毕业论文qtz80塔吊设计

扬州工业职业技术学院毕业论文课题名称QTZ80塔吊设计院部机械工程学院总目录第一部分任务书第二部分开题报告第三部分正文第一部分任务书毕业设计论文任务书院（部）机械工程学院专业机械设计与制造班级1002机制学生姓名指导教师职称讲师课题名称QTZ80塔吊设计课题工作内容本次毕业设计是对机械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，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、吊臂的设计、整体稳定性计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。指标要求一、论文技术指标1、主要任务学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一份毕业论文，并绘制有关图表。2、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、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。3、能力培养要求学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，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；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。4、综合素质要求通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；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、经济观与全局观。二、设计说明书的撰写1、毕业设计说明书按学院规定的撰写格式、要求和纸张格式装订成册，内容顺序为封面、中英文摘要、目录、说明书正文、参考书目录、小结、封底；2、设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；3、说明书要求章节分明，层次清楚，文理通顺；进程安排1、熟悉毕业设计（论文）的任务要求，搜集相关资料；1周2、查阅资料、外文文献翻译、开题报告；2周3、了解和掌握各种材料的选择和加工工艺；3周4、总体方案设计；3周5、起重臂设计、变幅机构选择；2周6、编写说明书，整理并完成毕业设计论文；1周7、毕业设计成果审阅、评阅、答辩。主要参考文献1、塔式起重机设计规范GB/T13752922、钢结构宣国梅谢瑞健3、结构力学陈荣波编国防工业出版社4、工程起重机顾迪民中国建筑出版社5、互换性与技术测量廖念钊古莹庵等编中国计量出版社6、机械零件设计手册冶金工业出版社7、机械设计手册机械工业出版社8、起重机设计手册机械工业出版社9、机械设计鄂中凯等编东北工学院出版社10、材料力学张如三编中国建筑工业出版社起止日期2012年8月1日2012年11月1日院部盖章教研室主任签字年月日年月日说明毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核盖章后生效。此任务书要求按固定格式双面打印,在毕业设计工作开始前一周内填写并发给学生。第二部分开题报告扬州工业职业技术学院机械工程学院2013届毕业设计（论文）开题报告书毕业设计（论文）开题报告书（表（表1）学生姓名专业机械设计与制造班级学号题目QTZ80塔吊设计指导教师职称讲师学位硕士题目类别工程设计基础研究应用研究其它【课题的内容与要求】主要内容本文主要结合实例针对工艺流程进行阐述，对各种结构设计进行简要论述和总结。具体要求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、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3、说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，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。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。4、对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。【前言】塔机是现代化工业和民用建筑的主要施工机械之一。在高层建筑中，塔机的利用幅度比其他类型的起重机高，在社会经济飞速发展的今天，高层建筑越来越多，塔机的运用也成为高层建筑中不可缺少的机械之一，尤其是现代化建设日新月异的今天，塔机的身影更无处不在。由于塔机性能不断完善，使得建筑工艺可能进行重大改革，能够应用大型砖块，甚至是箱形结构，实现建筑物结构件的预制转配化、工厂化。