QTZ40塔式起重机的总体及臂架优化设计【优秀机械毕业设计论文】
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qtz40
塔式起重机
总体
整体
优化
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
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-
文档包括:
说明书一份。90页，35000字。
外文翻译一份。
开题报告一份。
实习报告一份。
图纸共11张，如下所示
A0-吊臂总图.dwg
A1-拉板图装配图.dwg
A2-第七节臂.dwg
A2-第二节臂.dwg
A4-上弦杆.dwg
A4-上接头（右）.dwg
A4-下弦杆.dwg
A4-下弦销.dwg
A4-下接头（右）.dwg
A4-垫圈.dwg
A4-定轴板.dwg
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）外文资料翻译 系 别 ： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 外文出处 附 件： 1、 外文原文 ； 2、外文资料翻译译文。 指导教师评语： 签字： 年 月 日 注：请将该封面与附件装订成册。 海洋工程 29（ 2002） 1463 1477 通过油水界面性能数值模拟的威尔斯涡轮机设计参数分析 梅洛， 机械工程系，西班牙优秀设计员，里斯本技术大学 1049斯本，葡萄牙 2001 年 5 月 22 日收到，于 2001 年 8 月 30 日接受 试验研究不同类型的转子叶片， 最近 对 这些叶片进行了管理来提高空气动力学性能（ 1995 年， 加托 ， 1999 年 a， b）。在这些类型当中，我们考虑两个涡轮叶片配置，这可能会提供一个更大范围的流量，在这个流量范围内涡轮机可以完全以不错的效率运行，与更多标准 后掠叶片的涡轮机转子相比：他们是向后掠 片（韦伯斯特和加托， 1999 年）。图 1 所示，优化 未波及叶片（加托和恩里克斯， 1996 年），如图 2 所示。为 了进行比较，我们采取 后掠叶片（加托等人， 1996 年）。 图 3 和图 4 显示了在 机上单向流动小规模测试的实验结果（韦伯斯特和加托， 1999年 a， b）。结果列于图 3 和图 4，高坚固性的威尔斯涡轮机的转子（转子外半径为 数翼弦 米，涡轮实度 文提到的叶片配备，有或无导流叶片。数据显示，在无量纲形式中，实验结果为效率 / ( )tL q p 与压力降 22/ ( )p p R 相关，和转矩25/ ( )L L R ,及函数 流量系数相关（ 是空气密度）。无导流叶片的涡轮机在图 3 中的结果显示， 后掠转子 在 时 具有较低的 为 后掠转子 在 时 具有较低的 为 但没有表现出无后掠转子的转矩急剧下降。此外，在失速条件下，转子扫略的转矩在一个更高流量时变为负， ，而无后掠转子 在 时 效率变负。无后掠 有叶片的转子显示出了与向后掠转子类似的通过转子叶片产生的逐步失速的流量，在很宽的流速范围内显出更高效率失速的发生。 【】 图 1，转子叶片掠角 【】 图 2 分。 图 4 表示配备相应的情节相同的涡轮机转子双列的导流叶片。如图 4 实验结果，导流叶片的使用为上述任何几何形状增加了 从 外，我们发现，使用导流叶片缩小了流量范围，在这个范围内涡轮机以正扭矩运转。 【 1469 图（ a）（ b）（ c）】 图 3. 无后掠和 30向后掠 无后掠 子叶片涡轮机，无导流叶片：效率的测量值（ a）中，压力降（ b） 和扭矩（ c）针对流量系数。 【 1470 图（ a）（ b）（ c）】 图 4. 无后掠和 30向后掠 无后掠 子叶片涡轮机，带导流叶片：效率的测量值（ a）中，压力降（ b） 和扭矩（ c）针对流量系数。 表 1 总结了六个涡轮机的性能数据，其中 和 分别为最小和最大的流量系数， 效率名义上是 。 然而， / 和 给 出 了 这 样 一 个 迹 象 ， 即 当m a x( / )中压力和流率比例近于直线的范围时的操作范围。 在上面的性能对比中，稳定的整体坚固性被假定为不同的涡轮机配置。表 1 中的结果显示出，转子叶片的几何形状对涡轮机的性能具有显著的影响。特别是与在 较窄的流量 范围内有更高的峰值效率的涡轮机相比，一些转子的几何形状会给与相当宽的流量范围，在这个范围中，涡轮机可以高效运行。 图 5过 44 个有代表性的波浪气候的亚速尔群岛网站的记录给出了平均电力输出，并考虑到各海况的发生频率设定的数值。结果给出了涡轮机特性 K 为几个值的额定功率O S sW p q 。表 2 表示在哪些设计的不同类型的涡轮机转子及旁通压力释放阀的流量系数 。 后掠转子叶片和导流叶片 图 5 给出了研究 后掠叶片 的转子使用导流叶片的数值模拟的结果。图 5 还展示出了有或者无庞统压力溢流阀，导流叶片的使用都会使平均电功率输出有显著的增加。图 3 和图 4 中绘制的 或者 无导流叶片的转子的曲线图，分别显示出带导流叶片的涡轮机具有最大效率 过这个范围涡轮机将以良好的效率运行。数值模拟的结果揭示了有用的导流叶片。此外，他 们显示的是在上述条件下，涡轮机的空气动力学设计标准应该是最大化的涡轮机的峰值效率，即使可能导致相对于流速曲线有一个较窄范围的效率。此外，可以发现，使用导流叶片会导致涡轮机尺寸的一个小的增加，然而，这不应该构成重大的问题，因为涡轮机的成本只有整个工厂成本的一小部分。 【 1471 表 1】 【 1472 图（ a）（ b）（ c）】 图 5（ a） 的结果还表明， 不管导流叶片是否被承认 电功率输出作为涡轮机的额定功率的功能的趋势 是一样的，。图 6 显示出电功率输出的显著增加。被看做涡轮机额定功率增大到 600大电功率输出已实现，在模拟中考虑涡轮机额定功率的范围。 【 1473 图（ a）（ b）】 图 6，向后掠的 30 子叶片涡轮机和无导流叶片（ a）和无旁通阀（ b）：作为涡轮机的特性函数 K，涡轮机的额定功率为几个值。 图 5（ b）给出了使用旁路泄压阀的情况下的数值模拟结果。在这样的条件下，当使用旁路泄流阀时，与相应的情况下相比，总的转换功率相当小。另外，转换后的电功率随涡轮功率 增长至 900于这个值时，转换后的功率将减小，因为小流量涡轮机损失和机械损失。转换的最大电力获得的常数 k 的值，类似于使用旁路溢流阀获得的。 【 1474 图（ a）（ b） 】 图 7 中， 子叶片涡和无导流叶片（ a）以及无旁通阀（ b）：作为涡的特性函数 k，涡的额定功率为几个值。 【 1474 表 2】 扫转子叶片，有或者无导流叶片 图 6 给出了研究使用导流叶片对 30向后掠转子叶片的影响的数值模拟的结果。可以看 出 ，导流叶片的使用不利于没有溢流阀的情况。这是由于与无导流叶片的涡轮机 相比，装有导流叶片的涡在停滞流动条件下的性能最差（见图 3 和图 4）。 如图 5 和图 6 比较所示，装有横扫叶片转子的涡比无后掠叶片涡的性能差，假定该导流叶片和压力释放阀都被使用。这个结果与图 4 所示的相同的涡的性能曲线相符。 当考虑使用溢流阀且无导流叶片时，向后掠 片的转子与无后掠 子相比，表明向后掠的转子叶片比相应的无后掠的转子生产的能量少。在这些条件下，与向 后掠叶片相比，无后掠转子具有比失速之 前效率更高的优点。然而向后掠叶片的好处是，目前向后掠叶片没有旁路压力释放阀且不使用导流叶片。 对于一个给定的涡的额定功率，电能的转换作为涡特性 k 的一个功能，这两种类型的涡是相似的，既当最高转换达到 ，无论是否使用旁路泄压阀都一样。 此外，可以看出，旁通阀的使用与向后掠叶片转子的配合不会导致一个显著增加的平均功率转换，与所发现的相应条件下无后掠叶片涡轮机相反。这是由于在较宽的流速范围内，向后掠叶片转子的涡可以以良好的效益工作。 子叶片和无导流叶片 图 7 的结果显示，无后掠 片转子在使用旁通阀（图 7a）和不使用旁通阀时（图7b），有或无导流叶片相比较，可以看出，当无导流叶片的涡的旁路泄压阀运行时，所产生的电能稍高，可以看出，当无导流叶片的涡的旁路泄压阀运行时，所产生的电能稍高。