塔式起重机的设计与分析
QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计毕业设计说明书 (含图纸)
建筑工程学院本科毕业设计（论文）学科专业机械设计制造及其自动化辅导教师目录第1章前言 (1)1.1塔式起重机概述 (1)1.2塔式起重机的发展情况 (1)1.3塔式起重机的发展趋势 (3)第2章总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 确定总体设计方案 (5)2.2.1 金属结构 (5)2.2.2 工作机构 (22)2.2.3 安全保护装置 (29)2.3 总体设计设计总则 (32)2.3.1 整机工作级别 (32)2.3.2 机构工作级别 (32)2.3.3主要技术性能参数 (33)2.4 平衡重的计算 (33)2.5 起重特性曲线 (35)2.6 塔机风力计算 (36)2.6.1 工作工况Ⅰ (37)2.6.2 工作工况Ⅱ (41)2.6.3 非工作工况Ⅲ (43)2.7整机的抗倾翻稳定性 (45)2.7.1工作工况Ⅰ (46)2.7.2工作工况Ⅱ (47)2.7.3非工作工况Ⅲ (49)2.7.4工作工况Ⅳ (50)2.8固定基础稳定性计算 (51)第3章塔身的有限元分析设计 (53)3.1 塔身模型简化 (53)3.2 有限元分析计算 (54)3.2.1 方案一 (54)3.2.2 方案二 (79)3.2.3 方案三 (98)第4章塔身的受力分析计算 (121)4.1 稳定性校核 (121)4.2 塔身的刚度检算 (122)4.3 塔身的强度校核 (124)4.4 链接套焊缝强度的计算 (125)4.5 塔身腹杆的计算 (126)4.6 高强度螺栓强度的计算 (127)第5章毕业设计小结 (129)致谢 (130)主要参考文献 (131)吊臂构造型式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。
塔式起重机设计.doc
塔式起重机设计第一章前言塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。
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DIN8770公布。
该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。
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水平并跻身于当代国际市场。
五十年代初，我国塔机的仿制开始起步生产的是一些小型塔机，六十年代自行设计制造了25TM、40TM、60TM、160TM四种机型，多以摆臂为主；七十年代，随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求。
于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造；八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的的250TM塔机也应运而生。
特别是1984年，首先在北京建工集团建机厂引进世界先进的法国POTAIN（波坦）公司技术并于次年成功试制了FO/23B塔机，这可以说是我国塔机发展史的里程碑，它大大缩缺了我国与国外的差距，使我国塔机发展步入快行道。
本机性能先进，结构合理，操作使用安全可靠．其主要特点是起重高度大，工作幅度宽．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地升高，使司机操作方便，视野宽并始终保持高清晰．这种塔机广泛地适用于多层和高层民用建筑，多层大跨度工业厂房，以及采用滑模施工的高大烟囱和筒仓等塔型建筑物的施工，也可用于港口，货场的装卸．这种塔机有多种形式．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．产品技术性能含金量不高塔式起重机是建筑机械唯一可移动垂直运输工具，其技术性能高低不仅关乎工程进度，更关系着安全生产。
塔式起重机吊臂、起升机构设计及动力特分析本科设计说明
本科毕业设计说明书题目：QTZ80塔式起重机吊臂、起升机构设计及动力特性分析院（部）：机电工程学院专业：机械工程及自动化班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：目录摘要 (VIII)ABSTRACT (IX)1 概述 (1)1.1本文的课题意义 (1)1.2工程起重机的发展历史与现状 (2)1.3课题关键问题及难点 (2)1.4本文的研究内容 (3)2 起重臂方案设计 (5)2.1结构形式设计 (5)2.2截面形式 (5)2.3臂架拉杆的构造 (8)3 起重臂三维建模 (9)3.1起重臂标准节建模 (9)4 起重臂有限元（ANSYS）分析 (13)4.1ANSYS的基本使用方法 (13)4.2QTZ80点塔式起重机吊臂建模 (13)4.3吊臂各部分强度刚度验算 (18)4.4计算结果讨论 (25)4.5塔机模态分析 (25)5 起升机构设计 (29)5.1起升机构的组成布置方式 (29)5.2起升机构的计算 (30)总结 (36)谢辞 (37)参考文献 (38)摘要塔机在我国的基础设施建设和国民经济发展中，发挥着越来越重要的作用。
设计的合理与否直接关系到塔机的性能和成本，关系一个企业的生存与发展。
本文将对QTZ80塔式起重机的起重臂、起升机构的设计做一下详细说明。
本文对QTZ80塔式起重机起重臂的截面形式，起升机构的电机以及起升机构的各种性能和参数做出了详细说明。
以三维造型软件Solid Works 为基础完成QTZ80型塔式起重机起重臂的三维零件图的绘制并完成起重臂的装配，运用ANSYS软件对QTZ80型塔式起重机起重臂进行了有限元分析,获得起重臂结构的应力分布，确定起重臂作业时的危险点，对塔身的刚度和强度进行了验算，从而判断该设计的性能是否满足设计要求，最后又用ANSYS软件对QTZ80塔机整体进行了模态分析，得到整个塔机的动力特性。