同时，新技术的不断出现反过来对塔机的性能和参数提出了更高的要求。相信随着经济的继续发展，塔机将会发挥出更显著的作用，贡献更大力量。【方案的比较与评价】通过电子图书馆，查阅及搜集书籍资料网络，参考万方、超星和中文科技期刊全文数据等相关网站资料，并利用UG软件进行应力分析、利用AUTOCAD软件完成二维图的生成、利用SOLIDWORKS制作三维效果图。【预期的效果及指标】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、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3、说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，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。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。4、对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。【进度安排】2012年8月1日2012年8月7日熟悉毕业设计（论文）的任务要求，搜集相关资料；2012年8月8日2012年8月22日查阅资料、外文文献翻译、开题报告；2012年8月22日2012年9月11日了解和掌握各种材料的选择和加工工艺；2012年9月12日2012年10月2日总体方案设计2012年10月3日2012年10月16日起重臂设计、变幅机构选择；2012年10月17日2012年11月1日编写说明书，整理并完成毕业设计论文；【参考文献】1、塔式起重机设计规范GB/T13752922、钢结构宣国梅谢瑞健3、结构力学陈荣波编国防工业出版社4、工程起重机顾迪民中国建筑出版社5、互换性与技术测量廖念钊古莹庵等编中国计量出版社6、机械零件设计手册冶金工业出版社7、机械设计手册机械工业出版社8、起重机设计手册机械工业出版社9、机械设计鄂中凯等编东北工学院出版社10、材料力学张如三编中国建筑工业出版社【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）同意提交开题论证修改后提交不同意提交（请说明理由）指导教师签章年月日【系部意见】同意指导教师意见不同意指导教师意见（请说明理由）其它（请说明）院（部）主任签章年月日扬州工业职业技术学院机械工程学院毕业设计（论文）中期检查及指导记录表毕业设计（论文）中期检查及指导记录表表表2（指导教师填写）学生姓名专业机械设计与制造班级学号题目QTZ80塔吊设计指导教师姓名职称讲师学位硕士是否按计划完成工作任务是基本按计划要求否是否有能力独立按期完成毕业论文（设计）是基本按计划要求否【目前进展情况】（学生工作进展、资料搜集和利用情况、教师指导情况等）【对此后设计（论文）工作的建议，包括应注意的问题及采取的措施】指导教师签章年月日【学院意见】同意指导教师意见不同意指导教师意见（请说明理由）其它（请说明）学院院长签章年月日扬州工业职业技术学院机械工程学院毕业设计（论文）指导教师评分表毕业设计（论文）指导教师评分表（表（表3）学生姓名于顺专业机械设计与制造班级1002机制学号1003120247分项评分标准评分内容具体要求分值ABCDE学习态度努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。10108764创新论文（设计）有新观点、新方法、新材料、新发现。10108764调研论证能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。10108764综合能力能综合运用所学知识和技能，发现及解决实际问题。20201715128表述论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求。20201715128文献阅读查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。10108764撰写质量结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，格式规范，符合规定字数要求。20201715128【指导教师评语毕业设计（论文）的价值；反映学生掌握知识、能力情况；设计（论文）的内容、结构、结论以及整体水平等】是否同意提交答辩是修改后提交否（请说明理由）评定成绩（百分制）指导教师签章年月日扬州工业职业技术学院机械工程学院毕毕业业设设计计（论论文文）评评阅阅人人评评分分表表（表表4）学生姓名于顺专业机械设计与制造班级1002机制学号1003120247分项评分标准评分内容具体要求分值ABCDE任务量毕业设计（论文）任务量饱满，难度较大。20201715128创新设计（论文）有新观点、新方法、新材料、新发现。