QTZ400塔式起重机臂架设计

QTZ400塔式起重机臂架设计

摘要：本次毕业设计题目是QTZ400塔式起重机臂架设计。

本次设计中主要进行了塔机总体选型，整体稳定性计算，其包括（平衡重计算、风载荷计算以及抗倾覆稳定性计算），臂架结构设计及强度校核，臂架焊接工艺及工装夹具设计。其焊接工艺应尽可能的减小焊接变形和应力集中，胎具的设计应可靠地保证臂架上的各项技术要求。最后，联系实际，设计出合理的胎具并确定其结构尺寸。

关键词：QTZ400塔式起重机；总体选型；稳定性计算；强度校核；焊接工艺；胎具

序言

塔式起重机简称塔机，也称塔吊，源于西欧。具有工作效率高、使用范围广、回转半径大、起升高度高、操作方便以及安装与拆卸比较简便等特点，因而在建筑安装工程中得到了广泛的使用，并成为一种重要的施工机械。为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点：

（1）起升高度和工作幅度较大，起重力矩大；

（2）工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能；

（3）要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地之需要。

塔式起重机可以将其分解为金属结构、工作机构和驱动控制系统三个部分。金属结构是塔式起重机的骨架，它承受着起重机自重以及作业时的各种外载荷，是塔式起重机的主要组成部分，由塔身、塔头或塔帽、起重臂架、平衡臂架、回装支撑架、底架、台车架等主要部件组成。QTZ400塔式起重机的工作机构有起升机构、变幅机构、回转机构和顶升机构等。其各机构功能：起升机构主要实现物品的上升与下降；变幅机构改变吊钩的幅度位置；回转机构使起重臂架作3600的回转，改变吊钩在工作平面内的位置；顶升机构使塔机的回转部分升降，从而改变塔式起重机的工作高度。驱动控制系统是塔式起重机又一个重要的组成部分。驱动装置用来给各种机构提供动力，最常用的是YZR与YZ系列交流电动机。控制系统对工作机构的驱动装置和制动装置实行控制完成机构的起动、制动、换向、调速以及对机构工作的安全性实行监控，并及时地将工作情况用各种参量：电流值、电压值、速度、幅度、起重量、起重力矩、工作位置与风速等数值显示出来以使司机在操作时心中有数。

本说明书共分为四章，第一章为塔式起重机的总体设计说明；第二章为总体设计计算，包括风载荷计算、平衡重计算和塔机四种工况下的检验计算；第三章为塔机起重臂的强度校核，第四章为起重臂的工装夹具说明。其中重点是塔式起重机的总体设计计算以及起重臂的工装夹具的设计。

第1章塔式起重机总体选型

1.1概述

塔式起重机是工业与民用建筑施工中，完成预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作的主要设备。在高层建筑施工中其幅度利用率比其他类型起重机高。

塔式起重机的起升高度、工作幅度和起重力矩都很大，这就要对其受力、稳定性等进行考虑与计算。塔机的主要性能参数包括：起重量、起升高度、幅度、各机构工作速度、重量指标和起重力矩等。这些参数表明了起重机的工作性能和技术经济指标，它是设计塔式起重机的技术依据，也是生产中选择塔式起重机技术性能的依据。

总体设计是机械设计整个过程中最关键的环节之一。它是使设计产品满足技术参数及形式的总构想，决定了机械设计的成败。，。设计原则应当在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，积极性好，工艺简单，工作可靠。

塔式起重机的工作级别与它的利用等级（工作频繁程度）和载荷状态（受载荷的轻重和频繁程度）有关。根据使用状态由GB/T 13752-92《塔式起重机设计规范》P60附录C表C1选取本次设计的QTZ400自升式建筑用塔机的利用等级为U4(经常轻负荷使用)，载荷状态为Q2（中-有时起吊额定载荷，一般起吊中等载荷），起升等级为HC2，工作级别为A4,名义载荷谱系数Km=0.25。

根据GB/T 13752-92《塔式起重机设计规范》规定：机构的工作级别按机构的利用等级和载荷状态分为六级：M1- M6。机构的利用等级按机构工作总时间分为六级：T1- T6。机构工作总时间规定为机构在设计寿命期内处于运转的总小时数，它仅作为机构零件的设计基础，而不能视为保用期。机构的载荷状态表明机构受载的轻重程度，按载荷谱系数分为三级：L1- L3。如下表1-1

表1-1工作机构级别[1]

起升机构回转机构变幅机构顶升机构

Km=0.25 Km=0.50 Km=0.25 Km=0.25

T4 L2 M4 T4 L3 M3 T3 L2 M3 T1 L2 M1

注：T―机构利用等级；L―机构载荷状态；

M―机构工作级别；Km―名义载荷谱系数

1.3.1主要技术性能表

表1-2主要技术性能表

名称单位参数公称起重力矩KN.m 400

最大起重量t 4 最大幅度处额定起重量t 0.9 工作幅度m 1.7—42

高度独立式m 30 附着式m 120

起升速度

倍率a=2 a=4

起升速度M/min 11 35 70 5.5 17.5 35 起升重量t 2 2 1 4 4 2

回转速度r/min 0.6 变幅速度m/min 33/16.5 最大回转半径m 42 尾部回转半径m 9.0 底架跨度m×m 5×5 最大工作风速m/s 20

1.3.2主要机构性能参数

表1-3主要机构性能参数表

名称参数

起升机构电动机

型号YZ200L1-4/6/24

功率kW 15/15/4

转速r/min 1440/960/220

减速机

型号JZQ500

中心距mm 500

减速比15.75

制动器

型号YWZ-315/50 制动力矩N.m 450

钢丝绳6*37-11-1670-I-右交

回转机构电动机

型号YD132S-6/4 B5 功率KW 3/4

转速r/min970/1440

减速机型号XX4-80 回转支承HSW.32.1220

液力偶合器YOX-250A

变幅机构电动机型号YD112M-8/4 B5

功率KW 1.5/2.4

转速r/min 700/1410

减速机型号WCJ120

减速比38

钢丝绳6×19-6.2-1570-I-光-右交

顶升机构电动机

型号Y100L2-4 B5

功率KW 3

转速r/min1430

液压缸

型号HSGK-125/90 活塞行程mm 1320 额定压力MPa16