动臂式起重机结构设计与关键部件分析
基于Ansys Workbench的起重机吊臂结构全伸臂工况的有限元分析
基于Ansys Workbench的起重机吊臂结构全伸臂工况的有限元分析李春风;董庆华;李少杰;郝清龙;王宇飞;曹硕【摘要】通过吊臂吊载,起重机能够实现大高度、大幅度的作业,吊臂是起重机的最主要承载构件之一,吊臂的分析研究对于起重机的结构优化起到了大的作用.以50 t 起重机吊臂为例,借助软件Ansys Workbench对吊臂结构的全伸臂工况进行有限元分析,得到其变幅平面内各处位移和应力,为结构的改进和优化提供了一定的参考.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2016(018)002【总页数】5页(P17-21)【关键词】吊臂;Ansys Workbench;有限元【作者】李春风;董庆华;李少杰;郝清龙;王宇飞;曹硕【作者单位】承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000;承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000;承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000;承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000;承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000;承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德 067000【正文语种】中文【中图分类】TH21通过吊臂吊载，起重机能够实现大高度、大幅度的作业，吊臂是起重机的最主要承载构件之一，吊臂的强度对于起重机承载最大起重量时的整机起重性能起到了决定性的作用，吊臂自重对于起重机整机倾覆稳定性有着最直接的影响，吊臂结构的设计将直接影响整个起重机的性能，所以对吊臂进行有限元分析是很有必要的。
1.1 吊臂工作原理起重机升降重物，是利用吊臂顶端的滑轮组支撑卷扬钢丝绳来悬挂重物，利用吊臂的长度和倾角的变化来改变工作半径和起升的高度,如图1所示。
吊臂有两节、三节、四节、五节等不同形式，通过变幅机构来实现俯仰功能,如图2所示。
起重臂顶端可以加滑轮，实现吊钩单倍率工作，提高工作速度。
另外，起重臂顶端还可以同时加副臂，实现更大的起升高度。
基于ABAQUS的塔式起重机结构分析及试验验证
基于ABAQUS的塔式起重机结构分析及试验验证马灿;刘树林;温磊;黄腾辉【摘要】A finite element model was established for the tower crane to handle effectively the connection,constraint and load in the crane structure while seven typical working conditions were defined.The finite element analysis software ABAQUS was used to conduct static analysis for the whole structure and the stress detection.The results from finite element analysis are in good agreement with the actual test data and the coincidence degree is good,which verifies the correctness and feasibility of the finite element analysis.Application of finite element analysis can improve the design efficiency of the crane,and it also provides a reference for development and optimization of the serialization products.