工精度要求比较高，制作难度比较大，零件多和拼装麻烦，但拼装式塔身标准节的优越性更不容忽视：一是堆放储存占地小；二是装卸容易；三是运输费用便宜，特别是长途陆运和运洋海运，由于利用集装箱装运，其抗锈蚀和节约运费的效果极为显著。 2）为减轻塔 身的自重，充分发挥钢材的承载能力，并适应发展组合制式塔机的需要，对于达到 40起升高度达到 60种不同规格的塔身标准节。 3）塔身的主弦杆可以是角钢、角钢拼焊方钢管、无缝钢管式实心圆钢，取决于塔身的起重能力、供货条件、经济效益以及开发系列产品的规划和需要。 4）塔身节内需要设置有爬梯，以方便司机及机工人员可以上下爬动。爬梯的宽度不应比 500级之间的间距应该上下大小相等，并且其大小不应大于 30爬梯的高度大于 5m 时，应从高 2m 处开始装设直径为 650 800安全护圈，相邻两护圈间距为500当爬梯高度超过 10梯应分阶段段转接，且在转接处添加设置一休息平台。 休息平台应该能够承受相当于 3000N 大小的移动且集中载荷。休息平台的铺板可以用防滑花纹的钢板或穿孔板、拉网板。休息平台应必须设置有非常牢固的护栏，护栏的立柱高度大小应该不小于 1000柱间距不宜过大，立柱之间需设置有水平的横栏杆，第一道水平栏杆距铺板的高度宜为 450柱的底部需设置有高度不小于 70栏的任何一处都应能承受任何方向 1 5塔身的接高问题 当遇到塔身需要接高时，应按下述两种情况处理： 1）在额定的最大的自由高度范围内，依据工程吊装对象增加塔身标准节，使低塔机高度得以增加变为高塔机。 2）根据施工需要，增加塔身标准节，使塔身高度略超越固定式塔机的规定最大自由高度。由于接高塔身超越了原来固定式自升塔基的最大自由度，实质上式对原来设计的一种塔式起重机总体及动臂部分设计 21 否定，因此，理所当然必须函请生产厂家合作，就能否如愿接高给予肯定的答复，并提供所需的塔身标准节部件。 在进行具体接高操作之前，还应制定相关的安全操作规程，以保证拆装作业 的安全顺利进行。 架和液压顶升机构 爬升架主要由套架，平台，液压顶升装置及标准节引进装置等组成。套架是套在塔身标准节外部。 套架用无缝钢管焊接而成 ,上部用销轴与下支座相连，高 面 ， 外侧设有平台和套架爬升导向装置 爬升滚轮。 1） 按顶升接高方式的差异，可分为上顶升加节接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高三种形式：上顶升、中顶升、下顶升 本次设计的 式起重机采用的是中顶升接高 方式。中顶升加节接高的工艺方法是从塔身一侧接 入标准节，可应用于不同形式结构的臂架，内爬，外附均可，而且顶升时不必松开锚固装置，应用面较广泛。 2）根据顶升机构的传动方式不同，可分为绳轮顶升机构、链轮顶升机构、齿轮顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机构等五种。绳轮顶升机构的特点是构造简单，但不平稳。链轮顶升机构与绳轮顶升机构类似，采用较少。齿条顶升机构在每节外塔架内侧均装有齿条，内塔架外侧底部安装齿轮。齿轮在齿条上滚动，内塔架随之爬升或下降。丝杠爬升机构的丝杠装在内塔架中轴线处，或装在塔身的侧面内外塔架的空隙里。通过丝杠正、反转，完成顶升过程。 本次设计 的 式起重机采用液压顶升机构。 3）顶升液压缸的布置，顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。 所谓中央顶升，是指顶升液压缸布置在塔身的中央，并设上，下横梁各一个。液压缸上端固定在横梁铰点处。顶升时，活塞杆外身，通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。 所谓侧顶升，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时，压力油不断流入油缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆向外伸出，通过顶升横梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块间距视活塞有效行程而定（一般取 1 本次设计的 液压顶升机构主要由液压泵、管路、工作油缸、电动机等部件组成，是目前市场上应用最广泛的一种机构。其优点构造简单、工作平稳、可靠、安全、操作简单、方便、爬升速度较快。液压顶升系统如图 2 塔式起重机总体及动臂部分设计 22 图 2压顶升示意图 1 虑 油 器 2 齿 轮 泵 3 电 动 机 4 手 动 换 向 阀 5 平 衡 阀 6 顶 升 油 缸 7 精 虑 油 器 8 压 力 表 9 溢 流 阀 1 0 油 箱 顶升的接高过程： （ 1）将 顶升横梁 两端的轴头放入 踏步 的半圆槽内； （ 2）启动动液压系统使活塞杆伸出，找正塔机顶部的平衡；继续启动液压系统直至两 个爬升销轴 能担在上面一个 踏步 上； （ 3）将两个爬升销轴推进同时操纵换向阀停止顶升而后转为活塞杆收缩，直到 顶升横梁两端的轴头能放入上面一个踏步的槽内为止； （ 4）再次使油缸活塞杆伸出，直到塔身上方恰好有能装入一个标准节的空间。 