在涡带导流叶片的条件下也可以发现使用旁路压力泄压阀可以使电功率转换有较大幅度的提高。 当 片转子与 5）比较时，在无导流叶片和带有旁通阀这两种情况下，我们观察到 有叶片的转子的涡可以获得更好的性能。这意味着与 片转子的下部较 宽的曲线相比应优选高峰窄的 片转子的效率曲线。 图 4 表明，当使用旁通阀时无后掠 片转子比 片转子的转矩曲线更有利。与此相反目前如果没有旁通阀是事实。虽然在流速范围更宽时 子叶片具有正的转矩，有或者无导流叶片，其结果与 子叶片相比表明，如果使用压力释放阀，至少波气候在亚速尔群岛是不利的。 如果不考虑旁通阀，可以通过使用 片得到稍微好一点的性能。我们注意到， 而如果考虑到电动发电机和其电力 电子的成本，这可能不会是一个优势。 4. 结论 通过 波线 理论 来模拟电源转换链的数学模型 可以 用来匹配多个威尔斯涡轮机油水界面波能量转换器。主要关注的是威尔斯涡轮机的峰值效率与涡轮机可以高效运转的流率范围的宽度（固有有限），尤其是考虑在油水界面工厂中结合使用一个旁路压力释放阀。 旁路高压溢流阀被发现为在类似的工作条件下研究的每个涡轮设计，以提供更高级别的电能生产。这一增长对无后掠 有导流叶片的转子尤为重要。这个涡轮机为所有研究的涡轮机配置提供最佳的电源转换。 无后掠 导流叶片，且 无旁路减压阀的转子表现最差。数学模型预测这种情况下，最大的平均电能生产只有 60%左右，这样可以实现最好的安排，即无后掠 流叶片与压力释放阀并行工作的转子。 当不考虑溢流阀时，无后掠 或不带导流叶片的转子提供了最佳的功率转换。 旁通压力释放阀的使用已经被发现用来减小涡轮机的尺寸和额定功率。 当旁通溢流阀被应用于油水界面的控制时，涡轮机的设计应着眼于涡轮机的峰值效率最大化，即使这会导致一个较窄的效率曲线。相反，当没有考虑旁通阀时，计算结果表明，涡轮机的空气动力学设计会导致涡轮机能够在一个 很宽的流速范围内以相当不错的效率运转。 致谢 根据 合同 148/95，部分财政支持的计划 斯本的工作报告。 河北建筑工程学院 毕业设计（论文）任务书 课题 名称 式起重机总体及臂架优化设计 系： 机械工程 学院 专业： 机械设计制造及其 自 动化 班级： 机 093 姓名： 侯延峰 学号： 2009307333 起迄日期： 2013 年 3月 25日 2013 年 6月 21日 设计（论文）地点 : 综 405 指导教师： 李常胜 辅导教师： 发任务书日期： 2013 年 3 月 5 日 1、 毕业设计（论文）目的： 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。 2、毕业设计（论文）任务 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： 总体参数的选择（ 别） 结构形式 （ 2） 总体设计 主要技术参数性能 设计原则 平衡重的计算 塔机的风力计算 整机倾翻稳定性的计算 （ 3） 吊臂的设计和计算 吊臂的形式及尺寸（变截面）（双吊点） 吊 臂的强度、稳定性及刚度验算 （ 4） 设计要求 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。 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。 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。 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。 设计成果要求： 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。 1） 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、使用等也有一定 了解。 2） 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。 3） 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。 其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。 3、毕业设计（论文） 成果要求（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、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，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）、 批准 ，字数要求不少于 2 万字；撰写中英文摘要； 提倡 学生应用计算机进行设计、计算与绘图。 图纸一套 不少于四张零号图纸量。 4、主要参考文献： 1 哈尔滨建筑工程学院主编 北京：中国建筑工业出版社 2 董刚、李建功主编 机械工业出版社 3 机械设计手册 5 册） 4 9462 1999 塔式起重机技术条件 5 13752 1992 塔式起重机设计规范 6 1994 塔式起重机安全规程 7 邢静忠 学出版社 2006 8 刘坤 防工业出版社 2005 99462 1999 塔式起重机设计条件 10 13752 1992 塔式起重机设计规范 11 5144 1994 塔式起重机安全规程 12刘鸿文材料力学北京：高等教育出版社 2002 13李柱，徐振高互换性与测量技术北京：高等教育出版社 2002 14 张东升机械零件及建筑机械重庆：重庆大学出版社 15 现行建筑机械规范大全北京：中国建筑工业出版社 16 吴庆鸣，何小新工程机械设计武昌：武汉大学出版社 17刘佩衡塔式起重机使用手册北京：机械工业出版社 18 张质文，虞和谦等起 重机设计手册北京：中国铁道出版社 1997 19 顾迪民工程起重机北京：中国建筑工业出版社 1988 20 王金诺，于兰峰起重运输机金属结构北京：中国铁道出版社 21 张凤山，董红光塔式起重机构造与维修 民邮电出版社 2007 22 张青工程起重机结构与设计化学工业出版社 2008 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 悉整理资料 方案选择及总体设计 绘制总图 臂架设计 绘制臂架装配及结构图纸 绘制零件图纸 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 河北建筑工程学院 毕业实习报告 系 别 机械工程 学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机 093 班 姓 名 侯延峰 学 号 2009307333 指导教师 李常胜 实习成绩 毕业实习报告 一 。 本次实习的目的是通过实物及实习单位的相关设计资料全面了解起重机的结构和设计并对其进行设计。希望通过这次实习能够巩固和扩大我们在校期间所学的基础知识和专业知识，训练我们综合运用所学知识分析和解决问题的能力，尽量有自己的一点创新。 为了让我们把毕业设计做的更好，通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面，我们进行了毕业实习。毕业实习是每个毕业生都必须经过的过程，是毕业设计的一个重要环节。是 将毕业生所学的理论知识与实际知识相结合，使我们对专业知识有了更深刻的了解，为将来的设计、学习和工作打下了坚实的基础。 二 本次 实习为 毕业 参观 实习， 3 月 20 日 我们 在 李 老师的带领下来到 长春国际会展中心进行 参观实习 ，初步了解塔式起重机的整体结构， 然后 业余时间 自己 到 张家口市建筑机械厂对此次设计的 塔式起重机进行具体的学习。 塔式起重机是现代工业与民用建筑的主要施工机械之一。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%。我们这次设计的 为满足高层建筑施工、 设备安装而设计的新型起重运输机械，性能先进，结构合理，操作使用安全可靠。其主要特点是起 升 高度大，工作幅度 大 。塔机上部能借助于液压顶升机构，根据施工的建筑物的增高而相应的升高，使司机操作方便，视野宽 阔 并始终保持高清晰。 