关键词：三维造型；起重臂；起升机构；有限元；动力特性AbstractTower crane in China's infrastructure construction and development of the national economy, playing an increasingly important role. Design of reasonable or not directly related to the performance and tower crane costs, a business relationship between the survival and development. This paper will have a detailed description about QTZ80 tower crane boom and the rising organization’s design.In this paper, a detailed explanation will be made about QTZ80 tower crane arm’s cross-section form,the motor of the rising organization and the rising organization’s various parameters.QTZ80 tower crane arm of the three-dimensional map of parts and completing mapping of the boom assembly is based on Three-dimensional modeling software SolidWorks,gain QTZ80 tower crane arm’s finite element analysis with ANSYS, gain the boom’s stress distribution to determine the boom operating dangerous point, the tower of strength and stiffness were checking to determine whether the performance of the design can meet design requirements, make a modal analysis of overall of QTZ80 tower crane with ANSYS, gain the entire dynamic of the tower crane.Keywords: three-dimensional modeling; boom; the rising organization;finiteelement;dynamic characteristics1 概述1.1 本文的课题意义根据《塔式起重机设计规范》( GB/ T13752- 92),塔机的设计寿命应在15- 30年间，塔式起重机的破坏主要发生在塔身、起重臂、平衡壁三大金属结构上。
塔式起重机传动机构设计
塔式起重机传动机构设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1.塔式起重机概述在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机很多，其中应用最广泛的是塔式起重机。
塔式起重机具有其他起重机械难以相比的优点，如塔身高，起重臂长，有效作业面广，能同时进行起升，回转行走，变幅等动作，生产效率高；采用电力操纵，动作平衡，安全可靠；结构相对较为简单，运转可靠，保养维修业较为容易。
因此，他是起重机已成为现代工业与民用建筑不可缺少的主要施工机械。
塔式起重机工作高度大，一般自升式塔机工作高度可在100m左右，特殊用途的可在300m以上。
因此塔机的起升机构必须要有较大的容绳量。
塔机起升起升机构的卷筒都采用多层缠绕的方式。
塔机分为上回转塔机（本次设计题目）和下回转塔机两大类。
其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。
按能否移动又分为：行走式和固定式。
固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。
在房屋的施工中一般采用的是固定式的。
塔机机械通常结构庞大，机构复杂。
塔机的工作机构有五种：起升机构（本次设计题目）、变幅机构、小车牵引机构、回转机构和大车走行机构(行走式的塔机)。
2.专业课程设计的题目上回转自升式塔式起重机起身机构设计（1）型号：QTZ200（2）起重力矩（Kn·m）：2000（3）最大幅度/起重载荷（m/KN）：40/35（4）最小幅度/起重载荷（m/KN）：10/200（5）起升高度（m）：162（附着式） 55（固定式）（6）工作速度（m/min）：6~80（2绳） 3~40（4绳）（7）起重臂长（m）：40（8）平衡臂长（m）：203.塔式起重机起升机构设计起重机起升机构用来实现物品的上升与下降。
起升机构是任何起重机必须具备的，使物品获得升降运动的基本组成。
起升机构工作的好坏将直接影响整台起重机的工作性能。
塔吊设计方案
塔吊设计方案一、介绍塔吊作为一种常见的起重设备，广泛应用于建筑工地、港口码头等场所。
它的设计方案直接关系到施工效率和安全性。
本文将探讨塔吊的设计方案，从不同角度考虑如何优化其性能和使用效果。
二、基本参数设计塔吊的基本参数设计是其设计方案的起点。
包括高度、臂长和起重力矩等参数的选择。
首先要考虑的是工地的实际情况，选择合适的高度和臂长，使其能够覆盖到需要起重的区域。
同时，起重力矩的选择要满足工地的需求，既要能够承载重物，又要保证稳定性。
三、材料选用和强度计算塔吊的设计方案中，材料的选用和强度计算是关键环节。
一般来说，塔吊的主梁和臂杆要选择高强度钢材，以确保其承载能力。
同时，对于关键部件的强度计算要进行详细的分析，确保其在工作过程中不会发生破坏或变形。
四、结构设计塔吊的结构设计包括塔身和回转系统的设计。
在塔身设计方面，需要考虑其高度和稳定性。
高度的选择应综合考虑工地情况、设备需求和安全性，确保塔身能够垂直升起且不会倾斜。
回转系统的设计要保证灵活性和稳定性，使塔吊能够360度旋转并承载起重物。
五、电气控制系统塔吊的设计方案还需要考虑电气控制系统的设计。
电气控制系统是塔吊正常运行的关键。
它包括电机、传感器和控制器等组成部分，需要确保塔吊能够准确、灵活地控制起重操作。
此外，还要考虑安全控制装置的设计，如过载保护、限位保护等，确保操作过程中不发生意外。
六、智能化设计随着科技的发展，智能化设计成为塔吊设计方案中的一项重要内容。
通过应用传感技术和自动控制技术，可以实现塔吊的自动化操作和智能化管理。