%对塔式起重机建立了有限元模型,对起重机结构中的连接、约束和载荷进行了有效处理,确定7种典型工况.利用有限元分析软件ABAQUS进行整机结构静力学分析,并进行应力检测.有限元分析结果与实际检测数据误差较小,吻合度较好,验证了有限元分析的正确性和可行性.应用有限元分析方法可以提高起重机的设计效率,也可为系列化产品的研发及优化提供参考.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2017(055)006【总页数】4页(P86-88,99)【关键词】塔式起重机;计算机;有限元【作者】马灿;刘树林;温磊;黄腾辉【作者单位】中国铁建重工集团有限公司长沙410100;徐工安全装备有限公司江苏徐州 221001;恒银金融科技股份有限公司天津300308;中国铁建重工集团有限公司长沙410100【正文语种】中文【中图分类】TH122;TH213.3塔式起重机是高层建筑、火电站、桥梁等基础设施建设中不可或缺的工程机械，基于工作的特殊性，塔式起重机风险高，事故频发［1］。
动臂式塔式起重机在超高层建筑中的应用
动臂式塔式起重机在超高层建筑中的应用摘要：随着建筑行业的不断发展，对于起重机的要求也越来越高。
其中动臂式塔式起重机在建筑行业中的应用比较广泛。
因此，探讨动臂式塔式起重机在超高层建筑中的应用具有重要的意义。
本文首先对动臂塔式起重机的发展及其应用进行了概述，详细探讨了动臂式塔式起重机在超高层建筑中的应用，旨在促进建筑行业的发展。
关键词：动臂式塔式起重机；超高层；应用超高层的建筑施工中，都会使用到动臂式塔式起重机，作为建筑施工现场中的垂直和水平运输主要工具，由于其升起高度很高，覆盖的面积很广，多以在安装和拆除的过程中需要注意的事项有很多，既要保证其使用的实用性、经济型、安全性，也要保证拆除的过程不会影响建筑本身结构，不会对施工人员造成威胁。
1 动臂塔式起重机的发展及其应用动臂塔式起重机（即俯仰臂架塔机）是历史上最早出现的塔机型式，从第二次世界大战结束后到20世纪60年代，由于动臂式塔机的施工效益显著，从工业建筑到民用建筑，从造船厂到港口码头，从钢结构建筑到电站建设，动臂式塔机无处不在，动臂式塔机占有塔机市场的大部分份额。
我国的塔机行业是在20世纪50年代起步，当时引进的样机也是德国出产的动臂式塔机。
但是从20世纪70年代开始，由于技术的局限性，动臂式塔机很少能带载变幅，大部分塔机都要靠在轨道上行走来改变吊装物的水平位置，这一致命缺点使其逐渐被挤出建筑市场，小车变幅塔机取代了动臂式塔机的地位。
小车变幅塔机优点在于可以轻而易举地带载变幅，变幅时吊重能水平移动，这样不仅变幅功率很小，而且吊重安装就位准确，操作容易，臂架长度远超动臂式塔机。
小车变幅塔机形式多样，有上回转、下回转、附着、内爬、行走等多种形式，适应范围广。
从20世纪80年初至步入21世纪，随着我国经济的高速发展，城市规模的不断扩大，建筑物的增多，对塔机的需求量剧增，塔机市场空前的繁荣，塔机产品的技术性能也得到显著的提高。
而在这期间，小车变幅的塔机是我国塔机市场的主角，动臂式塔机只在一小部分高层建筑施工中得到应用。
汽车起重机主臂的设计
摘要随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场汽车起重机的需求也随之增加。