10108764表述论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理，绘图（表）符合要求。404035302520文献阅读查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。10108764撰写质量结构严谨、文字通顺、用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整、书写格式规范，符合规定字数要求。20201715128是否同意提交答辩是修改后提交否（请说明理由）评定成绩（百分制）评阅人签章年月日扬州工业职业技术学院机械工程学院2013届毕毕业业设设计计（论论文文）答答辩辩评评分分表表（表（表5）学生姓名于顺专业机械设计与制造班级1002机制学号1003120247分项评分标准评分内容具体要求分值ABCDE自述总结思路清晰，语言表达准确，概念清楚，观点正确，分析归纳合理。303025211815创新设计（论文）有新观点、新方法、新材料、新发现。10108764答辩能够正确回答所提出的问题，基本概念清楚，有理有据。505045383020资料资料齐全，符合扬州工业职业技术学院毕业论文（设计）工作条例规定。10108764是否通过答辩通过不通过其它（请说明）答辩小组评定成绩（百分制）答辩小组组长签章年月日【学院）意见】是否同意答辩小组意见同意不同意（请附件说明理由）是否评定为院级优秀论文是否学院院长签章年月日扬州工业职业技术学院机械工程学院2013届毕毕业业设设计计（论论文文）答答辩辩记记录录表表（表（表6）学生姓名专业班级学号题目答辩时间年月日答辩小组组长答辩小组成员【问题及回答要点】以问答形式记录记录人签字年月日第三部分正文QTZ80塔吊设计于顺1002机制摘要随着我国社会主义经济的发展，美丽的高层建筑已成为现代化城市的一个重要标志，与此相随的高层建筑的建设就成为现代工业最重要的组成部分，塔式起重机是工业与民用建筑中最重要的施工设备，也是最具代表性的起重机械。塔式起重机既是最重要的建筑机械，同时，他的整体结构使用工况复杂，也是危险性最大的建筑机械，安全可靠与经济性是塔机设计的关键，以往，设计者都是以类比的方法进行设计，考虑最多的是安全性，很难达到安全性与经济性的统一，而且，这种设计方法，计算复杂，工作效率底，容易出现错误。我这次设计的是QTZ80塔式起重机，它的吊臂全长56米，分为七节三部分。上面包括牵引机构，变幅小车，吊钩等。它的起重量在136吨。这次毕业设计中，我在周力军、王波老师的指导下，对QTZ80塔式起重机吊臂进行设计，为了解决上述问题，我运用了已编好的程序，这样，设计者只要按要求输入原始参数，计算机就能自动的进行设计计算，输出满足强度和稳定性的设计方案，达到经济性和社会性的统一，并且设计更合理，更适用。关键词塔式起重机、吊臂、牵引机构、变幅小车、吊钩ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFMODERNCONSTRUCTIONINDUSTRY,THECONSTRUCTIONOFHIGHBUILDINGSCOMINGTOBETHEMAINCOMPONENTOFTHEMODERNCITIESCONSTRUCTIONTHETOWERCRANEISANIMPORTANTCONSTRUCTIVEMACHINEANDALSOARIPERTENTATIVELIFTINGMACHINEATTHESAMETIMETHETOWERCRANEISVERYDANGEROUS,CRANEWASDESIGNEDBYMEANSOFANALOGYORMANUALCALCULATIONANDTHEMORESAFEFACTORYWERECONSIDERED,SOTHATITISTOODIFFICULTTOREACHTHEBESTUNITYOFECONOMYANDRELIABILITYTHEDESIGNERSMUSTDOAGREATDEALOFCOMPLICATEDCALCULATIONWITHLOWEREFFICIENCYANDAFTERTHEYTENDTOMAKEMANYMISTAKETHISGRADUATIONDESIGNMAKESFULLUSEOFPOWERFULLCALCULATIONANDPROGRAMWITHFOTTRAN77COMPUTERLANGUAGE,WHATTHEUSERSNEEDTODOISTOINPUTTHEPRIMARYDESIGNPARAMETERS,ACCORDINGTOTHEDEMANDSOFPROGRAM,THEOPTIMUMMETHODISUSETOMAKEDESIGNRESULTGETTHEECONOMICAIMDOTINGPROGRAMMINGFORDESIGNCALCULATIONTHEOPTIMUMDESIGNPARAMETERSAREUSEDTOMEETTHEREQUIREMENTSOFSTRENGTHANDSTABILITY,SOTHATTHELOADTHELOADBEARINGCAPACITYOFMATERIALOFEACHPARTISCOMPLETELYUSEDTOGETTHERESULTSWITHTHELIGHTESTWEIGHTANDTHELOWESTCOSTIDESIGNISTHEQTZ800TOWERTYPEDERRICKTHISTIME,ITMOURNSTHEARMWHOLELONG56METERED,ISDIVIDEDINTOSEVENSECTIONSTHREEPARTINCLUDELEADINGTHEORGANIZATIONUP,CHANGINGRANGEUSELITTLECAR,MOURNTHEHOOKETCITSSINCETHEWEIGHTISIN136TONSINALLCOURSEOFTHISPRACTICEANDDESIGNING,IAMBADLYBENEFITEDFROMLIBIN,ANDALLSTAFFSFROMENGINEERINGMACHINE,HEREIWILLSHOWTHANKSTOTHETEACHERSFORTHEIRCARESANDSUPPORTSBUTITISHARDTOELIMINATEALLERRORSINCOURSEOFDESIGNING,DUETOMYFIRSTGENERAL,DETAILINGDESIGNINGBESIDESMYLITTLEKNOWLEDGE,RUSHHOURSCAREDATAANDINSUFFICIENTEXPERIENCEKEYWORDTOWERCRANECHANGINGRANGEUSELITTLECARLITTERCRANEOPTIMUMDESIGN目录前言101吊臂起重特性及设计方案202吊臂力学分析403塔身的几何特性参数3304配重的计算与选择4105应力计算与稳定性计算4206拉杆的长度计算4907材料选择5008应力结果分析5109销轴校核5210耳板校核5311参考文献54致谢55前言塔机是现代化工业和民用建筑的主要施工机械之一。在高层建筑中，塔机的利用幅度比其他类型的起重机高，在社会经济飞速发展的今天，高层建筑越来越多，塔机的运用也成为高层建筑中不可缺少的机械之一，尤其是现代化建设日新月异的今天，塔机的身影更无处不在。由于塔机可以靠近建筑，幅度利用率可达到全幅的80，而普通的轮胎式、履带式起重机幅度利用率只达到50，而且随着高度的增加而急剧减少，相比之下塔机显示出了独有的优势。因此塔机在工业与民用建筑施工中一直处于领先地位。运用塔机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价起着重要作用。由于塔机性能不断完善，使得建筑工艺可能进行重大改革，能够应用大型砖块，甚至是箱形结构，实现建筑物结构件的预制转配化、工厂化。同时，新技术的不断出现反过来对塔机的性能和参数提出了更高的要求。相信随着经济的继续发展，塔机将会发挥出更显著的作用，贡献更大力量。本次设计的QTZ80塔式起重机是一种新型的塔式起重机，可广泛应用于工业与民用建筑特别适合用于场地狭窄，地形复杂的施工现场。本机有起升、回转、变幅三个工作机构，可以单独或复杂动作以提高工作效率。起升机构具有两种工作速度，可实现不同的工作要求；起重臂可实现正反自由旋转360度；水平臂架、小车变幅、灵活可靠、起吊就位准确，可一次满足施工中垂直及水平运输的要求。本机最显著的优点是性能可靠。目前工程中普遍使用塔式起重机作为物料搬运机械，上回转塔式起重机应用最多。但是，上回转塔式起重机却存在一些问题，如安装吊臂后需要在悬空的吊臂上安装起升钢丝绳，调整变幅钢丝绳等。这种工作危险大，劳动前度高，且特别脏。QTZ80塔式起重机采用了新技术方案，在原用的上回转塔式起重机的基础上增设了小车站，使得塔式起重机在拆装中将变幅小车、起升钓钩、滑轮组和上转肽等上部结构形成一个单元，这样可以避免安装中在空中拆卸、安装钢丝绳。臂端变幅导向滑轮和起升绳的固定都是靠拖车和臂端的锁定装置自动连锁固定，手动操纵分离。另外该机的变幅绳全部布置在臂架的外侧下边，变幅绳由两个卷筒驱动，可分别实现放绳、收绳过程。工作时可用两个卷筒连在一起，实现正常的变幅工作。因此，该机可实现快速的拆装，减轻了工作强度，降低了工作的危险性，节省了时间，提高了效率。1吊臂起重特性及设计方案11、设计方案起重臂采用等腰三角形桁架结构，上弦杆为圆钢管，下弦杆为等肢角钢焊成的方管。斜腹杆为圆钢管，节点间距为125CM。臂架全长为56米，由七节臂组成。前四节臂每节长10米，五六两节节长5米，七节节臂长6米，第一臂节装有小车牵引机构。节臂结构如下图。