例如，可以利用传感器监测设备状态，及时发现故障并进行预警；还可以通过远程监控系统实时了解塔吊的运行情况，提高管理效率。
七、优化方案为了进一步提升塔吊的性能和使用效果，可以考虑优化方案。
例如，可以利用专业软件进行模拟计算，优化塔吊的结构和参数，使其在实际工作中更加高效和稳定。
此外，还可以通过改进传动系统和降低能耗等手段，提高塔吊的能源利用效率。
塔吊设计的理论方案
塔吊设计的理论方案塔式起重机，俗称塔吊，是一种专业用于起重、装卸和搬运重物的机械设备。
在现代建筑和工程领域，塔吊广泛应用于大型工程项目中，为高空作业提供了强大的起重能力和灵活性。
本文将探讨塔吊设计的理论方案，包括设计原则、结构要素、选型依据以及工作原理等方面内容。
一、设计原则塔吊设计的理论方案需要遵循以下几个原则：1. 安全性原则：塔吊是高空起重设备，安全性是设计的首要目标。
塔吊的设计应考虑到各种工况和荷载情况下的稳定性和完整性，确保设备在工作中不会发生意外事故。
2. 结构合理性原则：塔吊的结构应当合理布局，并且各个部分之间应有良好的结构协调性。
合理的结构设计可以提高塔吊的整体性能，并且方便进行安装、拆卸和维修。
3. 经济性原则：设计的理论方案需要考虑到塔吊的性能和造价之间的平衡。
设计师应根据具体项目的需求，选择合适的材料和工艺，以实现在保证质量的前提下尽可能降低成本。
二、结构要素塔吊的设计包括以下几个主要结构要素：1. 塔身：塔身是塔吊的主要支撑部分，通常由多节钢管段组成，通过螺栓连接。
塔身的高度决定了塔吊的起重高度，需根据具体工程要求来确定。
2. 回转机构：回转机构使得塔吊能够在水平方向上进行旋转，以满足不同工作区域的需求。
回转机构包括回转轴、回转机构传动装置等。
3. 起升机构：起升机构是塔吊的核心组成部分，负责提升和降低载荷。
常见的起升机构包括液压起升机构和钢丝绳起升机构。
4. 平衡重物：平衡重物是为了保持塔吊的平衡，减小偏心力而设置的。
通常通过增加塔吊顶部的反重物或在底部设置对称的平衡臂来实现。
三、选型依据塔吊的选型需要根据具体的工程要求和工况条件来进行选择。
以下是选型时需要考虑的几个主要依据：1. 预计起重能力：根据工程项目的需求，预估所需的最大起重能力，以决定选择适合的塔吊型号。
2. 工作半径：根据工作现场的布置和需求，确定所需的工作半径范围，选取对应塔吊的臂长。
3. 受力状况：考虑工作现场的风速、地震等因素，确定塔吊在受力状态下的工作安全范围。
塔式起重机设计中的安全问题分析
塔式起重机设计中的安全问题分析塔式起重机在建筑工程中十分常见，其作用就是在垂直方向提升建筑材料。
其工作原理简单，效率较高因此在建筑工程中得到了广泛的应用。
也因此常常会出现安全事故而导致损失，所以在塔机的设计中应当充分考虑其安全性问题，提高对细节的要求和规范，以此保证塔机的安全运行。
标签塔机分类；塔机构造；安全性问题；设计要点1 塔式起重机的种类和结构分析塔式起重机是一种常见的起重设备，按照其行走机构可划分为移动和固定式塔式起重机。
移动起重机自身固定在一个支架上，可以在铺设的轨道上进行运行，稳定性较好，能够满足载重移动，工作效率较高，其应用的范围在建筑安装工程中。
固定式起重机即位置固定的起重设备，可以分为自升式、内爬式两种。
内爬式主要应用在建筑内部，依靠电梯井、电梯间进行工作，依靠的是托架和提升系统完成起重，工作过程繁琐，但是可以省去钢结构支架，不需要基础安装，自重和载荷有建筑本身承担。
自升式起重机则是随着建筑物的升高而提升，主要应用在高层建筑上，建筑结构承担的是水平载荷，附着形式方便，但是支架所用的钢结构较多。
另外，起重机安起重臂构造可以分为俯仰变幅起重臂和小车变幅起重机。
俯仰变幅起重机主要是依靠起重臂的升降完成变幅，其优点是可以充分发挥起重臂的有效高度，结构简单，直接的缺陷是最小幅度的限制较大，仅可达到最大幅度的30%，不能完全靠近塔身，变幅的时候符合也同时升降，不能完成承载变幅。
小车变幅起重机主要是依靠水平起重臂轨道上的小车完成变幅，其优势为：变幅的范围较大，载重小车可以靠近塔身，可以承载变幅，缺陷是起重臂承载和变幅是受力复杂，对结构要求较高。
从上层的回转方式划分有下回转、上回转两种。
下回转的起重机将回转的支撑、平衡重等机构设计设置在下端，其优势有：塔身所承受的弯矩少，中心低、相对稳定，安装、维护方便；缺陷有：回转支撑的要求高、安装高度有限。
上回转起重机，就是将回转支撑、重量平衡、主要结构设计在设备的上端，其优势有：简化下部结构，顶部升高方便；缺陷有：建筑物超过塔高时会影响整个平衡臂的回转范围，同时中心提高，风压加大、压重提高，设备的中体重量增加。
塔式起重机基础设计
塔式起重机基础设计1.引言2.地基选择塔式起重机的地基选择是基础设计中的首要任务。
一般来说，地基应具备良好的承载能力和稳定性。
根据地基的不同，可以选择桩基础或者浅基础。
对于较为软弱的地基，可以采用钢管桩等形式的深基础，而对于较为稳定的地基，则可以采用筏式浅基础。
3.基础形式塔式起重机的基础形式有多种选择，常见的有梅花式基础、单柱式基础和双柱式基础。
梅花式基础是最常用的一种形式，其特点是具有较高的稳定性和承载能力。
单柱式基础适用于较小的起重机，而双柱式基础适用于较大的起重机。
选择基础形式时还需考虑周围环境和工程要求等因素。
4.基础尺寸塔式起重机的基础尺寸是基础设计中的关键问题。
基础尺寸的大小直接关系到塔式起重机的承载能力和稳定性。
一般来说，基础尺寸应根据起重机的工作条件和额定承载力来确定，同时还需考虑周围交通、施工区域等因素。
在确定基础尺寸时，还需要进行充分的受力计算和结构分析。
5.基础设计要点塔式起重机基础设计的要点包括地基处理、基础的选择和设计、基础的施工等方面。
地基处理是确保地基承载能力和稳定性的重要措施，可以采用加固地基、加桩等方式。
基础的选择和设计需要根据具体情况进行，应综合考虑起重机尺寸、地基条件、施工工艺等因素。
基础的施工需要按照相关规范进行，确保施工质量和安全。
6.基础监测与维护塔式起重机基础设计完成后，还需要进行基础监测和维护工作。
基础监测可以采用传感器等设备进行，主要监测基础的沉降、倾斜等情况，及时发现并处理异常情况。
基础维护包括定期检查基础的状况、清除周围堆积物、防止基础破坏等工作，确保基础的安全可靠。
7.结论塔式起重机基础设计是确保起重机安全稳定工作的重要环节。
通过合理的地基选择、基础形式选择、基础尺寸确定以及基础设计、施工、监测维护等工作，可以保证塔式起重机的工作效果和安全可靠性。
同时，在进行基础设计时还需遵循相关规范和标准，确保设计合理、施工安全。