式起重机有多种形式，设 计正在不断的完善中。此次设计的形式为固定上回转液压顶升自动加节， 最大起升高度可达 100米（附着状态）。随着更高层建筑的出现，塔式起重机必然朝着更完美的方向发展。 塔式起重机 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 顶升 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。 塔式起重机的起升和变幅机构均由电动机、联轴器、制动器、减速器和卷筒等部件组成。为提高塔机的生产效率，加快吊装的施工进度，各工作机构均应具备较高的工作速度，并要求启动和制动过程中都能平缓进行，避免产生急剧冲击，对金属结构产生破坏性影响。另外，工作机构与金属结构之间的关系协调，互不相碰。 起升机构 ：起升机构 是起重机机械的主要机构，用以实现重物的升降运动。起升机构通常由原动机、减速器、卷筒、制动器、钢丝绳、滑轮组和吊钩组成。 回转机构 :塔机是靠起重臂回转来保障其工作覆盖面的。回转运动的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上并由回转机构驱动小齿轮。小齿轮与回转支承的大齿圈啮合，带动回转上支座相对于下支座运动。 我们设计的 式起重机的回 转机构设成单 回转式，通常由回转电动机、液力耦合器、回转制动器、回转减速器和小齿轮组成。 变幅机构 :变幅机构是实现改变幅度的工作机构，用来扩大起重机的工作范围，提高 起重机的生产率。变幅机构由电动机、减速器、卷筒和制动器组成。功率和外形尺寸较小。变幅机构按其构造和不同的变幅方式分为运行小车式和吊臂俯仰式。 塔机都设有安全保护装置，包括：起升高度限制器、起重量限制器、力矩限制器。 此次我设计吊臂，所以主要了解了吊臂。塔式起重机起重臂简称臂架或吊臂，按构造形式可分为：小车变幅水平臂架；俯仰变幅臂架，简称动臂；伸缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。本次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%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。塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形截面和矩型截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面。 这次设计的 塔式起重机是一种采用水平臂架，小车变辐，上回转 的自升塔式起重机，该塔机采用液压顶升，起升机构采用变频调速技术， 可获得理想的起升速度及荷重慢就 位；回转机构、牵引机构采用变频器控制变频电机带动行星减速器传动， 实现无级调速。 李老师为我们详细地讲解以后，我对自己的设计又有了更加直观深入的了解 。 我重点了解 了吊臂 的情况， 通过老师给我们的讲解和我仔细观看了吊臂的具体结构，我对自己设计的部分 吊臂 有了比较 全面的了解。 这次参观实习 可以说 收获颇多。 三 . 实习结果 式起重机的总体结构，重点对吊臂的结构有了全面的了解； 2. 知道了 塔机用顶升机构进行顶 升时，利用液压缸的作用把上面的所有机构顶起，然后 加入标准节。 3. 明白了 塔机的起升机构和变幅机构 是用不同的钢丝绳 分开控制的 ； 四 毕业实习 结束了， 时间虽然不长，但 是 通过实习，我们扩充了视野，开阔了大脑思维，巩固和扩 充了我们在学校学不到的实践知识， 使我们收益颇丰 。 另外 培养、锻炼了我们独立工作的能力和创新的精神；进一步巩固和深化了所学的理论内容，弥补了以前理论学习的不足 ， 更加深刻地体会到了自己学习上的不足。感谢老师们不辞辛苦地为我们联系实习单位，并亲自带领我们去实习地参观讲解，感谢 老师 给予我们的帮助 。 河北建筑工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题 名称 式起重机总体及臂架 优化设计 系 别： 机械工程 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机 093 学生姓名 ： 侯延峰 学 号 ： 2009307333 指导教师 ： 李常胜 课题来源 导师课题 课题类别 工程设计 一、论文资料的准备 1 塔式起重机概述 塔式起重机又称塔机，从西欧发源，具有适用范围广，回转半径大，操作方便，工 作效率高以及安装与拆卸比较简便等特点，从而广泛的使用在建筑安装工程中，并成为 重要的施工机械之一。同时，塔式起重机在水利建设，造船以及电站施工等部门也有应 用参考。 塔式起重机是一种塔身树立起重臂回转的起重机械，简称塔机，也叫塔吊，起源于西欧。具有工作效率高、使用范围广、回转半径大、起升高度大、操作方便以及安装与拆卸比较简便等特点。主要完成在 高层建筑施工中预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作。塔式起重机应具备下列特点： 起升高度和工作幅度较大、起重力矩大； 工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能； 要求拆装运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。 2 我国塔式起重机的发展现状 塔式起重机在我国的生产与应用已经有 50 余年的历史，经历了以个从测绘仿制到自行设计制造的过程，特别是进入 20 世纪 90 年代以后，我国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。 现在我国的建筑用塔式起重机 已越来越普遍，从普通的多层民用建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程等，到处都有塔机的应用。近 20 年来，市场的需求，有力的促进了技术的进步，通过研究开发、技术创新、引进消化，我们的设计手段和配套件生产能力也有了很大的进步，计算机辅助设计、微电子技术、程控语言控制技术都在塔机上得到了应用。当然也不可否认，我国的塔机产品的技术性能、制作质量和品种型号规格，与发达国家产品相比，仍然存在较大的差距，特别是基础零部件的可靠性、电气元件、液压元件、工艺安装、生产设备和检测手段等，差距更 大。这就影响了我们整机产品的质量和可靠性，增加了事故隐患。对此我们绝不可以掉以轻心，要加倍努力、敢于创新、严格把关、赶超国际水平。 二、塔式起重机的研究现状及发展趋势 塔式起重机 (简称塔吊 )是一种塔身直立、起重机臂铰接在塔帽下部且能够作 360回转的起重机 ,通常用于房屋建筑和设备安装的场所 ,具有适用范围广、起升高度高、回转半径大、工作效率高、操作简便、运转可靠等特点。因此它在建筑安装施工中已经得到了广泛的应用 ,特别对于高层建筑施工来说 ,更是一种不可缺少的重要施工机械。 塔式起重机起源于欧洲。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 年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941 年，有关塔机的德国工业标准 布。该标准规定以吊载 (t)和幅度 (m)的乘积 (起以重力矩表示塔机的起重能力。 我国的塔机行业于 20 世纪 50 年代开始起步 ,已有 50 多年的历史，经历了一个从测仿制到自行设计制造的过程。 20 世纪 50 年代，为满足国家经济建设的需要，中国引进了前苏联以及东欧 一些国家的塔式起重机，并进行仿制。这个时期中国生产与使用的塔式起重机的数量较少。 20 世纪 60 年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构中采用比较先进的技术，如直流调速、可控硅调速、涡流制动器、在回转和运行机构中安装液力偶合器等。在此时期，中国开始进入了自行设计与制造塔式起重机的阶段。 20 世纪 70 年代，塔式起重机服务对象更为广泛。