本文通过对徐工50吨汽车起重机主臂进行研究，进一步进行主臂设计，通过计算对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，选择零部件，确定主臂伸缩方式及主臂内钢丝绳的缠绕方法，通过SOLID WORKS软件对主臂进行三维建模。
关键词：50吨汽车起重机、主臂设计、三铰点、伸缩方式、三维建模AbstractWith the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane truck crane market demand with the increase. Based on the Xu Gong 50 tons of truck crane boom study, further boom design, by calculating the main arm of the three hinges, the main arm length, and the length of each arm, hydraulic cylinder size identify, select Parts and components, identify the main telescopic arm and the boom in the way of winding rope method, SOLID WORKS software on the main arm for three-dimensional modeling.Keywords: 50-ton truck crane，the boom design，the three hinge points ，stretching，three-dimensional modeling目录摘要 (I)ABSTRATE (II)1绪论 (1)1.1起重机械的工作特点及其在国民经济中的作用 (1)1.2国内汽车起重机的发展概况和发展趋势 (2)1.2.1国内汽车起重机的发展概况 (2)1.2.2国内汽车起重机发展趋势 (3)1.3国外汽车起重机发展概况及发展趋势 (4)1.3.1国外汽车起重机发展概况 (4)1.3.2国外汽车起重机发展趋势 (5)1.4SOLID WORKS软件的介绍 (6)1.5本课题内容及重要意义 (7)250吨汽车式起重机的主要技术参数和工作级别 (8)2.150吨汽车式起重机的主要技术参数 (8)2.250吨汽车起重机的工作级别 (10)350吨汽车起重机主臂尺寸的确定 (13)3.1吊臂跟部铰点位置的确定 (13)3.2吊臂各节尺寸的确定 (14)3.3变幅液压缸铰点的确定 (15)3.4吊臂截面的选择及截面尺寸确定 (17)4主臂伸缩机构的设计计算 (19)4.1臂架伸缩机构的驱动形式 (19)4.2臂架伸缩液压缸的计算及选择 (20)4.2.1缸筒内径计算 (20)4.2.2活塞杆直径 (21)4.2.3缸筒壁厚及外径计算 (23)5零部件的选择 (24)5.1钢丝绳的计算和选择 (24)5.1.1钢丝绳结构形式的选用 (24)5.1.2起升用钢丝绳直径的计算 (24)5.1.3主臂伸缩用钢丝绳的计算选用 (25)5.2滑轮及滑轮组的选择 (25)5.2.1构造和材料的选用 (25)5.2.2起升用滑轮尺寸的确定及选用 (26)5.2.3滑轮组的选择 (27)6主臂的三维建模及装配 (28)6.1基本臂的建模 (29)6.1.1基本臂臂箍的建模 (29)6.1.2理绳器的建模 (32)6.1.3变幅缸支撑座建模 (33)6.1.4基本臂的总装配 (35)6.2主臂建模总装配 (36)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A (44)附录B (56)1绪论1.1 起重机械的工作特点及其在国民经济中的作用起重机械式用来对物料进行起重、运输、装卸和安装作业的机械。
臂架式起重机吊重水平移动的优化设计