塔吊设计方案
塔吊设计方案塔吊设计方案摘要本文档介绍了一种塔吊的设计方案。
塔吊是一种用于在建筑工地上提升和移动重物的设备。
该设计方案包括塔吊的结构、工作原理和安全措施。
引言塔吊作为一种重要的建筑机械设备，在现代建筑工地上扮演着重要角色。
它能够高效地提升和移动重物，减少人工劳动，提高工作效率。
本文介绍了一种塔吊的设计方案，旨在提供一种可靠、安全且高效的设备。
设计方案1. 结构设计该塔吊设计采用了以下结构元素：塔身、回转机构、起升机构、配重、臂架和操作室。
1.1 塔身塔身是塔吊的主要支撑结构，一端固定在地面上，另一端与臂架连接。
塔身通常由钢材制成，具有足够的强度和刚度以承受工作载荷。
1.2 回转机构回转机构使塔吊能够在水平方向上旋转360度，以便在工地上灵活移动。
回转机构通常由电动机、齿轮和轴承组成，并安装在塔身的顶部。
1.3 起升机构起升机构使塔吊能够垂直提升和下降重物。
起升机构通常由电动机、滚筒和钢丝绳组成，安装在臂架上。
1.4 配重配重用于平衡塔吊的重心，以确保塔吊的稳定性。
配重通常由混凝土块、钢板等材料制成，并安装在塔身底部。
1.5 臂架臂架是连接塔身和起升机构的结构，具有一定的长度和承载能力。
臂架通常由钢材制成，能够在承受工作载荷的情况下保持稳定。
1.6 操作室操作室是塔吊操作员进行操作和监控的地方。
操作室通常位于塔身的顶部，具有良好的视野和操作控制台。
2. 工作原理塔吊的工作原理主要是通过电动机驱动各个部件的运动，实现提升和移动重物的功能。
当操作员通过控制台操作起升机构时，电动机会启动并带动滚筒旋转，从而使钢丝绳向上或向下移动，实现提升或下降重物的功能。
当操作员通过控制台操作回转机构时，电动机会启动并带动齿轮旋转，从而使塔吊在水平方向上旋转，实现移动重物的功能。
3. 安全措施为了确保塔吊的安全运行，设计中采取了以下安全措施：3.1 重量和平衡控制设计中考虑了塔吊的重量和重心平衡，通过合理布置配重和控制重物的重量，保证塔吊的稳定性。
塔式起重机转盘机构的设计
塔式起重机转盘机构的设计引言：塔式起重机是一种常用于建筑施工和装卸货物等作业的起重设备，转盘机构是塔式起重机的核心部件之一、它通过转盘的旋转，使起重机的吊臂能够在360度范围内进行全方位的作业。
转盘机构的设计直接影响到塔式起重机的性能和稳定性，因此对于转盘机构的设计需要仔细考虑各种因素。
一、转盘机构的功能和基本要求1.功能：转盘机构的主要功能是使塔式起重机的吊臂能够360度无死角地旋转，以便于进行作业。
2.基本要求：（1）满足吊臂稳定旋转的需求：转盘机构需要具有足够的稳定性，以确保在吊装重物时不会出现过大的摇摆。
（2）顺畅的转动：转盘机构需要采用合适的轴承和润滑装置，以保证其转动顺畅，减少能量损失。
（3）安全可靠：转盘机构需要具备一定的强度和刚度，能够承受起重机在不同工况下的荷载。
二、转盘机构的结构设计1.转盘：（1）转盘材料：转盘一般采用优质钢材制作，以确保其强度和刚度。
（2）转盘厚度：转盘的厚度需要根据起重机的工作条件确定，一般要求厚度要能够承受起重机在最大工况下的荷载。
（3）转盘直径：转盘的直径需要满足吊臂的长度和起重机各部件运动的空间需求，一般要求能够容纳起重机全部部件的活动范围。
2.转动机构：转动机构是指使转盘能够旋转的设备，其设计需要考虑以下几个方面：（1）轴承：轴承是转动机构的核心部件，需要选择具有高承载能力和寿命的轴承。
（2）润滑装置：润滑装置可以减小摩擦，提高转动机构的使用寿命，需要根据具体情况选择合适的润滑方式。
（3）传动装置：传动装置可以使转盘顺畅地旋转，一般采用驱动电机和齿轮传动的方式。
3.固定装置：为了使转盘具有稳定性，需要设计适当的固定装置来固定转盘，一般采用螺栓和座椅连接的方式，需要保证连接紧固可靠、结构牢固。
三、转盘机构的性能优化1.重心设计：在转盘机构的设计过程中，需要合理设置各个组件的位置，以降低转盘的重心，提高其稳定性。
2.摩擦力和惯性力的控制：转盘机构在旋转过程中会产生摩擦力和惯性力，这些力会对转盘的旋转稳定性产生影响。
简述塔式起重机载荷设计和安全问题分析
（1）
根据式（1）即可求得平衡载重的值。 （2）起重机满载时起吊重量的确定。 当起重机处于满载状态时，重物离立柱越远 越危险。当重物P2位于最外端时即为最不理 想状态，此时求得的最大重量即为该设备的 临界值。当起重机处于临界状态时，其将产 生顺时针倾覆的趋势，此时左轮A只与地面 接触不发生挤压，其支持力为零。因此有：
学术研讨 65
◇信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司 张运鹏 余 寻
简述塔式起重机载荷设计和安全问题分析
正常情况下，塔式起重机要能正常工 作，必须满足强度条件，刚度条件和稳定 性要求。在起吊重物过程中和空载时不能 倾倒，其配重和最大起吊重量需控制在一 定范围内。本文通过计算确定其起吊重量 并讨论安全防范措施，以便为塔式起重机 安全使用提供理论基础。
图1 塔式起重机示意图 （1）起重机空载时平衡载重的确定。 当起重机处于空载状态，即P2等于零的情况 下，如果平衡重量P3过大，则起重机将发生 逆时针倾覆的危险。为了使起重机能正常工 作，则需确定平衡载重的值。取起重机进行 研究，其受力如图1所示，当起重机处于临 界状态时，右轮B只接触不挤压，即B处的 支持力为零。根据力学相关知识，有：
塔式起重机又称塔吊，是工程中常用的 一种起重设备，一种动臂装在高耸塔身上部 的旋转起重机。塔式起重机由于作业空间 大，主要用于房屋建筑施工中物料的输送和 建筑构件的安装。本文以平头塔式起重机为 例进行研究。
1 载荷设计 平头塔式起重机示意图如图1所示。设 起重机自身重量为P1，平衡重量为P3，起吊 最大重量为P2，各尺寸如图1所示。
3 结语 塔式起重机在正常工作时受到多种因素 的影响，在具体操作过程中要综合考虑这些 影响因素所占的比例，特别是在沿海地区， 风力的影响不可忽略，本文推导出的结论也 需做相应的修正。随着我国建筑行业的快速 发展和新型科技在起重设备上的应用、人们 安全意识的不断提升，安全施工终将在建筑 行业实现。
塔式起重机动力系数的计算与分析档
塔式起重机动力系数的计算与分析1引言动力系数是起重机械设计与分析的重要参数之一。
目前,在这方面的研究成果,大多集中于桥式类型起重机。
本文应用有限元法,研究了塔式起重机(简称塔机)的动力特性,并提出了塔机动力系数简化计算公式。
经实例验证、理论计算与实测结果相符,因此,有一定的实际参考价值。
2动力系数的计算用有限元法,将塔机空间桁架简化为平面混合框架计算模型。