塔式起重机的幅度、起重量合起升高度均有了显著提高。为了满足市场各方面的要求，塔式起重机又向一机多用方向发展。中国塔式起重机进入了技 术提高、品种增多的新阶段。这一时期还先后开发了 小车变幅自升式塔式起重机、 车变幅内爬式塔式起重机， 回转动臂自行架设快装塔式起重机等，其年产量最高超过 900 台，标志着中国塔式起重机行业进入一个新的阶段。 20 世纪 90 年代以后，中国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。全国塔式起重机的总拥有量也从 20 世纪 50 年代的几十台截至 2000 年 约为 6 万台。至此，无论从生产规模、应用范围和塔式起重机总量等角度来衡量，中国均堪称塔式起重机大国。 三 式起重机的整体简介 式起重机具有起升、回转、变幅、顶升四种工作机构，可单独或复合动作，可以获得较高的工作效率。顶升机构用于塔身接高或降塔 ,起升机构采用多速电机，有快速、中速和 慢就位多种速度，充分满足用户各种工况的需要。起重臂可左、右作 540 度全回转，回转、变幅灵活可靠，起吊就位准确，可满足建筑施工中垂直及水平运输的需 要。该机设有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位 器和回转限制器等安全保护装置齐全，灵敏可靠，确保塔机正常工作。另外，还设有休息平台、护栏等安全保护设施。司机室独立侧置，造型美观，视野开阔，内部空间大，操作方便。该机适用性好，广泛用于中高层以下的各类工业与民用建筑和滑模施工的吊装，也用于港口、货场的装卸。 四 . 此次我设计吊臂，所以主要了解了吊臂。塔式起重机起重臂简称臂架或吊臂，按构造形式可分为：小车变幅水平臂架；俯仰变幅臂架，简称动臂；伸缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。本次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%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。塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形截面和矩型截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面。 五、 绍 “有限元”这个词语于 1965 年首次被提出，经过大约 40 多年的不断发展和完善，到今天已经广泛应用于各种不同的工程之中，理论也已经相当成熟。有限元思想的核心就是把实际结构离散化，假想地使实际的结构离散为有限数目个类似结构的个体，然后通过分析这些有限个体的性能来求出满足实际工程要求的计算结果，从而代替对于具体复杂实际结构的求解。经过离散化，应用有限元思想，可以解决很多实际复杂的工程问题，并在理论研究和工程应用两方面都具有极其重要的实用价值。 1970 年，美国著名力 学专家、匹兹堡大学教授 建了 司，通过四十余年的发展壮大，已经逐渐成为全球 业中最大的公司。在发展过程中， 能也不断增强，可靠性也不断得到保证，在易用性和适应运行环 境等其他方面也日趋完善，基本上完全能够满足当前用户对于有限元分析软件的要求，当下，已发展到了 14 0 版本。 为一个大型通用软件，可以广泛的应用于结构、流体、声场、热、耦合场、 电磁场上面，其使用用户也能够涵盖机械、土木建筑、水利、生物、医学、能源、航空 航天和交通运输等各行各业的不同领域，利用 件，能够将实际模型置于各种各 样不同的复杂实际工况之中，准确并合理的分析，优化设计，减少实际试验的物质和人 力投入，提高工作效率，缩短研发周期从而能够为提高利润做出贡献。使用 件分析，包含以下几个过程：建立模型、划分网格、加载和求解、结果后处理。若在实际应用过程中想对其中的某一个步骤进行改动和变化，则依然需要重新完成其中的每一个步骤，无形中浪费了太多的工作时间。针对现实情况， 供了 数化设计语言来处理类似问题，通过 言及 言或类似 程语言开发应用界面，即可完成在 的二次开发。 二次开发已经在国外得到了很多方面的应用。例如： 发了两款软件，分别应用于散热器稳态 3D 热分析及转子体刚度不对称补偿。使用者只需面对初始参数输入界面，而软件自动完成建立模型、划分网格、加载和求解等复杂步骤，还可以在专用软件中生成符合用户要求的报告，这一系列开发，无形中减少了用户建模的工作量，无疑会提高相当的效率，大大节省了用户的时间。 而相对而言，国内关于 二次开发方面才刚刚起步，在 很多方面与国外先进 水平存在相当的差距，但一些高校和科研机构也相应的开发了很多产品，取得了一定的 研究成果，并在实际应用方面也做出了很大的贡献。这系列研究和实际大致取得的成果有：针对具体实际工程应用问题而开发的专用系统，例如水利工程、土木建筑以及机械的结构和优化设计；针对商业化发展的具体模块，例如压力容器自动化分析软 于 应用柴油机铸造成型专用软件等。总体而言，国内关于二次开发的研究也已经取得了很好的效果，同时也存在发展的空间，是一个具有相当潜能，大有可为的新兴科研项目。 六 、主要内容、研究方法、设计要求 1、主要内容 （ 1） 设计任务： 总体参数的选择（ 别） 结构形式 （ 2） 总体设计 主要技术参数性能 设计原则 平衡重的计算 塔机的风力计算 整机倾翻稳定性的计算 （ 3） 吊臂的设计和计算 吊臂的形式及尺寸（变截面）（双吊点） 吊臂的强度、稳定性及刚度验算 2、 研究方法 （ 1） 资料的准备 通过上网和毕业实习，搜集同类已研发产品相关资料，了解国内外塔式起重机总体设计和塔顶的设计的已研发的产品，借鉴这些产品的设计思路为自己的设计做准备。了解所做设计中的标准部件的相关信息，为以后设计做 好准备。 （ 2） 参数确定 根据所查资料，了解到起重机的相关参数，和对标准部件的了解，选择能免租条件的相关零件。根据传统设计方法并结合相似的产品结构进行具体的设计，在设计中确定个关节的合理尺寸和形状。整体和各个部件的形状和尺寸确定后，用二维作图工具（ ）绘制出个主要部件的图形图和总装图。明确产品的具体具体设计尺寸和形状。 3、 设计要求 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。 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。 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。 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。 设计成果要求： 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。 1） 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、使用等也有一定了解。 2） 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。 3） 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。 其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。 五、毕业设计（论文）成果要求（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、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，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）、批准，字数要求不少于 2 万字；撰写中英 文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。 图纸一套 不少于四张零号图纸量。 