臂架式起重机吊重水平移动的优化设计臂架式起重机是一种常见的工业设备，它可以在不稳定的地形上进行起重操作。
通常，这种起重机通常由一组伸缩臂、一个吊钩和一个支架组成，它们能够在水平和垂直方向上进行移动。
然而，许多臂架式起重机在吊重水平移动时存在一些问题，例如摇摆、不平衡等。
因此，在本文中，我们将介绍如何优化臂架式起重机的吊重水平移动设计，以提高其稳定性和安全性。
首先，我们将探讨臂架式起重机的基本结构和工作原理。
通常，起重机的支架可以进行360度旋转，并配有液压吊杆和液压缸。
伸缩臂可以伸出5-30米，可以根据所需的高度进行调整。
借助支架和液压系统的辅助，起重机可以进行重量高达数吨的吊装工作。
然而，在移动过程中，臂架式起重机往往会出现摇摆，容易导致货物倾斜或不稳定地移动。
为了解决这个问题，我们可以采取一系列措施来优化臂架式起重机的吊重水平移动设计。
第一，我们可以使用软启动技术来控制起重机的水平运动。
这种技术可以缓慢地将起重机加速到运动速度，以避免起重机突然加速或停止，并在移动过程中减小摇晃和颠簸的可能性。
第二，我们可以加强起重机的平衡性和稳定性。
为了确保起重机在吊重度假正常，其支点和吊挂点应该在同一平面上，这可以通过使用高质量的弹簧和牵引器件来实现。
另外，控制吊钩上下移动的速度也很重要，应该采用精确控制技术，以防止起重机在移动过程中出现颠簸或晃动。
第三，我们可以对起重机进行定期维护和保养。
安全绳索、吊钩、液压缸和其他关键部件都应经常检查，以确保它们保持良好的工作状态。
在操作起重机之前，应先进行基础检查，避免因疏忽而发生事故。
总之，臂架式起重机是一种广泛使用的工业设备，对于许多行业来说都是不可或缺的。
然而，在吊重水平移动时，它们也往往存在一些问题。
我们可以采取软启动技术、加强平衡性和稳定性，以及定期维护和保养的方法来优化起重机的吊重水平移动设计，提高其稳定性和安全性。
塔式起重机总体及臂架设计设计说明含图纸2996284.doc
毕业设计说明书题目：QTZ40塔式起重机总体及臂架设计目录第1章前言 (1)1.1 概述 (1)1.2 发展趋势 (1)第2章总体设计 (2)2.1 概述 (2)2.2 确定总体设计方案 (2)2.3 总体设计原则 (29)2.4 平衡臂与平衡重的计算 (30)2.5 起重特性曲线 (32)2.6 塔机风力计算 (33)2.7 整机的抗倾覆稳定性计算 (43)2.8 固定基础稳定性计算 (49)第3章吊臂的设计计算 (50)3.1 分析单吊点与双吊点的优缺点 (50)3.2 吊臂吊点位置选择 (51)3.3 吊臂结构参数参数 (52)3.4 有限元模型建立过程的几点简化 (53)3.5 吊臂结构的有限元分析计算 (54)3.6 计算结果分析 (69)3.7吊臂强度校核 (76)3.8 吊臂稳定性校核 (76)毕业设计小结 (87)致谢 (88)参考文献 (89)2-1 塔顶结构图图2-3 臂架截面及其腹杆布置1-水平腹杆2-侧腹杆3-上弦杆4-下弦杆臂架1-7节：B=1020mm H=800mm臂架截面尺寸与臂架承载能力、臂架构造、塔顶高度及2-6 附着装置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（2-14.1）a=4（2-14.2）a=2图2-14起重特性曲线2.6 塔机风力计算m11837.74/1445.247起重臂风力计算m-1.1M2 +M3+M4-1.1Mm+M2+M3+ M。
起重机部件的检测内容及要求
起重机部件的检测内容及要求随着工业化的推进和科学技术的不断发展，在各个行业中，特别是重工业中，起重机的应用几乎普遍存在。
起重机与众多的机电设备中不同之处在于，起重机是用于产业生产中物料或设备的起重运输，因此安全性能非常重要。
而起重机部件是影响整个起重机运行的核心组成部分，如机构部件、电气元器件、传动部件、控制部件和金属结构等方面。
对于这样一种机器设备，我们需要进行全面细致的检测。