吊重从地面提升时的激振荷载视为斜坡升载后保持恒定值,其动力响应为:吊重上升制动、下降制动的激振荷载视为阶梯函数,其动力响应为:以TQ1－6塔机为例,建立计算模型(图1),略去阻尼。
通过计算,得出在不同工况下,塔机各阶主振型、各阶主振型的固有频率ω;所取各节点的位移、内力、应力。
利用动应力与静应力之比,可求出各节点的动力系数ψ,即:部分计算结果(幅度R＝0．85 m、起重量Q＝6 t、臂架平行轨道)绘成曲线见图2～图4。
为了解吊重从地面提升及下降制动过程中,塔机的振动情况,可计算出各节点在振动中不同时刻的位移,如图5所示。
同样,也可计算出各节点在振动中不同时刻的内力,如图6所示。
3动力系数的分析由计算结果可知:3.1塔机是一个低频振动系统,且变形较大,在振动过程中,不仅有与荷载同方向的垂直振动,还有与荷载垂直的水平振动。
由于水平惯性力的影响,使塔根动力系数明显增大。
所以,整个塔机采用同一个动力系数,不符合实际情况。
图1计算模型图2 0．6m／s,吊重从地面提升时ψ（ω）－Q曲线图3吊重从地面提升时ψ－V曲线1．塔根2．塔腰3．塔顶4．塔尖5．变幅钢丝绳6．吊臂7．吊钩;V——吊重提升或下降速度。
图4吊重下降制动时ψ－V曲线图5吊重从地面提升时的位移曲线1．吊臂端水平位移2．吊钩垂直位移3．吊臂端垂直位移4．塔腰水平位移图6吊重从地面提升时的内力曲线1．塔根弯矩2．塔腰弯矩3．塔尖弯矩4．吊臂压力5．吊钩拉力3.2同一工况下,吊重从地面提升时,各节点的动力系数均随吊重提升的瞬时速度增加,呈线性增大。
塔式起重机设计计算
塔式起重机设计计算塔式起重机是用来进行重物吊装和搬运的一种起重设备。
它由塔身、塔头、吊臂、起重机构、电气系统等主要部件组成。
塔身是起重机的主体结构，用于提供起重机的整体稳定性和承载能力。
塔头用于支撑起重机构和吊臂，旋转起重机构可以将吊臂围绕塔身进行水平旋转。
吊臂用于提供起重高度和起重范围。
起重机构用于进行重物的吊装和搬运操作。
电气系统用于提供起重机的电力供应和控制操作。
在设计塔式起重机时，需要考虑以下几个关键参数：1.起重量和作业半径这是决定起重机工作能力的主要参数。
起重机的起重量应该满足实际工地的需求，同时也需要考虑起重半径。
起重半径越大，起重机的起重能力越小，因此需要根据实际工地情况进行合理的选择。
2.塔身高度和塔台结构塔身的高度应根据工地情况和使用要求进行确定。
高度过高会导致塔身的稳定性下降，同时也容易对周围的建筑物造成压力。
同时，塔式起重机的塔台结构也需要进行合理设计，以确保起重机的稳定性和安全性。
3.吊臂长度和结构设计吊臂的长度应根据实际工地需求进行选择。
吊臂越长，起重机的起重范围越大，但会增加起重机的重量和杆件的受力情况。
吊臂的结构设计需要兼顾起重机的稳定性和提供足够的起重高度。
4.起重机构的选择和设计起重机构是塔式起重机的核心部件，需要选择合适的起重机构来实现起重要求。
起重机构的设计需要考虑起重机的起重速度、载荷能力、安全性等因素。
5.塔式起重机的电气系统在进行塔式起重机设计计算时，需要进行力学和结构力学分析，包括塔身的稳定性分析、杆件的受力分析、吊臂的抗弯强度计算等。
同时还需要进行吊装设计，包括起重量和作业半径的计算、起重机构的选型等。
总之，塔式起重机设计计算是一个复杂的过程，需要充分考虑起重机的工作能力、结构稳定性、安全性等因素。
通过合理的设计，可以提高起重机的工作效率和安全性，满足实际工地的需求。
QTZ80塔式起重机总体设计
QTZ63塔式起重机总体设计1.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。
1．主要参数的选择选择塔式起重机主要参数的基本依据：（1）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；（2）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；（3）理论分析或经验计算；（4）使用单位的要求和制造厂商的生产条件等；2．合理的主要参数应该符合以下条件（1）满足实际使用要求——实用性；（2）适合于生产厂的制造条件——可能性；（3）充分发挥发动机功率——经济性；（4）与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)。
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 t·m -132.527t·m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100.551t·m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υ2=1.2(3t以下)或υ2=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P W=CK h·q·AC—风力系数K h—高度系数q—计算风压机构计算时q I=150N/m2结构计算时q II=250N/m2结构非工况q III=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自重、吊重、惯性力、工作状态的最大风压、基础最大坡度。
固定塔式起重机的设计优化与性能改进
固定塔式起重机的设计优化与性能改进摘要：固定塔式起重机作为一种常用的起重设备，广泛应用于各个领域。
设计优化和性能改进是提高固定塔式起重机工作效率和安全性的关键。
本文通过对固定塔式起重机设计原理、结构、控制系统以及关键部件进行分析，提出了一些设计优化和性能改进的方法，旨在提高固定塔式起重机的安全性、稳定性和工作效率。
一、问题分析固定塔式起重机在实际使用中存在一些问题，主要表现为以下几个方面：1. 安全性问题：固定塔式起重机在高空作业时存在一定的安全风险，如风力大、结构不稳定等因素可能引发起重机的倾覆或坠落。
2. 稳定性问题：固定塔式起重机在工作过程中容易出现晃动、共振等稳定性问题，影响起重机的准确性和稳定性。
3. 吊绳系统设计不合理：固定塔式起重机的吊绳系统设计不合理，操作起重物时容易产生晃动和摆动，降低了起重机的工作效率。
4. 控制系统不完善：固定塔式起重机在操纵和控制方面还存在一定的不足，需要进一步优化和改进。
二、设计优化与性能改进方法1. 结构优化：通过对固定塔式起重机结构进行优化设计，增加塔身的刚度和稳定性，减少起重机的晃动和共振问题。
在设计中可以采用更加合理的材料和结构方式，提高起重机的整体性能。