七、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期） 熟悉整理资料 方案选择及总体设计 绘制总图 吊臂设计 绘制吊臂装配及结构图纸 绘制零件图纸 准备论文及答辩 八、主要参考文献 1 哈尔滨建筑工程学院主编 北京：中国建筑工业出版社 2 董刚、李建功主编 机械工业出版社 3 机械设计手册 5 册） 4 9462 1999 塔式起重机技术条件 5 13752 1992 塔式起重机设计规范 6 1994 塔式起重机安全规程 7 邢静忠 科学出版社 2006 8 刘坤 防工业出版社 2005 99462 1999 塔式起重机设计条件 10 13752 1992 塔式起重机设计规范 11 5144 1994 塔式起重机安全规程 指导教师意见： 指导教师签名： 日期： 教研室意见： 教研室主任签名： 日期： 系意见： 系领导签名： 日期： 系盖章 1 设计项目 计算与说明 结果 前言 概述 发展趋势 总体设计 概述 第 1 章 述 塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家九十年代 末期水平并跻身于当代国际市场。 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%。 塔式起重机 是 400m 上回转自升 式 塔机。上回转自升塔式起重机是我国目前建筑工程中使用最广泛的塔机，几乎是万能塔机。它的最大特点是可以架得很高，所以所有的高层和超高层建筑、桥梁工程、电力工程，都可以用它去完成。这种塔式起重机适应性很强，所以市场需求很大。 展趋势 塔式起重 机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。在六十年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机。并在工作机构中采用了比较先进的技术，如可控硅调速、涡流制动器等。进入七十年代后，它的服务对象更为广泛。因此，幅度、起重量和起升高度均有了显著的提高。 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。 第 2 章 总体设计 述 2 设计项目 计算与说明 结果 确定总体设计方案 塔机金属结构 塔 顶 总体设计是毕业 设计中 至关重要 的一 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，一般 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。 定 总体设计方 案 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。 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一半以上，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。 1. 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部载荷，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件或直接通过转台传递给塔身结构。 自升 式 塔机的塔顶有直立截锥柱式、前 倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。截锥柱式塔尖实质上是一个 3 设计项目 计算与说明 结果 吊臂 构造型式 转柱，由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁 无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。 人字架式 塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。 而斜撑式塔尖则由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。 这两种型式塔尖的共同特点是构造简单自重轻，加工容易，存放方便，拆卸运输便利。 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 前倾截锥柱式塔顶，断面尺寸为 杆采用圆钢管。塔顶高 塔冒用无缝钢管焊接而成，顶部设有 连接平衡臂拉杆和吊臂拉杆的铰销吊耳，以及穿绕起升钢丝绳的定滑轮，顶部应装有安全灯和避雷针。其结构如图 2 图 2 塔顶结构图 2. 起重 臂 1） 构造型式 塔式起重机 的 起重臂简称臂架或吊臂，按构造型式可分为：小车变幅水平臂架； 俯仰变幅臂架，简称 动臂；伸缩式小车变幅臂架；折曲式臂架。 采用前倾截锥柱式塔顶 4 设计项目 计算与说明 结果 分节问题 截面形式及截面尺小车变幅水平臂架，简称小车臂架，是一种承受压弯作用的水平臂架，是各式塔机广泛采用的一种 吊 臂。其优点是：吊臂可借助变幅小车沿臂架全长进行水平位移 ，并能平稳准确地进行安装就位。因此此次设计采用小车变幅水平臂架。 小车臂架可概分为三种不同型式：单吊点小车臂架，双吊点小车臂架和 起重机与平衡臂架连成一体的 锤头式小车臂架。 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。 幅度在 40m 以下的小车臂架大都采用单吊点式构造；双吊点小车变幅臂架结构一般幅度都大于 50m。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%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。 2） 分节问题 臂架型式的选定及构造细部处理取决于塔机作业特点，使用范围以及承载能力等因素，设计时，应通盘考虑作出最佳选择，首先要解决好分节问题。 小车臂架常用的标准节间长度有 6、 7、 8、 10、 12m 五种。为便于组合成若干不同长度的臂架，除标准节间外，一般都配设 12 个 35m 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，但可与任一标准节间配装，形成一个完整的起重臂。本次设计选用标准节长度为 6m，另加上 其示意图见图 2 图 2架分节 3） 截面形式及截面尺度 采用小车变幅水平臂架 选用标准节长度为6m， 的延接节 5 设计项目 计算与说明 结果 度 腹杆布置和杆件材料选用 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 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 2示 ： 图 2臂架截面及其腹杆布置 1臂架 1B=1020=800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 40m，共七 节。 4） 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。一般情况下，上吊点小车变幅臂架的上弦以选用 心钢为宜，但造价要高。因此本设计选 用 20 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 83采用正 三角形截面 6 设计项目 计算与说明 结果 吊点的选择与构造 平衡臂和平衡重 平衡臂的结构型式 6、 89 7、 108 8，下弦选用的角钢型号为： 63 5、 70 6，臂间由销轴连接。 5） 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 50m，对最大起吊量并无特大要求，一般采用单吊点结构。若臂架总长在 50m 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。吊点以左可看作简支梁，以右可看作悬臂梁。 在设计中采用 双吊点 。 3. 平衡臂 与平衡重 回转塔机 。 