图11图1212起重特性按移动载荷对上铰点的力矩为恒值计算起重特性曲线标定56米处起重量为1300KGKGRMQ13089MAX1考虑小车质量为GC182KG，吊具质量为G147KG则这一幅度的运动载荷对上铰点的力矩为MJ（Q1GCG）RMAXEGCERGCAX因此得起重特性方程为1MAXAX891MRGGCEREGGCMQ式中QMAX起升机构额定起重量（6000KG）M标定起重力矩（800KNM）GC小车质量（182KG）G吊钩质量（147KG）RMAX基本臂最大幅度（56M）E上铰点到回转中心距离（058M）R1QMAX所能达到最大幅度其中8415014782605613EGGCQMAXR1R）（）但最小幅度为2M表112吊臂力学分析塔式起重机的小车变幅的水平吊臂，以往多采用单吊点形式，结构简单，设计计算、生产和使用都比较容易。但随着建筑业的发展，长臂架起重机逐渐增多，如仍采用单吊点形式，必然使结构笨重，材料利用不充分。因此目前多数长臂架塔式起重机采用双吊点结构形式，使吊臂受力情况大为改善，与单吊点结构形式相比，大大减少了结构尺寸，减轻了自重。但双吊点结构使吊臂受力强框更为复杂，在起升平面内，双吊点结构构成了一个一次超静定系统。在计算吊臂稳定性前，必须了解此静定系统。塔式起重机受力为空间力系，下边分别讨论。21吊点的确定211单吊点情况下吊点位置B（或）的确定2L取整个吊臂是等截面的，吊点B以左是一简桁架梁，以右是一个悬臂梁。当小车位于悬臂最外端C点，很明显B点的弯矩最大，其截面上各弦杆中的内力也最大。但当小车从B向A行走时，到何处其跨间各弦杆中的内力为最大呢如果找到了这样的一个位置，解出一个来，使其各弦杆中最大内力与上述B2L点截面上相应各弦杆中的最大内力相等，则这个就是近似的理想的吊点位置。2当设计好吊臂尺寸后，再将自重，惯性力，风力等影响考虑进去，再以中跨间各弦杆中的最大应力和吊点位置处各弦杆中的最大应力相等为目标，可以再次求得一个对于该吊臂来讲的一个理想的吊点位置。在未选取截面尺寸时，先初选吊点B位置，其近似方法如下XK（1）XXMAYR2LDX1X0D22X2L4就是说，当小车从B向A行走时，当小车的第一个行走轮压力走到距A1P点的距离为（）时，行走轮压力处的弯矩最大。2L4D1P但是，当我们取上面所得到的X，不会是正好在桁架的1个节2L4D1点上。譬如节点可能在和之间，而由于跨距AB很大，节点间的距离W1P2与之比是很小的，我们可以近似的取它在附近的一个节点上，这样是不会有很大的影响的。通过求得的X，就可以得到AB跨中上弦杆中的最大内力。令2L4D20S等于，也即是等弯矩原理，这样就可以解出极为近似的理想的20S102MB来了。2LK（1）20S2LDXHX（1）1022KSINQQ解出2L424422KKDLDLKD由上式计算出来的，就是我们的近似理想的吊点位置。若要精确些，必须是在截面选定后，甚至考虑全部载荷的影响，在强度和稳定相等的条件下求得吊点的理想位置。22、起升平面内力学分析221力学模型在起升平面内，吊臂可看作是弹性支承的超静定多塔连续架，其上作用有自重载荷和起升载荷，前面俩拉杆可看作两个弹性支承，如下图所示图21图22图23Q1，Q2，Q3吊臂自重载荷T1，T2拉杆拉力MA，MB，MC，MT，集中理想中心简化的附加力矩PI起升载荷G变幅机构自重TI钢丝绳拉力R幅度MAT11T22E2COSSM2T11E1MCT22E1COSMTTIE2一第一、二节臂臂架高度为H110CM，宽度为B125CM1上弦杆截面面积2293684CMACML2545136I查表有1/AII897IL9802下弦杆截面面积（焊成边长为87MM的方管）26043CCML5143897I查表有2/AI9IL31903斜桁架斜腹杆48352284184CMCML82496I查表有5/AI357IL7404水平桁架斜腹杆423226834CMACML256144076I查表有381/I213IL51305自重载荷CMKGQI920145966绕X轴的转动惯量。图24CMLX963429201LS754221895763424309251CMIX（二）第三四五节臂臂架高度为H10945CM，宽度为B125CM1上弦杆截面面积2293684CMACML254451I查表有612/AII8947IL8902下弦杆截面面积（焊成边长为76MM的方管）2849CMCL1549741203I查表有/AI6IL9103斜桁架斜腹杆423228364CMCML4244076I查表有381/AI29IL6704水平桁架斜腹杆3232276CMCL15844934I查表有01/AI152IL2905自重载荷CMKGQI6976绕X轴的转动惯量。CML376285140851LS736926149382914022XI（三）第六七节臂臂架高度为H109CM1上弦杆截面面积226815864CMACML1254465864CMI查表有/AII25IL8902下弦杆截面面积（焊成边长为67MM的方管）28612436CCL14787MI查表有5/AI50IL803斜桁架斜腹杆323227364CCL12449MI查表有01/AI71IL4704水平桁架斜腹杆28322368CCML6594487164MI查表有90/AI39IL205自重载荷CMKGQI546绕X轴的转动惯量。