QTZ塔式起重机总体设计

1、-QTZ63塔式起重机总体设计整机总体参数的初步确定1.1设计参数指标的合理性分析塔式起重机的主要参数有尺寸参数、工作速度参数、功率参数、经济性指标参数，其中最重要的是最大起重量、最大起重力矩、工作幅度、起升速度、回转速度、变幅速度、起升高度、整机重量。主要参数的选择选择塔式起重机主要参数的基本依据：设计任务书所规定的有关参数、用途和作业要求、工作条件等；有关国内外同类型、同等级塔式起重机的技术资料，国家以及企业的系列标准等；理论分析或经验计算；使用单位的要求和制造厂商的生产条件等；合理的主要参数应该符合以下条件满足实际使用要求实用性；适合于生产厂的制造条件可能性；充分发挥发动机功率经济性；与

2、国内外同类型产品相比较有较先进的技术经济指标和可靠的工作性能先进性。1.2塔式起重机参数的初步确定表1 QTZ63 塔式起重机基本参数表最大起重量 t5最大幅度处额定起重量 t1.0最大起重力矩kNm630工作幅度m2.5-50塔机工作级别A4最小工作幅度2.5机构参数起升机构起升速度 m/min倍 率a=2a=4404.8 20吊 重 t2.55 5 电机功率 kW245.4 24回转速度r/min0.6功率 22.2 KW变幅速度m/min33/16.5功率2.4/1.5 kW顶升速度m/min0.7功率 3 kW提升高度独立式 m40附着式 m120操作风速 m/s20 m/s顶升操作风

3、速 m/s13 m/s工作环境温度C-2040整机质量平衡重 t8.5自重（标塔）t24单节标准节重t0.8平衡臂回转半径m13工作回转半径m48总功率 kW35图1 QTZ型塔式起重机基本参数图图中的h表示起重机的起升高度，n代表标准节的数量。1.3 QTZ80塔式起重机基本起重性能参数表2 QTZ80 塔式起重机基本起重性能参数表R2.5151617182022242628Q5R30323435363840424446QR4850Q1.2根据QTZ80塔式起重机基本起重性能曲线完成上表。图2 起重性能曲线起重量在3.0吨以上时，起重钢丝绳必须使用4倍率。2.计算原则2.1 起重机的工作制度

4、 起升机构 JC=40 % 回转机构 JC=25 % 牵引机构 JC=15 %2.2载荷2.2.1自重：各部件自重及重心位置见表3(下表为QTZ63塔式起重机参数,仅供参考)。表3 塔机各部件自重及重心位置分布表序号名 称Gi (t)Xi (m)GiXiYi (m)GiYi1平衡臂架1.462-8.3-12.13529.743.42142起升机构1.2-9-10.830.236.243平衡臂拉杆0.167-6.3-1.052131.75.29394回转机构0.375-0.8-0.327.710.38755回转限位器0.009-0.75-0.006826.70.24036塔顶1.0080031.

5、731.95367起重量限制器0.050.70.03528.71.4358起重臂2.86619.555.88729.785.12029起重臂拉杆0.6571811.82631.720.826910牵引机构0.3851.930.211.47611吊钩0.182.50.4527.74.98612牵引小车0.242.50.629.77.12813操纵室0.350.80.2827.79.69514电气原理0.5000027.713.850015电气布线16电气接线17回转塔身0.850027.723.54518上支座0.950026.725.36519下支座1.30025.733.4120顶升架1.3

6、620022.730.917421顶升装置0.40021.78.6823塔身7.4250013.5100.23824底架4002.51025回转支承0.580026.715.48626平衡重7-12.8-89.628.7200.9综合上表，50m臂长时 不加配重 加配重空车时整机总重 28.6 t 34. 9 t平衡臂部分重 1.462 t 7.462t平衡臂后倾力矩 -42.027 tm -132.527tm平衡臂重心位置 -8.164 m -11.228m起重臂部分重 5.85t起重臂前倾力矩 100.551tm 起重臂重心位置 17.755m 塔机在中线部分重 21.63t 空车时整车重

7、心位置 未加配重 1.793m加配重 -0.907m空车时整车重心高度未加配重 31.618m加配重 33.452m2.2.2 起升荷载包括小车、吊钩和吊重动载系数2=1.2(3t以下)或2=1.15(3t以上)2.2.3水平荷载回转惯性力、制动时间：t=8s变幅小车制动： t=5s2.2.4 坡度载荷倾斜度取1%2.2.5风荷载吊重上的风力 PW=CKhqAC风力系数Kh高度系数q计算风压机构计算时qI=150N/m2结构计算时qII=250N/m2结构非工况qIII=700N/m22.2.6试验载荷动载按1.1倍额定荷载、静载按1.25倍额定载2.3 载荷组合2.3.1工作状态最大载荷包括