上回转塔机均需配设平衡臂，其功能是支撑平衡重（或称配重），用以构成设计上所需要的作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩，在小车变幅水平臂架自升式 塔机中，平衡臂也是延伸了的转台，除平衡重外，还常在其尾端装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大钢丝绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。 1） 平衡臂 的 结构型式 平衡臂的构造设计必须保证所要求的平衡力矩得到满足。短平衡臂的优点是：便于保证塔机在狭窄的空间里进行安装架设和拆卸，适合在城市建筑密集地区承担施工任务的塔机使用，不易受邻近建筑物的干扰，结构自重较轻。长平衡臂的主要优点是：可以适当减少平衡重的用量，相应减少塔身上部的垂直载荷。 平衡重与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂之间又存在一定关系，因此，平衡臂的合理设计可节约材料，降低整机造价。 常用平衡臂有以下三种结构型式： （ 1） 平面框架式平衡臂，由两根槽钢纵梁或由槽钢焊成的箱形断面组合梁河系杆构成。在框架的上平面铺有走道板，走到板两旁设有防护栏杆。其特点是结构简单，加工容易。 （ 2） 三角形断面桁架式平臂，又分为正三角形断面和上弦 选用20 号无缝圆钢管 、 下弦选用角钢 采用双吊点 7 设计项目 计算与说明 结果 平衡重 倒三角形断面两种形式。此类平衡臂的构造与平面框架式平衡臂结构构造相似，但较为轻巧，适用于长度较大的平衡臂。从实用上来看，正三角形断面桁架式平衡臂似不 如倒三角形断面桁架式平衡臂。 （ 3） 矩形断面格桁结构平衡臂，其特点是根部与座在转台上的回转塔架联接成一体，适用于小车变幅水平臂架特长的超重型自升式塔机。 平衡臂结构选用型式的原则是：自重比较轻；加工制造简单，造型美观与起重臂匹配得体。故此次 设计选用平面框架式平衡臂。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。平衡臂的长度是 如图 2示 ： 图 2衡 臂 2） 平衡重 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 3 4t，重型自升式塔机要装有近 30因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，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采用平面框架式平衡臂 采用固定式平衡重 采用钢筋混凝土式 8 设计项目 计算与说明 结果 拉杆 上、下支座 塔身 塔身结构断面型式 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 。 4. 拉杆 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 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 。 5. 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，另一面设有限位开关。 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 4 个销轴和 8 个 高强螺栓分别与爬升架和塔身连接。 6. 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。 1） 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，现金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 根据承载能力平衡重 采用方形断面结构 设计的尺寸为 用标准节 长 度为 9 设计项目 计算与说明 结果 塔身结构腹杆系统 标准节间的联接方式 塔身结构设计 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 3m，5m， 6m， 10用的尺寸是 m。 选用 标准节 长度为 2） 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。 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。 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。 3） 标准节间的联接方式 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。 盖板螺栓联接和 套柱螺栓联接 应用最广。 本次设计的 机采用套柱螺栓联接，其特点是：套柱采用企口定位，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。 4） 塔身结构设计 （ 1） 轻、 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。 型自升 式 塔机，综合 各种型式的 特点，塔身结构 采 用整体式塔身标准节 ，如图 2 用 三角形 采用套柱螺栓联接 采用整体式塔身标准节 10 设计项目 计算与说明 结果 塔身的接图 2身结构示意图 （ 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 40m 起升高度的塔机塔身宜采用两种不同规格的塔身标准节，而起升高度达到 60m 的塔机塔身宜采用 3 种不同规格的塔身标准节。除伸缩式塔身结构和中央顶升式自升塔机的内塔外，塔身结构上、下的外形尺寸均保持不变，但下部塔身结构的主弦杆截面则须予以加大。 （ 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） 塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工可以上下。在设计塔身标准节，特别是在设计拼装式塔身标准节时，要处理好爬梯与塔身的关系，以保证使用安全及安装便利。爬梯宽度不宜小于 40级间距应上下相等，并应不大于30爬梯高度大于 5m 时，应从高 2m 处开始装设直径为 11 设计项目 计算与说明 结果 高问题 转台装置 回转支承 650 800安全护圈，相邻两护圈间距为 40当爬梯高度超过 10梯应分段转接，在转接处加一休息平台。 对于高档的塔机，可根据用户要求增设电梯，以节省司机的体力，充分体现人机工程学的应用。 5） 塔身的接高问题 在遇到塔 身需要接高问题时，应按下述两种不同情况分别处理： （ 1） 在额定最大自由高度范围内，根据工程对象需要增加塔身标准节，使低塔机变为高塔机。 （ 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。 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。 7转台装置 转台是 一个直接坐在回转支承（转盘）上的承上启下的支撑结构。 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。 8 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：一是球式回转支承，另一类是滚柱式回转支承。 1） 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。 2） 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 12 设计项目 计算与说明 结果 底架 附着装置 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，它是由一个座圈和齿圈组成，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。 