2. 吊绳系统改进：对起重机的吊绳系统进行改进，采用新型的吊绳结构和承重装置，减少晃动和摆动，提高起重机的工作效率。
可以使用自动平衡装置，实现吊绳的自动调整，提高起重物的准确性和稳定性。
3. 控制系统优化：对固定塔式起重机的控制系统进行优化，提高起重机的自动化程度和操控性。
可以采用先进的传感器技术和控制算法，实现起重机的智能化控制。
同时，加强对控制系统的监测和维护，确保起重机的安全性和稳定性。
4. 安全措施加强：为了提高固定塔式起重机的安全性，可以增加安全防护装置，如起重机倾覆预警装置、重物下落预警装置等，及时发现并处理潜在的安全风险。
此外，必须严格遵守起重机使用和操作规范，加强对操作人员的培训和安全意识教育。
组合式塔式起重机基础设计与应用
组合式塔式起重机基础设计与应用一、引言起重机是一种用于起重和搬运物品的机械设备，广泛应用于工矿企业、码头、建筑工地等场所。
塔式起重机是一种常见的起重机类型，其特点是结构紧凑、起重能力大、覆盖面积广，适用于大型建筑工地和高层建筑物的施工作业。
组合式塔式起重机是塔式起重机的一种变体，其采用了多种控制方式和结构设计，使得其在施工作业中更加灵活、安全和高效。
本文将就组合式塔式起重机的基础设计和应用进行介绍。
二、组合式塔式起重机的基础设计1. 结构设计组合式塔式起重机通常采用单塔或双塔结构，塔身材料一般为钢结构，具有良好的承载能力和稳定性。
在设计过程中，需要考虑起重机的起重高度、横向跨度和起重能力，确保其能够满足工地施工的需求。
组合式塔式起重机还需要考虑对风力的抗风性能，以及对地基的承载要求，确保其在使用过程中能够安全稳定地进行作业。
2. 控制系统设计组合式塔式起重机的控制系统通常包括了机械控制和电气控制两种方式。
机械控制主要包括了液压控制和机械传动，可以实现起重机的上升、下降、伸缩等动作。
电气控制则包括了电动机驱动、变频控制等技术，可以确保起重机的动作稳定、精确和可靠。
在设计过程中，需要考虑起重机的控制精度、响应速度和安全性，确保其在施工作业中能够满足各种复杂环境下的需求。
3. 安全保护设计组合式塔式起重机在设计过程中需要考虑安全保护措施，以确保起重机的使用过程中不会发生意外事故。
常见的安全保护措施包括了限位开关、重载保护、倾覆保护等，可以监测起重机的各项运动参数，并在出现异常情况时及时停机报警，确保起重机和施工人员的安全。
4. 智能化设计随着科技的发展，智能化技术在起重机领域得到了广泛应用。
组合式塔式起重机通常会采用各种传感器、监控系统和远程控制技术，实现对起重机的实时监测、远程控制和智能化管理。
智能化设计不仅可以提升起重机的作业效率，还可以降低施工人员的劳动强度，提高施工作业的安全性和稳定性。
三、组合式塔式起重机的应用1. 大型建筑施工组合式塔式起重机在大型建筑施工中得到了广泛应用，其具有起重能力大、高度覆盖面积广的优势，可以满足大型建筑物的各种起重需求。
塔式起重机的工程力学分析
塔式起重机的工程力学分析引言：塔式起重机是一种广泛应用于建筑工地和重型货物搬运的机械设备。
它通过利用杆件的稳定性和力学原理，实现了重物的高效、安全的起吊和搬运。
本文将从工程力学的角度对塔式起重机进行分析，探讨其结构特点、受力情况以及影响因素。
一、塔式起重机的结构特点塔式起重机主要由塔身、臂架、起重机构、平衡重等组成。
塔身通常由钢管或钢板焊接而成，具有较高的强度和刚度。
臂架是起重机的工作部分，可以实现水平和垂直方向的伸缩。
起重机构包括起重钩、钢丝绳、变幅机构等，用于实现起重功能。
平衡重用于平衡臂架的重量，保持整个起重机的稳定。
二、塔式起重机的受力情况塔式起重机在工作过程中会受到多种力的作用，主要包括自重、荷载、风载和动载。
自重是指起重机自身的重量，对其结构和稳定性有直接影响。
荷载是指起重机所承受的工作物的重量，包括起重物和吊具的重量。
风载是指起重机在风力作用下受到的力，会对起重机的稳定性产生影响。
动载是指起重机在工作过程中产生的惯性力和冲击力，如起重物的加速度和减速度。
三、塔式起重机的稳定性分析塔式起重机的稳定性是其设计和使用的重要考虑因素。
稳定性主要通过结构设计和平衡重的设置来保证。
首先，塔身的高度和材料的选择应能够承受起重机的自重和荷载，并保持足够的刚度。
其次，平衡重的设置应考虑起重机的工作范围和荷载情况，以保持整个起重机的稳定。
此外，起重机的基础也需要具备足够的强度和稳定性，以承受起重机的重量和工作力。
四、塔式起重机的影响因素塔式起重机的性能和安全性还受到其他因素的影响。
首先，起重机的工作环境和使用条件会对其受力情况产生影响，如风速、地面条件等。
其次，起重机的维护和保养也是保证其正常工作的重要因素，定期检查和维修可以发现潜在的问题并及时解决。
此外，操作人员的经验和技能对起重机的安全操作也至关重要。
五、塔式起重机的发展趋势随着科技的进步和工程技术的发展，塔式起重机也在不断改进和创新。
目前，一些塔式起重机已经实现了自动化和遥控操作，提高了工作效率和安全性。
简述塔式起重机载荷设计和安全问题分析
简述塔式起重机载荷设计和安全问题分析摘要：塔式起重机设计、生产和使用是一项系统的复杂的工程, 随着科学技术的发展, 新技术新工艺不断出现。
应加快新技术的应用, 不断提高塔式起重机的可靠性及安全性。
关键词：塔式起重机；载荷设计；安全问题；分析1塔式起重机性能参数目前, 我国的工业与民用建筑广泛采用现场浇混凝土楼板结构, 在建筑施工中,塔式起重机的主要作用是吊载砌体材料、钢筋及混凝土; 对中小型民用建筑施工,多采用 350 以下的混凝土搅拌机, 而 350 搅拌机的一次出料重量为 0.8t 左右; 大型建筑施工中, 多采用商品混凝土, 采用 4 、 6 、 9 、 10m 3 的混凝土输送车运输, 采用混凝土泵输送, 经常吊载螺纹钢或混凝土砌块, 有的大型建筑施工现场采用 500混凝土搅拌机, 一次出料重量为 1.3t左右。
塔式起重机的性能参数应该适应建筑施工的要求, 因此将小型塔式起重机的最大幅度起重量确定为 0.8t , 大型塔式起重机的最大幅度起重量确定为 1.3t 更为合理。
这不仅适应建筑施工的要求, 也增强了施工的安全性, 因为在调查过程中发现, 许多建筑施工队伍在施工过程中, 为追求进度或施工方便, 不顾塔式起重机的承载能力, 去掉塔式起重机的力矩限制器, 将单机搅拌的混凝土一次吊载, 超载使用, 给安全施工留下了巨大的隐患。
2塔式起重机的安装方案塔式起重机的安装过程是塔式起重机事故多发阶段, 应严格按照操作规程进行。