下文将为大家详细介绍起重机部件的检测内容及要求。
一、机构部件检测机构部件是起重机的核心部分，主要包括滑轮、齿轮、轴承等，是整个机体重要的承载部件。
因此，检测起重机机构部件时，其中关键的重要点将包括以下内容：1. 滑轮首先，检查起重机滑轮的锁紧是否牢固、滑轮和轴承的配合是否紧密，然后检查滑轮的齿形是否完整、裂纹情况、滑轮面是否有划痕或磨损。
因为起重机滑轮是承载大量重物的重要部分，因此要求滑轮的耐磨性好，在检测中一定要彻底，以免给使用者和运输过程造成安全隐患。
2. 齿轮检查起重机齿轮时，主要关注齿轮的齿数、齿形和表面硬度情况。
齿轮部分通常需要在使用前充注润滑油。
3. 轴承检查轴承时需检测与对齐轴承，以及检查油封的漏油等情况。
此外，如果发现轴承有较大磨损或损坏的情况，应及时更换。
二、电气元器件的检测电气元器件检测主要是检查起重机的电子控制元器件、电缆，包括电气控制箱、变压器、断路器、电缆接头，检测的要求包括以下内容：1. 电气控制箱检查电气箱的内部是否有污物、杂物或油污，确认其中的电线是否牢固连接且绝缘良好，以保证运行的安全性。
2. 变压器变压器是起重机的电流供应部分，常见的问题包括局部热损、绝缘损坏等等。
特别是，要检查变压器的选用尺寸是否与所需保持负载一致，以保证运行效果。
3. 断路器检查断路器是否能够有效地控制电流的开关，是否工作稳定可靠，检查其选用的额定电流参数是否符合原设备要求。
4. 电缆接头前期检测时，应检查电缆接头是否好的松动变形，同时要保证地线接头框--线良好的连接。
起重机的机械机构
起重机的基本构造无论是结构简单还是结构复杂的起重机，其基本构造都是由金属结构部分、传动机构和安全、控制系统3大部分组成。
能使起重机发生某种动作的传动系统，统称为起重机的机构。
因起重运输作业的需要，起重机要做升降、移动、旋转、变幅、爬升及伸缩等动作，而这些动作必须由相应的机构来完成。
起重机的基本机构有起升、运行、回转和变幅4个机构。
另外，还有塔吊的塔身爬行机和汽车、轮胎等起重机专用的支腿伸缩机构。
起重机的每个机构均由4种装置组成，即驱动装置、制动装置、传动装置和与机构作用直接相关的专用装置。
驱动装置分人力、机械和液压驱动装置。
制动装置是制动器。
不同类型的起重机使用各种不同型式的块式、盘式、带式、内张蹄式和锥形等制动器。
传动装置是减速器。
不同类型的起重机使用各种不同形式的斜齿轮、蜗轮和行星减速器。
一、起重机的起升机构起升机构的驱动装置采用电力驱动时为电动机。
其中，葫芦起重机多用异步鼠笼式电动机，其他电动起重机多采用绕线式异步电动机，或直流电动机。
履带、铁路起重机的起升驱动装置为内燃机。
汽车、轮胎起重机的起升机构驱动装置是由原动机带动的液压泵、液压油缸或液压电动机。
起升机构包括起升卷筒（或链轮）、钢丝绳（或链条）、定滑轮、动滑轮、吊钩（或抓斗、吊环、吊梁、电磁吸盘）等。
二、起重机的运行机构起重机的运行机构可分为轨行式运行机构和无轨行式运行机构（轮胎、履带式运行机构），这里只介绍轨行式运行机构。
轨行式运行机构除了铁路起重机以外，基本上都是电动机驱动形式。
此运行机构是由电动机、制动器、减速器和车轮四部分组成。
车轮装置由车轮、车轮轴、轴承及轴承箱等组成。
采用无轮缘车轮，是为了将轮缘的滑动摩擦变为滚动摩擦，此时应增设水平导向轮。
车轮与车轮轴的连接可采用单键、花键或锥套等多种方式。
起重机的运行机构分为集中驱动和分别驱动2种形式。
集中驱动是由一台电动机通过传动轴驱动两边车轮转动运行的运行机构形式，集中驱动只适合小跨度的起重机或起重小车的运行机构。
龙门式起重机的结构设计与分析
龙门式起重机的结构设计与分析龙门式起重机是一种常见的起重设备，广泛应用于港口、建筑工地、物流仓储等领域。
本文将对龙门式起重机的结构设计与分析进行详细探讨，以期达到安全、高效地运行起重机的目标。
一、结构设计1.1 主梁设计龙门式起重机的主梁是起重机的骨架，主要承载起重导轨、滑车、吊钩等吊装部件。