9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 x 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 20 个预埋地脚螺栓与基础固定，螺栓为 架外轮廓尺寸约为：长宽高 =4600 4600 250 撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连，形成一个空间结构，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，要求校选用球式回转支承 0 11 45 1400 采用带撑杆的 13 设计项目 计算与说明 结果 套架与液压顶升机构 爬升架 平，平面度小于 1/1000，拧紧 20个 10. 附着装置 附着装置由一套附着框架，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整，以满足塔身中心线到建筑物的距离限制 塔身附着装置是用角钢对焊组合成的附着框架，由螺栓联接成框形，包箍于塔身标准的外表面，在附着框架下方的塔身主弦杆上分别固定一个小抱箍，以支持附着框架的重量，再由三根可 伸缩调整的附着撑杆，通过销轴把该框架与建筑物连接，使塔机在规定高度与建筑物附着。 附着装置如图 2 2着装置 11. 套架 与液压顶升机构 1） 爬升架 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，节高 截面尺寸 。 外侧设有平台和套架爬升导向装置 爬升滚轮。在套架内侧的下方，还设有支承套架的支块，当套架上升到规定位置时，需将此 14 设计项目 计算与说明 结果 顶升机构 套架 液压顶升 支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。 为便于顶升安装的安全需 要特设有工作平台，爬升架内侧沿塔身主弦杆安装 8 个滚轮，支撑在塔身主弦杆外侧，在爬升架的横梁上，焊上两块耳板与液压系统油缸铰接承受油缸的顶升载荷，爬升架下部有两个杠杆原理操纵的摆动爪，在液压缸回收活塞以及引进标准节等过程中作为爬升架承托上部结构重量之用 。 2） 顶升机构 顶升机构主要由顶升套架、顶升作业平台和液压顶升装置组成，用于完成塔身的顶升加节接高工作。 3） 套架 上回转自升塔机要有顶升套架。整体标准节用外套架。外套架就是套架本体套在塔身的外部。套架本身就是一个空间桁架结构。套架由框架，平台，栏杆，支承 踏 步 块等组成。安装套架时，大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。套架的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接，其前方的上半部没有焊腹杆，而是引入门框，因此其弦必须作特殊的加强，以防止侧向局部失稳。门框内装有两根引入导轨，以便与标准节的引入。 4） 液压顶升 （ 1） 按顶升接高方式的不同，液压顶升分为上顶升加节接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种形式。上顶升加节接高的工艺是由上向下插入标准节，多用于俯仰变幅的动臂自升式塔是起重机。下顶升加节接高的优点：人员在下部操作，安全方便。缺点是：顶升重量大， 顶升时锚固装置必须松开。中顶升加节接高的工艺是由塔身一侧引入标准节，可适用于不同形式的臂架，内爬，外附均可，而且顶升时无需松开锚固装置，应用面比较广。 本次设计的 顶升加节接高。 （ 2） 按顶升机构的传动方式不同，可分为绳轮顶升机构、轮顶升机构、条顶升机构、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相类似，采用较少。齿条顶升机构在采用上顶升加节接高 15 设计项目 计算与说明 结果 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。液压顶升机构由电动机驱动齿轮油泵，液压油经手动换向阀、平衡阀进入液压缸，使液压缸伸缩，实现塔机上部的爬升和拆卸。其主要优点是构造简单、工作可靠、平稳、安全、操作方便、爬升速度快。本机构另有一套手动操作的爬升吊装装置与顶升液压系统配合工作。液压顶升系统如图 2 985310671 242液压顶升系统 1- 电动 机 2 3 45 67 89 10 （ 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，是指挥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。液压缸的大腔在上，小腔在下压力油不断注入液压缸大腔，小腔中液压油则回入油箱，从而使液压缸将塔式起重机的上部 顶起。所谓侧顶升式，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时，压力油不断泵入油采用侧顶式 16 设计项目 计算与说明 结果 基础 缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆外伸，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 于液压缸上端铰接在顶升套架横梁上，故能随着液压缸活塞杆的渐渐外伸而将塔机上部顶起来。侧顶式的主要优点是：塔身标准节长度可适当加大，液压缸行程可以相应缩短，加工制造比较方便，成本亦低廉一些。本次设计的 式起重机采用 侧顶式。 12. 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。该基础应根据不同地质情况，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用。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。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。塔式起重机的 X 形底架通过预埋地脚螺栓固定在混凝土基础上，此种形式多用于轻型自升式塔式起重机，如图 2 17 设计项目 计算与说明 结果 图 2形整体基础 2） 长条形基础由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底梁组成，其功能犹如两条钢筋混凝土的钢轨轨道基础，分别支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部荷载。如果塔机安装在混凝土砌块人行道上，或是安装在原有混凝土地面上，均可采用这种钢筋混凝土基础。 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。钢筋混凝土块体构造尺寸视塔机支反 力大小基地耐力而定。由于基础仅承受底架传递的垂直力，故可作为中心负荷独立柱基础处理。其优点是：构造比较简单，混凝土及钢筋用量都比较少，造价便宜。 4） 无底架固定式自升式塔机的钢筋混凝土基础，必须是整体大块体式大体积混凝土基础。塔机的塔身结构通过塔身基础节、预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基础上。 由于塔身结构与混凝土基础联固成整体，混凝土基础能发挥承上启下的作用：将塔机上不得载荷全部传给地基。由选用 18 设计项目 计算与说明 结果 工作机构 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 能确保塔机在最不利工况下均可安全工作，不会产生倾翻事故。基础预埋深度根据施工现场地基情况而定，一般塔式起重机埋设深度为 应注意须将基础整体埋住。 本次设计的 用的混凝土基础 为 如图 2。 混凝土外轮廓尺寸约为：长宽高=7000 7000 1100 宽高）， 总混凝土方量约 11立方米，基础重量约 25吨 ， 承载能力 为 10N/基础用钢筋混凝土捣制，混凝土标号为 300号 ，在基础内预埋有地脚螺栓、分布钢筋和受力钢筋等。