常见的安装方案是: 借助汽车吊进行初步安装, 然后依靠自身的液压顶升机构架设的自升式塔式起重机, 自升式塔机架设的安全性要高于固定式塔重机, 但是制造和安装成本高。
用户安装塔式起重机一定要使用有资质的安装公司进行安装, 以确保安装过程的安全。
3 塔式起重机塔身结构形式塔式起重机结构形式选择的是否合理对塔式起重机的安全及生产厂家的生产效率的提高是至关重要的。
今天仅和大家分析一下塔身标准节结构中主肢、腹杆和连接方式的选择。
塔式起重机设计
塔式起重机的总体设计概况工程建筑类别为一类高层建筑，抗震设防烈度为7度，工程总建 筑面积约9.2万m ，包括两层（局部三层）地下室和四层裙楼，其中 地下室面积约4.1万m ，裙楼面积约5.1万m 。
本工程合理使用年限 为50年，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级，人防防护 等级为六级 一；塔吊基础设计计算 取塔吊最大倾覆力矩，在非工作状态（HS 时：Mmax=1766KNm,计 算简图如下：1、x 方向，受力简图如下:以塔吊中心0点为基点计算:M=Mmax=1766KNm,M2=2Rb*4.5设M=M2贝卩Rb=198KN 根据单桩承载力设计值 Rb<10600KN（满足要求）2、丫方向，受力简图如下：以塔吊中心0点为基点计算：M二Mmax=1766KNm,M2=2Rb*5.25设M=M2贝卩Rb=168KN根据单桩承载力设计值Rb<10600KN（满足要求）3、Z方向，受力简图如下：以塔吊中心0点为基点计算：M二Mmax=1766KNm,M2二Rb*7.258设M=M2贝卩Rb=244KN根据单桩承载力设计值Rb<10600KN（满足要求）二；塔机安装塔机组装必须在固定基础的混凝土强度达到设计值的70%以上才能进行。
塔机组装顺序按图1进行：10趾慕平徹重｛余下询配重） 图1支腿固定式塔机安装顺序示意图 塔机在起升高度为40.5米的独立状态下共有14节塔身节：包括 一节固定基节EQ 13节标准节EQ 塔身节内有供人上下的爬梯，并 有供人休息的平台。
图2预埋螺栓固定基节EQ1安装塔身节9/II1）安奖塔身节 4）安栾塔帽总咸 2）昂装爬升架 5｝安装平衛臂总成 8）安装聲机室 3）安裟回转支承总成 6）安装平衛臂拉曲 9）安荣起重臂总成 预埋支腿固定基节EQ 主弦杆上下端各有3各连接套，如图2所2吊装两个塔身⑴如图421所示，吊起一节标准节EQ注意严禁吊在水平斜腹杆上。
⑵将1节标准节EQ吊装到埋好固定基础的固定基节EQ上，用12件10.9级高强度螺栓连接牢。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
道式塔吊、塔身固定于行走底架上，可在专设的轨道上运行，稳定性好，能带负荷行走，工 作效率高，因而广泛应用于建筑安装工程。轮胎式、汽车式和履带式塔吊、无轨道装置，移 动方便，但不能带负荷行走、稳定性较差，目前已很少生产。
《机电系统分析与设计》
专业：机械设计及理论 学院：机械工程与自动化学院 日期：2012 年 11 月 2 日
1
塔式起重机的设计与分析
摘要：本论文主要涉及塔式起重机的机械设计和电器原理设计部分。塔式起重机的机械设计 是通过理论上的分析计算选出满足生产要求的塔式起重机结构，确定合理的运行参数，或者 对确定的部件参数进行验算，并完成施工现场的宏观设计以及塔式起重机的安装。最后进行 塔式起重机的保护装置及其电器原理设计。 关键词：塔式起重机，驱动装置，可编程控制器
FQ ——最大起升载荷； ——电动机台数； v ——额定起升速度，m/min；
当基准接电持续率 Jc 40% 时，电动机的额定功率 PE 55kw；
4、电动机发热校核
PE
Tr nm 9550 Kz
（4）
式中：
PE ——基准接电持续率时电动机的额定功率， PE =55kw；
——机构总传动效率 ， =0.828；
Pj FQ (KW) 60 1000
（1）
式中： F0 ——起升载荷 N， F0 P Gd ， P 为起升载重， Gd 为吊钩组重
Gd 2.5% P ， p 100kw
V ——额定起升速度 m/min；由设计要求可知V 23m / min ——机构总传动效率
组 导 卷 机 0.97 0.927 0.98 0.94 0.828
最大转矩倍数（50Hz） 转动惯量 重量
1.5~2 2.9 1.65 592kg
（2）
3、电动机过载能力校验
PE
H M
FQ 60 1000
j
（3）
式中： PE ——基准接电持续时电动机的额定功率（kw）
M ——电动机转矩的允许过载倍数； =机构总传动效率；
H——考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数（绕线异步电机取 2.1）
塔身结构也称塔架，是塔机结构的主体。现今塔机均采用方形断面，断面尺寸应用较广 的有：1.2m×1.2m、1.4m×1.4m、1.6m×1.6m、2.0m×2.0m;塔身标准节常用尺寸是 2.5m 和 3m。塔身标准节采用的联接方式，应用最广的是盖板螺栓联接和套柱螺栓联接，其次是 承插销轴联接和插板销轴联接。标准节有整体式塔身标准节和拼装式塔身标准节，后者加工 精度高，制作难，但是堆放占地小，运费少。塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工上下。 爬梯宽度不宜小于 500mm，梯步间距不大于 300mm，每 500mm 设一护圈。当爬梯高度超 过 10m 时，梯子应分段转接，在转接处加设一道休息平台。
故电机的静功率为：
Pj
FQ v 60 1000
61 .90 k w
2、初选电动机
8
PE G Pj 50.0KW
因此选择型号：YZP280M-8
表 5 电机参数（YZP280M-8）
标称功率
55kW
起动转矩倍数（1Hz）
额定电流 额定转矩 额定转速
121A 714 Nm 735 r/min
3.97
3.53
3.29
3.15
2.83
重重量
塔式起重机作为一种成熟的工程设备，其设计规范和标准早已完善给出，因此在本例中 可以参考以下规范：
塔式起重机设计规范 GB／T13752－1992； 塔式起重机技术条件 GB／T9462－1999； 起重机设计规范 GB／T3811-2008。
1.4 塔式起重机的部件计算和校核 一、电动机功率的确定需要进行以下三个步骤 1、计算电动机的静功率