然后引入标准节，由以上过程可以看出：标准节踏步、顶升横梁和爬升销轴等件在塔机的顶升过程起着关键作用。 自升塔机塔身向上延伸的顶端是塔顶又称塔幅或塔尖。其功能是承受起重臂拉杆和平衡臂拉杆传来的上部载荷，通过回转塔架转台，轴承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。 塔顶高度与起重臂架承载能力有密切关系，一般取为臂架长度的 1/70，长臂架应配用较高的塔尖。但是塔尖高度超过一定极限时，弦杆应力下降效果便不显著，过分加高塔尖高度不仅导致塔尖自重加大，而且会增加安装困难需要换用起重能力更大的辅助吊机。因此，设计时，应权衡各方面的条件选择适当的塔顶高度。 本设计采用主弦杆为角钢拼焊的前倾截锥柱式塔顶，腹杆采用圆钢管。杆采用圆钢管。塔顶高 6 米。顶部设有连接平衡拉杆和起重臂拉杆的铰销吊耳，以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮。塔冒用无缝钢管焊接而成 ，顶部应装有安全灯和避雷针。塔顶结构如 2塔式起重机总体及动臂部分设计 23 图 2衡臂 平衡臂的构造设计要求设计所要求的平衡力矩得到保证。 短平衡臂的优点：有利于保证塔机在较窄空间仍能进行安装、架设和拆卸，一般适合城市建设密集的区域承担吊装，不易受到附近建筑物的干扰，结构自重相对较轻。 长平衡臂优点：适量减少平衡臂的金属用量，相应的减少了塔身上部的垂直负荷。 （ 1）平面框架式平衡臂，有两跟槽钢纵梁或者有槽钢焊接成德箱形断面组合梁和系杆组成。在框架的上平面上铺有 走到板，走道杆两旁设有防护栏。这种平衡臂的特点是结构简单，加工容易。有些动臂式上回转塔机也采用这种平衡臂。 （ 2）三角形断面桁架式平衡臂，又分为正三角形和倒三角形两种形式。此类平衡臂的构造与起重臂的构造类似，但较为轻巧，适用于长度较大的平衡臂。 （ 3）矩形断面格桁架结构平衡臂，其特点主要是根部与座在转台上的回转塔架连结成一体，适用于小车变幅水平臂架超长的超重型自升塔机。 在平衡臂结构选择中本着的原则是：自重比较轻，加工制造简单，造型美观与起重臂配合得体。 臂架不超过 50 米，起升重力矩没有超过 1600 的自升塔机采用平面框架式平衡臂较为合适。它由两根槽钢纵梁或由槽钢焊成的箱形断面组合梁和系杆构成。在框架的上平面铺有走道板，走道板两旁设有防护栏杆。这种平衡臂的优点是结构简单，加工容易。平衡臂的构造设计必须保证所要求的平衡力矩得到满足。 平衡力矩的计算公式 ： 塔式起重机总体及动臂部分设计 24 )(21)(平 式中 B 平衡重（ t） l 自平衡重重心至塔机回转中心线的水平距离（ m） G 起重臂自重（ t） a 自起重臂重心至塔机回转中心线的水平距离（ m） Q 吊载（最大幅度吊载）（ t） q 变幅小车及吊钩及滑轮重量（ t） L 自起重臂端头变幅小车重心至塔机回转中心线水 平衡臂重的用量与平衡臂长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间的关系如表2 塔式起重机类型 起重臂 长度 /m 平衡臂与起重臂的长度比 承担城市建设改建，进行见缝插针式施工的城市塔机一般高层建筑施工用塔机长臂架、重型和超重型塔机 4050 560 060 35 6080 2则根据 知臂架的总长度为 45m ，则初选平衡臂的 长度为 9m 。 衡重 平衡重属于平衡臂系统的组成部分，它的用量甚是可观， 轻型塔机一般至少要用 34t，重型自升式塔机要装有近 30此在设计平衡重过程中，应对平衡重的选材、构造以及安装进行认真考虑并作妥善安排。 平衡重一般可分为固定式和活动式两种。活动平衡重主要用于自升式塔机，其特点是可以移动，易于使塔身上部作用力矩处于平衡状态，便于进行顶升接高作业。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，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，受风载荷面大，对塔身构造和稳定性都产生不利影响。但是构造相对简易，预制生产方便，可以就地直接进行浇注，且不用考虑风吹雨淋，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。 平衡重如图 2 塔式起重机总体及动臂部分设计 25 图 21. 起重臂的结构形式 起重臂简称臂架或吊臂，按构造形式可分为： 1）小车变幅水平臂架 2）俯 仰变幅臂架，简称动臂 3）伸缩式小车变幅臂架 4）折曲式臂架 综合考虑各构造形式的优缺点，本设计采用小车变幅水平臂架。 小车变幅水平臂架又概分为三种不同形式：单吊点小车变幅臂架、双吊点小车变幅臂架和起重机与平衡臂架连成一体的锤头式小车变幅臂架。