CML79342168091CLS724094226597341281685CMIX四吊臂总重KGQ413总222超静定结构的计算方法本程序的求解方法就是结构力学中求解超静定系统的一般方法，即由一个力矩平衡方程和一个位移协调方程联立求解未知拉杆力。力矩平衡方程采用对上铰点A的力矩平衡方程，即21MRPIA2132BCABSQSSQSINSI212113LTLGLSCBABC0位移协调方程式采用对B点的位移协调方程，预先设定两拉杆拉力为，则去掉B点约束而代之以未知力后有下式成立21T,1TTBCBBAXBMYYMQYP21CBLRG式中BRYMGBQYPCBTTCCBAABXB支座力在点产生的位移在弯矩电引起的位移变幅机构自重在点引起的位移在力矩点引起的位移在力矩点引起的位移在力矩点引起的位移自重载荷在点引起的位移起升载荷在点的真实位移点的真实位移223位移计算11A1BSINSEL222TYC式中为短拉杆，长拉杆的长度BAL,为短拉杆，长拉杆的截面面积21SE为材料的杨氏弹性模量（1）单位载荷作用于B点时的弯矩方程和弯矩图图25单位力作用下弯矩方程XLMX121L（2）自重载荷作用下弯矩方程和B点位移21221ABAAAASLSQSQVLBCBC3图26弯矩方程2211AAAAXSXQSXQVMLXSAB点位移DXMEIYXLBQ11XIASLLXDX1Q21V12A02122EIDXVSXAADXQSQXAA2211整理得1XBQEIY61383214212LQVLQLVAA21141213SSLSAAA21212233QLLVEIAX222132146SQSLQAA842122111AAASLQLSV22211AASQLQ（3）弯矩MA作用下的弯矩方程和B点位移图27弯矩方程（0XL）AAXML在B点产生的位移DXEIMYXA1120211LXDXLASLALXDXMEIDXASXAA112整理得3231312112LSMLLMLEIYAAAXAB112121SAAA23112132ABAAAXSLMSLSLMEI（4）弯矩作用下B点位移BY,图28弯矩方程BMXLLX1DEIYXB1DXLMXLXBSBLXA120211DMEIBLSXA122整理得23121112LSMLLIYABBBXBBAABSSM33121131121322ABABBAXSLMSLMSLEI（5）弯矩作用下B点位移CMCY图29弯矩方程XLMCX0LXDEIYXB1DXLMXXLXCSLCLXA10211DMEILSXA12整理得CACACXCBMLSLSLEIMY2331112312123XI12（6）支座反力BYR点位移引起的BYR图2101SINTRBY弯矩方程BYBYXRLXM1201LXDEIRYXB11220211LXXLLSBYLXA12122EIDRXLSXBYYAXLLBYY12整理得331312121LSRLREIRYABYBYXB121221SLABYABY322322ABYYXSLRSLREI1ABYSL7弯矩TTMM点位移作用下图211弯矩方程TXM0LX（DEIYXTB1DXMLXXXLTSLTXA120211DMEITX122整理得21121121LSLSLIMYATATTXTB211ATATXMSLEI（8）移动载荷作用下B点位移IBPY塔式起重机在工作过程中，起升载荷在吊臂上按一定步长改变作用点，而吊臂为了减轻自重往往也做成变截面形式，因此由起升载荷PI产生的B点位移计算必须分段进行。IBPY弯矩方程XPLRMIIIXRX图212A时之间时，即作用在当1100LRLPIDXMEYXIBIILIRXPRXXPLI11220DXDISLA11PLRXEIISXA12整理得IIXIBRLEPY2311323211121AIAISRLPSPIAXIAILREPLSRPL121113123121AIASPSBAIRLLP之间时，即作用在当11102111LPXRDXPLRXEIPYILILXIBDISRA11DXPLXLEIISXA12整理得IIXIBPLRLRPY2312311111SSPEIAIAIXIXIAPLRELRS321232321AIIASPLRSLSPCAI之间时，即作用于当DXMEYXIB1120211LXPLIASLILXREIDXRISXIA22DXLPLLIRI11整理得33312121SPREIPYAIIXIB321221AIXAISRLEILSLR32131RLPSRPLIAI1321IID时之间，即作用在当CCISRLSLP图213弯矩方程XLRPMIXDEIYXB1XLXILX120DRPASLI121XLXEISIXA122整理得33131212SPLRPLRIPYAIIXIB3123212112AIXAISEISLR21AISLPRL（9）小车牵引机构自重G引起的B点位移BGY图214弯矩方程XGLMX3L3DEIYXBG1XDLGXLLLX13312320ASLDGX1312SXAXLEI3122整理得