主梁应采用高强度、轻质的材料制造，如合金钢或钢结构，以确保其承载能力和稳定性。
主梁设计时需要考虑吊重的大小、工作范围等因素，同时还要充分考虑施工等其他因素。
1.2 支腿设计龙门式起重机的支腿是支撑起重机整体结构的关键部件。
支腿应设计合理，能够提供足够的支撑力和稳定性，以防止起重机倾斜或倒塌。
支腿的材料和结构应符合强度和稳定性要求，并考虑现场环境等特殊因素。
1.3 大车设计大车是用来沿主梁行驶的组件，用于调整吊物的位置。
大车的设计应满足起重机的负载要求，并具有足够的稳定性和平衡性。
大车的结构应避免过度重量和不平衡，以确保运行的安全性和高效性。
二、结构分析2.1 受力分析龙门式起重机在工作过程中会受到多方向的力的作用，包括垂直重力、水平力和风力等。
对于垂直重力，主梁和支腿需要经受起重物的重量，对于水平力，吊物的运动和风力可能会对主梁和支腿产生侧向力。
为了保证结构的安全性，需要进行各个部位的受力分析，确保结构能够承受所有力的作用。
2.2 结构稳定性分析起重机的结构稳定性对于运行的安全性非常重要。
在设计中，需要考虑起重机在各个工况下是否能够保持平衡。
结构稳定性分析需要考虑主梁、支腿和大车等组件的连接方式，以及各个连接点的强度和稳定性。
通过有限元分析等方法，可以预测和验证起重机在各种不同工作条件下的稳定性。
2.3 振动分析在起重机运行过程中，振动是不可避免的。
振动可能会导致设备疲劳和损坏，甚至危及人员安全。
因此，需要对起重机的结构进行振动分析，以确定振动的频率和振幅，进而采取相应的减振措施，如增加结构刚度、使用减振器等，以降低振动对起重机结构和人员的影响。
港口门座起重机的移动和拓展机构设计
港口门座起重机的移动和拓展机构设计1. 背景介绍港口门座起重机是港口物流运输中必不可少的设备之一，用于装卸货物、集装箱等重型物品。
为了适应不同港口场地的需求，港口门座起重机需要具备移动和拓展的功能，以便在不同位置和工况下高效地完成装卸任务。
本文将对港口门座起重机移动和拓展机构的设计进行探讨。
2. 移动机构设计港口门座起重机的移动机构是实现门座起重机在港口场地内自由移动的关键部件。
一般情况下，港口门座起重机的移动机构采用轨道式设计，即在港口场地内布设专门的轨道，通过轨道上的轮胎或履带系统，使起重机能在轨道上移动。
这种设计可以确保起重机的稳定性和安全性，同时具备较大的移动范围。
对于小型港口或需要频繁移动的场合，还可以采用移动底盘式设计，即将港口门座起重机与底盘相结合，通过底盘上的轮胎或履带系统实现移动，这种设计可以提高起重机的灵活性和适应性。
3. 拓展机构设计拓展机构是指港口门座起重机在装卸作业时，可以根据需要进行伸缩或调整的机构。
拓展机构的设计需要考虑起重机的使用场景和装卸任务的特点。
一般情况下，港口门座起重机的拓展机构采用伸缩臂设计，通过液压或机械传动方式，实现起重机臂伸缩的目的。
这种设计可以使起重机根据装卸需求的变化进行灵活调整，提高装卸效率。
此外，还可以考虑采用旋转平台设计，在保持起重机稳定性的情况下，使起重机能够在水平方向上旋转，进一步提高工作范围和装卸效率。
4. 操作和控制系统设计港口门座起重机的操作和控制系统是实现起重机移动和拓展的重要组成部分。
操作和控制系统设计需要考虑人机工程学和自动化技术的应用，以提高起重机的操作易用性和智能化水平。
一般情况下，港口门座起重机的操作和控制系统包括主控制室、操作台和远程控制装置。
主控制室是起重机的操作中心，操作台上设置了起重机的操作按钮和指示灯，可以方便地控制起重机的移动和拓展。
远程控制装置可以实现对起重机的遥控操作，提高工作效率和安全性。
5. 安全和维护设计港口门座起重机的移动和拓展机构设计需要考虑安全和维护的问题。
桥式起重机主梁结构分析和优化设计
桥式起重机主梁结构分析和优化设计【摘要】随着工业的迅速发展，越来越多的工作需要机器代替人工来完成，比如货物的搬运就必须借助起重机，人力是很难完成的。