基础的制作应严格按图施工。基础的 土质应坚固牢实，要求承载能力大于 混凝土 基础 的深度 1100 19 设计项目 计算与说明 结果 起升机构 图 2机设计基础 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。对于自升式塔式起重机，主要包括起升机构，回转机构，变幅机构和顶升机构。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。 为了提高塔机生产率，加快吊装施工进度，无论是起升机构、变幅机构、回转机构均应具备较高的工作速度，并要求从静止到 全速运行，或从全速运行转入静停的全过程，都能平缓进行，避免产生急剧冲动，对金属结构产生破坏性影响。对于高层建筑施工用的塔机来说，由于起升高度大，起重臂长，起重量大，对工作机构调速系统有更高的要求。 1. 起升机构 20 设计项目 计算与说明 结果 起升机构的传动方式 起升机构的驱动方式 起升机构是塔式起重机使用频繁而又最重要的工作机构。它主要由电动机、减速机、卷筒和制动器 、 钢丝绳、滑轮组和吊 钩等组成。 为了提高起重机的工作效率和安全可靠性，要求起升机构具有适合的调速性能。 起升机构 简 图如图 2示 。 21 2 34柱齿轮 减速器 5 6根据使用说明书， 起升机构由一合三速电动机驱动， 电动机型号 ,N=15/15/n=1400/700/ 144r p m。通过弹性联轴节与 机构采用液力推杆制动器。起升速度由电控三速电动机实现其“两快一慢”的动作，本机构还备有高度限位装置，避免起升时卷筒发生过卷现 象，通过调整高度限位装器行程开关的碰块的位置，以实现吊钩在最大高度时，起升机构断电，保护高度限位的安全。高度限位器只是一种安全装置，不允许用来作工作装置使用。 1) 起升机构的传动方式 按照起重机的传动方式不同，起升机构有机械传动，电力 称电力传动），和液压 称液压传动）等形式。 （ 1） 机械传动：其动力是由发动机经机械传动装置传至起升机构起升卷筒，同时也传至其它工作机构，由于集中驱动，为保证各机构独立运动，整机的传动比较复杂。起升机构的调速困难、操作麻烦、但工作可靠。 采用电力传动 21 设计项目 计算与说明 结果 起升机构的减速器 起升机构的制动器 滑轮组 倍率 （ 2） 电力 传动：由直流或交流电动机通过减速器带动起升卷筒。直流电动机传动的机械特性适合起升机构工作要求，调速性能好，但直流电的获得较为困难。交流电机传动由于能直接自电网取得电流，结构简单、机组重量轻。 （ 3） 液压传动：有高速液压马达传动和低速大扭矩液压马达传动。前者重量轻、体积小、容积效率高。后者传动零件少，起、制动性能好，但容积效率较低，易影响机构转速，体积与重量较大。 交流电机传动由于能直接自电网取得电流，结构简单，机组重量轻，故 电力 传动在 起升机构上被广泛采用 。 考虑经济性、工作情况、工作效益等，本次设计采用电力 传动。 2） 起升机构的 驱 动方式 按照起重机的 驱 动方式不同 ，可分为以下大类 ： 多速电机起升机构 ： 这种起升机构构造简单，它是由一个多速电动机配上减速器、钢丝绳卷筒组成。其制动器可以是电机本身带的电磁盘式制动器，也可以是独立的液压推杆制动器。 绕线转子异步电动机串接可变电阻调速起升机构 ： 这种由绕线转子异步电动机驱动、串接可变电阻调速的起升机构主要用于轻型快装塔机。由于绕线式电动机本身具有良好的启动特性，通过在转子绕组中串接可变电阻，以凸轮控制器进行控制，从而实现平稳启动和均匀调速的要求。 配用电磁换挡减速器的 3 极笼型电动机驱动起升机构 ：这种调速起升机构具有较前一类更高的调速性能，由三极笼型电动机、电磁换挡 2 挡减速器、传动系统和钢丝绳卷筒组成。采用这种起升机构，可使调速档数增加一倍，从而使工作速度与吊载更相适应，提高起升机构的生产效率。这种调速起升机构由于具有较好的价格性能比，其应用正日趋普及。 本设计选用多速电机起升机构。这种起升机构特点是：结构简单、运行可靠，成本低，维护工作量小，并且可以带载变速。但在变换极速时，速度冲击和电流冲击都比较大，故只适用与小容量的电机。 3） 起升机构的减速器 选用多速电机起升机构 选用圆柱齿轮减速器 采用块式制动器 22 设计项目 计算与说明 结果 回转机构 起升机构采用的减速 器通常有以下几种：圆柱齿轮减速器、涡轮减速器、行星齿轮减速器等。 圆柱齿轮减速器效率高，功率范围大，使用普遍，但体积大。蜗轮减速器的尺寸小，传动比大，重量轻，但效率低，寿命短。行星齿轮减速器包括摆线针轮行星减速器和少齿差行星减速器，具有结构紧凑、传动比大、重量轻等特点，但价格较贵。比较上述性能，选用圆柱齿轮减速器。 4） 起升机构的制动器 起升机构的制动器可布置在高速轴上，也可布置在低速轴上。制动器布置在高速轴上时，所需制动力矩小，但制动时冲击较大，通常采用块式制动器。布置在低速轴上的制动器，所需制动力矩较 大，通常采用带式制动器或点盘式制动器。本设计将制动器布置在高速轴上，采用块式制动器。 5） 滑轮组倍率 在起升机构中， 滑轮倍率装置是为了使起升机构的起重能力提高一倍， 而 起升速度 会 降低一倍，这样起升机构能够更加灵活地满足施工的需要。 塔式起重机一般都为单联滑轮组，故倍率 。起升速度有 6种，见表 2 表 2升特性参数表 倍率 a=2 a=4 起重量（ t） 1 2 2 4 速度(m/68 34 4 17 四倍率与二倍率转化方便、快捷 ，起升机 构钢丝绳缠绕示意图及倍率转换 如图 2 23 设计项目 计算与说明 结果 图 2升机构钢丝绳缠绕示意图 1 34 变换倍率的方法如下： 将 上 滑轮 6用销轴与 吊钩 滑轮 组 7的两滑轮 的杆交点连接起来，此时即为四倍率状态；拔出销子， 上滑轮 6 上升到 载重小车 4 处 固定后，就变为二倍率状态。 2. 回转机构 塔机是靠起重臂回转来保障其工作覆盖面的。回转运动的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上并由回转机构驱动小齿轮。小齿轮与回转支承的 大齿圈啮合，带动回转上支座相对于下支座运动。 回转机构是重负荷工作机构，不仅要附带很重的吊载和臂架等结构部件转动，而且要克服很大的迎风阻力。这些均是影响回转机构设计及电动机功率选择的因素。 目前采用的回转机构有以下几种： 1） 电动机 液力耦合器 减速器 小齿轮回转机构 这种回转机构呈“ 1” 字型立式安装，由于中间装有液力耦合器，可减缓电机启动时的速度冲击，因此运动比较平稳。但靠电机反接制动，特别在就位时，只能靠操作人员 “ 点动”。回转机构采用单回转 24 设计项目 计算与说明 结果 变 幅机构 特点是：结构简单，运行可靠，造价相对较低，但调速性能 不好。 2） 带涡流 制动器的力矩电机 行星减速机 小齿轮回转机构 这种机构在启动和减速时，引入了涡流制动器，使之达到起、制动平稳。但造价较高。 3） 变频调速回转机构 该机构由变频调速电机（鼠笼型） 行星减速机 小齿轮组成。通过变频器调整电源频率，从而改变电机转速，结构最为简单，但目前尚无回转机构专用变频器。 4） 由多档速度的绕线转子异步电动机 液力耦合器 行星减速器 电磁片式制动器的回转机构 这是一种较好的回转机构，能保证力的传递平稳而无磨损。其对风荷调控作用在于风载转矩增大超越限度时，电动机接电后，制动器便 首先转动，从而使塔机免去不必要的倒转，风停止后，制动器又会立即松开。当工作班结束后，塔机非作业时，通过随风转电控或机械操作装置使制动闸松开，令塔机犹若一座风向标可随风转动，但不至于被巨风强吹扭毁。 考虑在满足使用要求条件下，降低成本，本次设计的号塔式起重机回转机构选用第一种结构型式。 回转机构由一台双速电动机驱动， 电动机型号 8/6。 经过力偶合器 至行星齿轮减速机到主动小齿轮，再驱动回转支承大齿轮。本机构由于采用了液力偶合器联结，使其运转平稳，冲击惯性小，进而改善了塔机的工作状况。 回转机 构工作原理见图 2 采用水平臂小车变幅 25 设计项目 计算与说明 结果 安全装置 图 21 23 45 6 3. 变幅 机构
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