231231323GLLIYXBG31231312LSAGEIGLSLSAXAA311212SAA3321231224以上各位移的表示方法（1）自重引起的位移表示方法61333121LSQVLWAAALQSVLSLQWAA821312421412EI216333121AAASLQSLS2441112124QLVIAAA21ASLLQSQIAA82212121525436EII6YBQ（2）MA引起的位移表示方法LSLSLEIAAX331211231212311SLA3121222SLIAXAABMY1（3）MB引起的B点位移的表示方法23111212113LSSLSLEIAAAX1212322AAXIBBMY1（4）引起的位移表示方法CLSLSLEICAAX23311123212122AAXICCBMY1（5）在B点引起的位移表示法R332121231211LSLSLEIDAAX121SA321212222AAAXSLLSLI1211SINTDRDRYBYB（6）引起的位移表示法TM2111211LSLSEIGAAX1222LIAXTTBMY1（7）变幅机构自重引起的位移表示方法GLSLSSLZAAA3211231310GEIX12230231L33212312112GSLSLSEIZAAAX1ZYBG（8）起升载荷引起的位移表示方法IP起升载荷作用在不同位移时的位移计算公式中的系数均用I表示，参看源程序FNT,、IFNIBPTY225解超静定结构力矩平衡条件M002121122122331LSINTICOSETOSETCOSEOSEGLSQSQRPBABABAI将上式看作则可令21O1321122121SINCOSGLSQSSQRPOLEBCABABAI位移协调条件BCBGMTBCMBARYBQPIYLYY21将以上各式代上式中，可得112212211221SINSINCOSCOSCOINESLTSLETETCEBEADYYABBMTQPIG将上式看作是则可令PT2111212121SINCOSCOSSINESLEBEADPAYBGMTBQYPISELCEAB22121212212ICO解联立线性方程组得PTO210/212121POT因为建立了力学模型时将拉杆当作弹性支撑处理。因此，有可能使解方程解出的两拉杆力1与出现负值。这种情况不符合拉杆本身的力学特性。故在解方程得拉杆2T力为负时，程序作如下处理如果0，则令0，将系统看作只有长拉杆作用，短拉杆不起11T作用，则系统变成静定系统，按力矩平衡方程解出长拉杆拉力2TCOSSIN/1221133ELGLSQSSQRPTBCABABAI如果则令同理可解出022T1TCOSSIN/21211332ELGLSQSSQRPTBCABABAI至此，求解超静定系统完毕，并已解出了两根拉杆的拉力与。下一1T2步就是计算截面内力。226起升平面内内力计算图215支座反力AIBCBAYVTPGSQSSQR213SINSI起升平面内截面内力是分段函数（1）当截面在0之间，即0X时，3L3LA当RX则弯矩21RXPQMVITA轴力IXTN21SINCO剪力IAPQB当RX则21XQMVTAIXTN21SINCOQA（2）当截面位于之间，即X时，3L13L1A当RX则TAMXQ213IAGPVMITTN21COSSXQIAXBRX则TAMQ213AXLGVMITTN21COSSXQGVAX1（3）当截面在之间时，即X时1LS1LASA当RX则BTAMLXMXSIN2PM1113IAITN2COSIIAXPQGV11SINBRX则BTAMLXMSIN21LM113AXITNCOSIIAXPQGV11SI4当截面位于之间时即XSLASLA当RX则2211A13IAX1SIN2XQGPVMABTASQLXMITN2COSSIN211AIAAXSXQPSGVBRX则2211A13AX1SIN2LMABTSQLXMITN2COSSIN211AIAAXSXQSGV5当截面位于之间时即XLBSLBSA当RX则TBCBCBMXQM22132ITN23SSQBBCXBRX则22132XRPMSXSXSMITBCBCBXITNIBBCXPSQSQ236当截面位于之间时即X时CBCSA当RX则TCMSM2321ITN3XQCXBRX则2123XRPMSMITCXITNICXQ3（三）、回转平面内力学计算231力学模型吊臂在回转平面内可以按悬臂梁处理。其上作用有风载荷和回转起制动惯性载荷，其中桁架部分的风载荷按均布载荷处理。吊重风载荷按集中载荷处理。吊臂桁架的惯性载荷按线性分布载荷处理，吊重的惯性载荷按集中载荷处理。考虑最危险情况，把风载荷取与惯性载荷同向。如图示图231232、载荷计算臂架风载荷CBHSAKQF式中KH风力高度变化系数CB风力系数（臂架）结构充实率Q计算风压AB臂架的迎风面积吊重风载荷DWAQCP式中CD吊重风力系数AD吊重迎风面积臂架回转惯性力取一微元体，则惯性力为YDIPDTWLGQD如果要计算出某一截面的由惯性力引起的载荷，用上式作积分单元，在计算长度上积分即可得到。