8、自重、吊重、惯性力、工作状态的最大风压、基础最大坡度。选择危险的载荷组合，进行结构和机构的强度、稳定性和整机倾翻的稳定计算。2.3.2非工作状态最大载荷包括自重、非工作状态的风荷以及起重机基础允许的最大坡度，进行强度和自身稳定性计算。2.4 材料及许用应力2.4.1 处理235和20钢 n=1.45工作状态 170MPa（拉、压、弯）98MPa非工作状态 210MPa（拉、压、弯）120 MPa16Mn和45#钢(45#需经调质处理)工作状态 240MPa（拉、压、弯）145MPa非工作状态 300MPa（拉、压、弯）173MPa40Cr(调质处理)工作状态 360MPa（拉、压、弯）210M

9、Pa2.4.2焊缝(自动焊或用精确方法检查的手工焊)235和20#钢，用T42焊条对接焊 170MPa120MPa贴角焊 120MPa16Mn用T50焊条对接焊 240MPa 170MPa贴角焊 170MPa2.4.3 焊缝(用普通方法检查的手工焊)235和20#钢，用T42焊条对接焊 136MPa96MPa贴角焊 96MPa16Mn用T50焊条对接焊 192MPa136MPa贴角焊 136MPa3.平衡重的计算3.1. 臂长50m时平衡臂对中心线后倾力矩：42.027+13.5G平48m臂对中心线前倾力矩：100.551tm空载状态、整机后倾力矩：M空=13.5G平58.524满载状态的M吊

10、重： 12.76m处吊6 tM吊=612.76(0.240.18)(12.76-2.5)=80.87tmM满=M空M吊=139.39413.5G平令M空=0.8M满13.5G平=0.8(139.39413.5G平)58.524M空=35.943tmM满=44.928tm3.2. 臂长42m时此时GbXb=64.716tm42m臂对中心线前倾力矩：84.918tmM空=13.5G平42.954M满=123.82413.5G平令M空=0.8M满13.5G平42.954=0.8(123.82413.5G平)G平=142.013/24.3=5.844tM空=35.94tmM满=44.93tm4.3.臂

11、长36m时此时GbXb=51.222 tm36m臂对中心线前倾力矩：71.487tmM空=13.5G平29.46M满=110.3313.5G平令M空=0.8M满13.5G平29.46=0.8(110.3313.5G平)G平=117.724/24.3=4.844tM空=35.942tmM满=44.936tm4.4. 臂长30m时此时GbXb=37.104tm30 m臂对中心线前倾力矩：57.369tmM空=13.5G平15.342M满=96.21213.5G平令M空=0.8M满13.5G平15.342=0.8(96.21213.5G平)G平=92.312/24.3=3.8 tM空=35.942t

12、mM满=44.912tm4.5 平衡重汇总：48m臂时 G平=7.00t42m臂时 G平=5.844t36m臂时 G平=4.844t30m臂时 G平=3.80t4.塔机的风力计算Pw=CKhqA4.1工作工况：Kh=1风从侧面吹来4.1.1平衡臂C=1.2（非桁架结构）q=250N/m2臂架：A=0.2814=3.92m2Pw=1.22503.92=1176NXc=8m起升机构：A=1.1m2Pw=1.22501.1=330NXc=11m平衡重：A=7m2Pw=1.22507=2100NXc=13.5 m部件综合：A=3.921.17=12.02m2 Pw=11763302100=3606NM

13、kw=1176833011210013.5=41388NmXc=-41388/3606=11.477mYc=43mMyw=360643=155058Nm4.1.2起重臂：A轮=481.45=69.6m2漏=0.2，重=0.25，C=1.3Kn=1，q=250N/m2A实=(1)A=0.21.2569.6=17.4m2Pw=1.325017.4=5655N，qw=117.8N/mXc=24.85m，Yc=43.5m4.1.3塔顶：A=5.51.30.294=2.102m2Pw=1.42502.102=735.7NXc=0，Yc=45m4.1.4司机室：A=2.5m2Pw=1.22502.5=75

14、0NXc=0，Yc=41m4.1.5塔身：C=1.4,Kh=1.0，q=250N/m2A外=1.643=68.8m2A实=0.251.63568.8=28.122m2Pw=1.425028.122=9843NXc=0，Yc=21.5m4.2工作工况4.2.1平衡臂：C=1.2，A=2m2Pw=1.22502=600NXc=0，Yc=43m4.2.2起重臂：C=1.3，A=0.928m2Pw=1.32500.20.9281.333=100.5NXc=0，Yc=43.5m4.2.3塔顶：同4.1.3Pw=735.7NXc=0，Yc=45m4.2.4司机室：同4.1.4Pw=750NXc=0，Yc=