固定式塔吊、根据装设位置的不同，又分为附着自升式和内爬式两种，附着自升塔吊、 能随建筑物升高而升高，适用于高层建筑，建筑结构仅承受由起重机传来的水平载荷，附着 方便，但占用结构用钢多；内爬式起重机在建筑物内部（电梯井、楼梯间），借助一套托架 和提升系统进行爬升，顶升较繁琐，但占用结构用钢少，不需要装设基础，全部自重及载荷 均由建筑物承受。
图 5 塔式起重机基本结构 1-固定基础；2-固定支腿；3-附着装置；
5
图 6 塔式起重机基本结构 4-顶升机构；5-下支座；6-上支座；7-回转机构；8-回转塔身；9-司机室；10-变幅机构；
11-载重小车；12-吊钩；13-起重臂；14-起重臂拉杆；15-塔顶；16-平衡臂拉杆； 17-平衡臂；18-平衡重；19-起升机构；20-电控柜；21-塔身
图3 4
以塔吊中心 O 点为基点计算： M=Mmax=1766KN·m,M2=2Rb*5.25 设 M=M2，则 Rb=168KN，根据单桩承载力设计值 Rb<10600KN。 （满足要求） 3、Z 方向，受力简图 4 如下：
图4
以塔吊中心 O 点为基点计算： M=Mmax=1766KN·m,M2=Rb*7.258 设 M=M2，则 Rb=244KN，根据单桩承载力设计值 Rb<10600KN。 （满足要求） 1.2 塔式起重机的基本机构介绍 本案例中采取固定支腿式塔式起重机，其基本结构如下图 5、6 所示
1.3 塔式起重机参数选择 1、整机性能参数
表 1 整机性能参数
机构工作级别
起升机构——M5 变幅机构——M4
最大起升高度
54m
额定起重力矩 最小/最大工作幅度
最大起重量
2500kNm 4m/70m
10t
平衡重
21t
2、起升机构性能参数指标
表 2 起升机构性能参数指标
最大牵引力
35000N
规格——35x7-18-1870 6
1 塔式起重机的机械设计
1.1 塔式起重机的设计实例 1.1.1 设计原始资料：
工程建筑类别为一类高层建筑，抗震设防烈度为 7 度，工程总建筑面积约 9.2 万 m2， 包括两层（局部三层）地下室和四层裙楼，其中地下室面积约 4.1 万 m2，裙楼面积约 5.1 万 m2。本工程合理使用年限为 50 年，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级，人防 防护等级为六级。塔机基本参数选择为最大载重 10t，最高速度 30m/min，最小/最大工作 幅度 4m/70m。
钢丝绳 卷筒
电机 减速机速比
制动器
最大线速度——200 m/min
转速——47.27 r/min 绳容量——400m（5层）
型号——YZP280M-8 功率——55kW
转速——735 r/min 15.55
YWZ3 -315/90-16 制动力矩——1800Nm
3、变幅机构性能参数指标
表 3 变幅机构性能参数指标
KZ ——系数， KZ 1 Z /1000 0.85 ； T r ——起重机构最不利工作循环的等效平均阻力矩，
塔式起重机是指机身为塔形刚架，能沿轨道行走，配有全围转臂的一种起重机。在大型 塔机的塔架下部可通行混凝土运输车辆。是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。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。塔式起重机由于作业空间大，主要用于房屋建筑 施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。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。
4
20
22.3
28
30
35
38
40
7
2倍率起重 6
6
6
6
6
6
6
6
重量
4倍率起
10
重重量
幅度
45
2倍率起重 5.33 重量
10 50 4.67
10 53 4.34
9.21 55 4.14
8.49 60 3.7
7.05 63 3.46
6.38 65 3.32
5.99 70 3
4倍率起 5.16
4.5
4.17
塔尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承 座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱 式、人字架式及斜撑架式。
凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方 面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。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。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比 关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重的用量相当可观，轻型 塔机一般至少要 3～4t，重型的要近 30t。平衡重可用铸铁或钢筋混凝土制成：前者加工费 用高但迎风面积小;后者体积大迎风面大对稳定性不利，但简单经济，故一般均采用这种。 通常的做法是将平衡重预制区分成 2 ～3 种规格，宽度、厚度一致，但高度加以调整，以 便与不同长度臂架匹配使用。
1.1.4 塔机的零部件
每台塔机都要用许多种起重零部件，其中数量最大，技术要求严而规格繁杂的是钢丝绳。 塔机用的钢丝绳按功能不同有：起升钢丝绳，变幅钢丝绳，臂架拉绳，平衡臂拉绳，小车牵 引绳等。钢丝绳的特点是：整根的强度高，而且整根断面一样大小，强度一致，自重轻，能 承受震动荷载，弹性大，能卷绕成盘，能在高速下平衡运动，并且无噪声，磨损后其外皮会 产生许多毛刺，易于发现并便于及时处置。钢丝绳通常由一股股直径为 0.3～0.4mm 细钢丝 搓成绳股，再由股捻成绳。塔机用的是交互捻，特点是不易松散和扭转。就绳股截面形状而 言，高层建筑施工用塔机以采用多股不扭转钢丝绳最为适宜，此种钢丝绳由两层绳股组成同， 两层绳股捻制方向相反，采用旋转力矩平衡的原理捻制而成，受力时自由端不发生扭转。塔 机起升钢丝绳及变幅钢丝绳的安全系数一般取为 5～6,小车牵引绳和臂架拉绳的安全系数取 为 3,塔机电梯升降绳安全系数不得小于 10。钢丝绳的安全系数是不可缺少的安全储备系数， 绝不可凭借这种安全储备面擅自提高钢丝绳的最大允许安全荷载。由于钢丝绳的重要性，必 须加强对钢丝绳的定期全面检查，贮存于干燥面封闭的、有木地板或沥青混凝土地面的仓库 内，以免腐蚀，装卸时不要损坏表面，堆放时要竖立安置。对钢丝绳进行系统润滑可以提高 使用寿命。