起重机械不仅是现代化生产中的工具，也是不可缺少的生产设备，对提高生产效率、减轻工人工作量、节约生产成本、提高生产安全系数等，有着至关重要的作用。
目前应用最广泛的起重机就是桥式起重机，但这种起重机结构尺寸比国外同样吨位的起重机大很多，造成了材料和资源的浪费。
本论文在桥式起重机起重量和跨度一定的情况下，对主梁结构进行分析有优化设计。
【关键词】桥式起重机；主梁；结构分析；优化设计1.主梁结构分析和优化概述由于计算机的发展和广泛应用以及优化理论知识的发展，起重机的设计从传统设计发展到可以建立一种设计过程中自动选择最有方案的迅速而有效的方法，这种方法也是目前在机械设计中应用最广泛的一种设计方法，即优化设计法。
主梁结构优化设计即是在满足行业规范及特定要求的前提下使结构的重量、造价、刚度、灵敏度、稳定性和可靠性达到最佳的方法。
起重机是提高生产效率、节约生产成本、减轻工人劳动负担、实现安全生产的起重运输设备，在一定的范围内水平移动和垂直起升的设备，具有作业循环性和动作间歇性的特点，所以在主梁的结构分析和设计中一定要兼顾到安全性能和稳定性能。
2.桥式起重机主梁结构的分析2.1主梁结构设计的要求目前桥式起重机的种类比较多，根据主梁的数目可大致分为单梁桥架和双梁桥架，根据结构可大致分为型钢梁式桥架、箱型结构桥架、精架式桥架。
钢梁式结构的主梁一般采用工字钢，结构简单，起重量小，一般应用于小车；箱型结构应用比较广泛、工艺简单，但其主梁易下饶。
综上桥式起重机的特点，在对主梁的结构进行设计时，必须满足以下几个基本要求：（1）主梁的刚度和强度要满足要求。
（2）尽可能降低主梁的重量，这样不但可以减轻起重机的自重，也减轻了桥架和厂房建筑结构的负载，同时也能节约资源、减少生产成本、提高安全性能和运行的稳定性。
流动式起重机械(汽车吊)安全培训课件pptx2024新版
确定辨识对象
明确需要辨识的起重机械及其相关部 件。
危险源辨识方法及步骤
划分作业活动
将起重机械的作业活动划分为不同的阶段或步骤。
辨识危险源
对每个作业活动进行具体分析，找出可能存在的危险源。
风险评估模型建立与应用
确定评估指标
选择能够反映危险源风险大小的指标，如事故发生的可能性、后果严重程度等。
构建评估模型
根据评估指标，构建相应的数学模型或算法，用于计算风险大小。
风险评估模型建立与应用
01
02
03
数据收集
收集相关的历史数据、现 场数据等，为风险评估提 供基础。
风险计算
利用评估模型对收集的数 据进行计算，得出风险大 小。
风险等级划分
根据计算结果，将风险划 分为不同的等级，为后续 的风险控制措施提供依据 。
驾驶员应接受专业培训，熟练 掌握操作技能和安全操作规程 。
定期对起重机械进行检查和保 养，确保机械处于良好状态。 同时，建立维护保养档案，记 录每次检查和保养的情况。
加强安全教育和培训，提高驾 驶员的安全意识和风险防范能 力。同时，制定应急预案，确 保在发生紧急情况时能够迅速 采取措施，保障人员和设备安 全。
01
根据吊运物品的重量、 形状和尺寸选择合适的 吊具和索具
02
使用前应检查吊具和索 具的磨损、变形和损坏 情况，及时更换或维修
03
吊运过程中应注意吊具 和索具的受力情况，避 免过载或受力不均
04
吊运结束后应将吊具和 索具归位，妥善保管， 避免损坏或丢失
遵守操作规程和信号指挥
01
02
03
04
严格遵守起重机械的操作规程 和安全操作要求
动臂变幅式塔式起重机工作原理
动臂变幅式塔式起重机工作原理1. 引言嘿，朋友们！今天我们要聊聊一种在建筑工地上非常常见的家伙，那就是动臂变幅式塔式起重机。
是不是听起来很复杂？其实它就像一位老练的舞者，优雅地在高空中舞动，把重物从一个地方搬到另一个地方，简直就像在玩飞行棋。
不过，别急，我们慢慢来，弄清楚它的工作原理，保证让你大开眼界！2. 动臂变幅式塔式起重机的结构2.1 主要部件首先，咱们得看看这个大家伙的组成部分。