式中QI积分位置所对应的自重载荷G重心加速度W回转速度T塔式起重机回转起制动时间吊重回转制动惯性力M吊重质量T意义同上。TMPG/3、转平面内力计算1当计算截面位于0之间，即0X，ASASARX,则2/303021XSQDYXLTGXQDYXLTGDPXYMYCFSDSDSCXCBBAA303021XSDYLTGXDYLTGYCFSDSDCBBAABRX则2/303021XRPXSQDYXLTGXQDYXLTGMYWGCFSDSDCBBAAWGCFSDSDXPDYLTGDYLTYCBBAA3030212当截面位于之间时即X时AASBARX,则2/30302XSQDYXLTGXQDYXLTGXQMYCFSDSDCBB2TTFSSXCBBBRX则2/3030XRPXSQDYXLTGQDYXLTGMYWGCFSDSDCBBWGCFSDXPSQDYLTGCBB303当截面位于之间时即X时BARX,则2/603XSQDYXLTGXQMYCFSDC3TFSXCBRX则2/30XRPXSQDYXLTGMYWGCFSDCWGCFSDPSQDYTC30以上就把计算截面的内力全部求解完毕。3塔身的几何特性参数31、单肢参数311、主弦杆AA截面主肢角钢16016016圆钢50截面积4906719635D687022CM图31X惯性矩22121XXHAII40875CM4268306CDI2149CA235M0201XZ4906745519635413037583CMCAXD42170685MZHX901C321402231065678375XI121464CMX回转半径CAIRDXX2470681惯性矩0Y2020121YYYHAII0XZA4563912496CMCAXD1820764CHY01CM450182342220450631986795YI52094C的回转半径0YCMAIRDYY754206890单肢长度CML0125长细比3947Y查塔机设计规范得稳定系数906BB截面主肢角钢16016016圆钢38截面积490671134160408DA2CM图32X惯性矩22121XXHAII40875CM4223506CMDI2149CA23M0201XZ4906745511341352629483CCMAXD5408692CMXZHX197035401822285304162875XI1195474CMX回转半径CAIRDXX49086715惯性矩0Y2020121YYYHAII0XZA534311621CMCAXD1920486CHY01CM29315222093140674948YI515594C的回转半径0YCMAIRDYY924086510单肢长度L长细比7920Y查塔机设计规范得稳定系数9130CC截面主肢角钢16016016截面积49067DA2CM图33X惯性矩410875CMIX回转半径CAIRDXX894071惯性矩0Y4598CMIY的回转半径0CAIRDYY1430790单肢长度ML25长细比81430Y查塔机设计规范得稳定系数928322横腹杆和斜腹杆由于横腹杆为零杆，所以不予考虑。斜腹杆角钢90908截面积13944DA2CM图34X轴惯性矩47106CMIX回转半径CAIRDXX7629413惯性矩0Y47CMIY的回转半径0CAIRDYY7819430单肢长度ML5长细比07810Y查塔机设计规范得稳定系数5321AA截面XX轴的惯性矩图3524XLAIDXA24180761215746134CM截面积468702274808DA2CM322BB截面XX轴的惯性矩图3624XLAIDXB2354806719513875134CM截面积468702241632DA2CM323CC截面XX轴的惯性矩（如下页图）图37204ZLAIDXC254879817511220644CM截面积4490719628DA2CM334塔身各截面的XYI0335塔身的计算长度CML451820总I90总336用AA截面计算长细比CMIRAX758024163长细比97考虑变截面等因素，取12查塔机设计规范得稳定系数4604、配重的计算与选择吊臂中为4134KG重心在距回转中心2637M处撑架拉索重为1995KG重心在距回转中心9273M处平衡臂重为3420KG重心在距回转中心69M处起升机构重为1300KG重心在距回转中心10M处变幅机构重为400KG重心在距回转中心5214M处电控箱重为300KG重心在距回转中心233M处起重量限制器重为20KG重心在距回转中心129M处司机室重为378KG重心在距回转中心1174M处吊钩重为147KG变幅小车重为182KG其余固定载荷可视为重心在回转中心上，前部载荷引起的前倾力矩为2910743821450273915372641QM130068067MKG后部自重（不含配重）引起的后倾力矩32013963420H37297KG空载后倾力矩3729061852XMH1255X92771067满载前