15、41m4.2.5塔身：对角线方向乘1.2C=1.4A=1.228.122=33.746m2N/m2Pw=1.29843=11812Nqw=11812/43=275N/mXc=0，Yc=21.5m4.3 非工况C和A值同工作工况但q=70N/m2，Kh=(h/10)0.3，Kq=700/250=2.8h 10 15 20 25 30 35 40 45Kh 1 1.129 1.23 1.32 1.39 1.45 1.52 1.57把工况的计算结果乘以Kq和Kh即可平衡臂 Pw=KqKhPw=2.81.55600=2604N起重臂 Pw=2.81.55736=3234 N塔顶 Pw=2.81.577

16、36=3234 N司机室 Pw=2.81.53750=3213 N塔身按高度分段计算010m Pw=2.82750.78510=6045N1020m Pw=60451.129=6824N2030m Pw=60451.32=7979N3040m Pw=60451.45=8765N塔身合计Pw=29613N风载综合见表4、5、6。风载综合表表4 50 m臂长工作工况风载荷 单位：Nm序号部件CqAPwXiMkwYiMyw1平衡臂1.225012.023606-11.477-41388431550582起重臂1.325017.4565524.581390043.52459933塔顶1.42502.1

17、02735.70045331074司机室1.22502.57500041307505塔身1.425028.12298430021.5211625总计2059097612676533表5 工作工况风载荷 单位：Nm序号部件CqAPwXiMkwYiMyw1平衡臂1.225026000043258002起重臂1.32500.928100.50043.543723塔顶1.42502.102735.70045331074司机室1.22502.57500041307505塔身1.425033.765118120021.5253958总6 非工作工况风载荷序号部件CQKhAPwYi

18、Myw1平衡臂1.27001.5522604431119722起重臂1.37001.550.92843843.5190533塔顶1.47001.572.1023234451455304司机室1.27001.532.53213411317335塔身010m17.8560455302251020m1.1297.856824151023602030m1.327.857979251994753040m1.457.85876535306775总计391021047123风载的合力中心：5整机倾翻稳定性计算5.1无风静载工况5.1.1自重力矩（含压重、平衡重、不含小车、吊钩）已经算过48m臂长时，G平=7

19、.0t全机总重：32.639+7.0=39.639tM空=35.943tm对前边缘的后倾力矩为M自35.943+(39.639+G压)452=125.132.25G压5.1.2吊重（含超载25 %吊重、小车、吊钩）M吊=(61.250.240.18)(12.764.52)=7.9210.51=83.24 tm5.1.3判别要求：0.95(125.132.25G压)1.483.24自然满足5.2有风动载情况5.2.1自重稳定力矩M自=125.132.25G平5.2.2吊重（此时动载系数取1.15倍）M吊=(60.18)1.150.24(12.764.52)=7.34710.51=77.217tm

20、5.2.3风载 取工作工况，见表五，但塔身风荷仍取表四值Myw=30.566tm5.2.4水平惯性力和吊重风力，以吊索倾斜3为限Pnx=(60.18)tg3=0.3239tMnx=0.323941=13.279tm5.2.5坡度载荷，参看表二GiYi=1336tmMx坡=0.01(1336641)=15.82tm 5.2.6安全判别要求0.95 M自MwMnxMx坡1.15M吊00.95(125.132.25G压)30.56613.27915.821.1577.2175.3突然卸载，或吊具脱落的颤动向后倾翻（以后翻一侧为倾翻边）M自=(39.639G压)4.5232.662=56.5262.2

21、5G压5.3.1工作风载，但向后吹Mw=30.588tm5.3.2满荷吊重突然掉下，向后弹0.2倍力矩M吊=（60.18）1.150.24(12.764.52)=7.34715.01=110.28 tm5.3.3Mx坡=15.82tm5.3.4安全判别0.95M自Mw0.2M吊Mx坡05.4暴风袭击下的非工作状态（风向后吹）5.4.1自重M自=56.5262.25G压5.4.2风载，见表6，但塔身风荷应除以1.2倍Mw=94.605tm5.4.3 Mx坡=15.82tm5.4.4安全判别，参照西德规范，风向后吹，不稳定风荷只乘0.80.95M自0.8MwMx坡0G压=17.48t5.5暴风袭击下的非工作状态（风向前吹）5.5.1自重M自=125.132.25G压5.5.2风载Mw=94.605tm5.5.3 Mx坡=15.82tm5.5.4安全判别0.95M自1.1MwMx坡00.95(125.132.25G压)1.194.06515.8205.6安装工况5.6.1关于M自的几种情况5.6.1.1只安装3平衡臂，此时自重轻，见表2G自=39.6397.05.85=26.789tM后=42.027tmM自=(26.789G压)2.25