单吊点小车变幅臂架是静定结构，而双吊点小车变幅臂架则是超静定结构。双吊点小车变幅臂架结构自重轻，据分析与同等起重性能的单吊点小车变幅臂架相比，自重均可减轻 5% 10%。小车变幅臂架拉索吊点可以设在下弦处，也可设在上弦处，现今通用小车变幅臂架多是上弦吊点，正三角形截面臂 架。这种臂架的下弦杆上平面均用作小车运行轨道。 本 索吊点设在上弦处。 2 臂架构造设计的几个问题 1）分节问题； 小车臂架常用的标准节长度有 6、 7、 8、 10、 12m，为便于组合成若干不同长度（例如35、 40、 45、 50m）的臂架，除标准节间外，一般都配设 1 2 个 3 5m 长的延接节，一个根部节，一个首部节和端头节。端头节构造应当简单轻巧，配有小车止挡缓冲总长，但可与任一标准节配装形成一个完整的起重臂。 本设计的 机工作幅度为 45m，为了便于安装及运输，选 用 7 个 6m 标准节间和 1个 5 塔式起重机总体及动臂部分设计 26 图 25米臂架示意图 2）截面形式及截面尺寸 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。 本次设计的截面高度主要与臂架全长有关系，臂架越长，截面宽度应越宽，上弦杆受力可以随着截面宽度增大而减小一些，但是如果臂架截面太大，由腹杆增大而增加的重量可能会抵消上弦杆的减重效果。增大臂架的宽度可以减轻臂架下弦的受力情况，臂架的重量也可能由于下弦杆截面积的减少而减轻，但增大截面高 度和截面宽度，也可能会产生负面影响。添加了装运作业的麻烦和恶化了小车作业条件，故参考同类塔机选取截面尺寸如图 2 图 2其中 3）臂架材料选择 臂架上弦杆材料选择 16其优点是，迎风阻力小，吊点构造简单，不易发生撞击变形，万一产生弯曲，容易调整复原，实心圆钢上弦杆与腹杆连接处刚度比较好，臂架的下弦以采用等边角钢对箱形截面杆件最为经济 实用， 具有良好的抗弯曲性能。 因此上弦杆选用 76 8，下弦选用的角钢型号为： 70 5，臂间由销轴连接。 4）起重臂腹杆形式 三角形截面起重臂的腹杆体系采用人字形布置方式， 有时限于弦杆选用材料的特性，在臂架的某一区段的人字式腹杆体系中加设竖腹杆，以增大弦杆节间的抗压、抗弯能力。 5）吊点位置确定 当小车行驶到吊臂端部时，在吊点处桁架弦杆中产生的最大值与小车行驶到吊点内跨中某处 时，该处桁架弦杆中的最大应力值相等的等强度或等稳定度条件。 双吊点吊臂是超静定结构， 一般可初选 L 为吊臂总长）。 6)拉杆 杆由焊件组成，其材料为 16杆节塔式起重机总体及动臂部分设计 27 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。 7)上、下支座 上支座上部分别与塔顶、起重臂、平衡臂连接，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，另一面设有限位开关。 下 支座部用高强螺栓与回转支承连接、支承上部分结构，下部分四角平面用 4 个销轴和 8个 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。按照滚动体的差异，回转支承可分为两大类：球式回转支承和滚柱式回转支承。本设计采用球式回转支承，其优点是：刚性好，变形小，对轴承座结构要求较低。钢球为纯滚动，摩擦阻力较小，功率损失小。 根据构造结构的差异和滚动体安装应用的数量，回转支承又分为单排四点接触球式回转支承 、双排球式试回转支承、单排交叉滚柱式回转支承和三排滚柱式回转支承。 这次设计选取单排四点接触球式回转支承，它由一个座圈和一个齿圈构成，结构紧凑，重量轻，钢球和圆弧滚道多处接触，能够同时承载轴向力、径向力和倾翻力矩。 回转支承和回转支承装置结构简图如下图 2 图 2转支承及回转支承装置简图 1 2 3 45 6 78 9着装置 附着装置是由一套附着框架，四套顶杆和三 根承杆组成，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承杆的长度可以调整，以满足塔身中心线到建筑物的距离限制通常这个距离以 5着装置如图 2 塔式起重机总体及动臂部分设计 28 图 2着机构示意图 机工作机构 工作机构是为实现起重机不同的运动要求而设置的。 塔 机的工作机构大致有五部分：起升机构、变幅机构、回转机构、小车牵引机构和大车走行机构。 依靠这些机构完成起吊重物、运送重物到指定地点并安装就位三项运动在内的吊装作业。 本次设计的 升机构 、变幅机构、回转机构等。而行走机构不必设计，故此塔机属于固定式塔式起重机。 本次设计要求改善提高塔机的生产效率，加快本起重机吊装物品施工的进度，起升机构、变幅机构和回转机构进行作业时工作速度都应较高，并且要求从静止启动到全速
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