动臂变幅式塔式起重机主要有几个关键部件。
最显眼的当然是它的塔身，直挺挺的像棵大树，给人一种稳稳当当的感觉。
塔身上有个长长的臂，这个臂叫做“动臂”。
它能上下伸缩，就像你在晨练时伸展筋骨一样，挺有意思的吧？另外，起重机上还有一个“吊钩”，这个小家伙可是工作中的大忙人，负责抓住那些重重的材料。
2.2 变幅系统接下来，我们得聊聊它的“变幅系统”。
这玩意儿可是让动臂变幅式塔式起重机的名字听起来那么炫酷的原因！简单来说，变幅系统就能让动臂改变角度和长度，灵活得跟变色龙似的，适应不同的作业需求。
想要吊起一块大石头？没问题！想要搬一根长木头？也没问题！这家伙的多才多艺真是让人佩服得五体投地。
3. 工作原理3.1 力的运用好了，咱们聊完了结构，接下来就要谈谈它是如何工作的。
动臂变幅式塔式起重机的核心原理其实很简单，就是利用杠杆原理和力的传递。
你知道吗？其实只要你用力一拉，力就能被传递到吊钩上，让它把重物轻松抬起来。
就像你在搬家时，朋友给你搭把手，结果你搬的东西都变得轻飘飘的。
3.2 操作过程具体操作起来，首先，操作者会通过控制室里的操作杆来控制动臂的伸缩和升降。
想象一下，就像你在玩一个大型的遥控玩具车，真是别提有多爽了！操作者可以灵活调整动臂的角度和高度，确保吊钩能够精准地抓到目标物品。
这个过程就像是一场默契的舞蹈，舞者之间配合得天衣无缝，哇，太美妙了！4. 总结总结一下，动臂变幅式塔式起重机就像建筑工地上的超级英雄，既有力量，又灵活，真是帮了不少忙。
汽车起重机主臂的设计
汽车起重机主臂的设计一、前言在汽车起重机的设计中，主臂是起重机的关键部件之一，它承担着起重荷载的作用。
本文将从主臂的结构设计、材料选取以及关键技术等方面进行详细介绍。
二、主臂结构设计主臂的结构设计对起重机的性能和稳定性具有重要影响。
一般而言，主臂的结构应该考虑以下几个方面：1.桁架结构：通常主臂采用桁架结构设计，这种结构可以在保证强度的情况下减轻整机重量，提高起重能力。
2.伸缩设计：为了满足不同工况下的需求，主臂一般设计为可伸缩结构，通过伸缩实现不同工作范围的覆盖。
3.稳定性：在设计主臂时需要考虑起重机的整体稳定性，合适的结构设计可以降低机械振动，提高工作效率。
三、主臂材料选取主臂的材料选取直接影响着起重机的质量、强度和寿命。
一般而言，主臂的材料应该具备以下几个特点：1.强度和刚度：主臂需要具备足够的强度和刚度，能够承受起重时的荷载，避免发生断裂和变形。
2.耐久性：在恶劣工况下，主臂需要具备良好的耐久性，不易受到腐蚀和磨损，延长使用寿命。
3.轻量化：选择轻量化材料可以降低整机重量，提高起重机的携带能力和燃油效率。
四、主臂关键技术除了结构设计和材料选取，主臂还涉及一些关键技术，包括：1.液压系统：主臂的升降和伸缩往往通过液压系统实现，需要稳定可靠的液压系统设计来保证操作的灵活性。
2.安全保护：主臂设计需要考虑到安全保护措施，如超载保护、碰撞保护等，保障起重作业的安全。
3.装配工艺：主臂的装配工艺直接关系到起重机的质量和性能，需要合理规划装配流程，确保主臂各部件无缺陷组装。
五、总结汽车起重机主臂的设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑结构设计、材料选取和关键技术等方面。
通过本文的介绍，希望读者对汽车起重机主臂的设计有更深入的了解，为起重机的设计和制造提供参考和指导。
浅谈塔式起重机零部件磨损的分析与减少磨损的措施
浅谈塔式起重机零部件磨损的分析与减少磨损的措施发布时间：2022-11-02T05:21:26.626Z 来源：《中国科技信息》2022年第13期作者：安栋张科赵力铭李宜忠[导读] 塔式起重机（以下简称“塔机”）属于一种建筑施工类的高空作业设备，在使用中不可避免会安栋张科赵力铭李宜忠陕西建设机械股份有限公司陕西西安710201塔式起重机（以下简称“塔机”）属于一种建筑施工类的高空作业设备，在使用中不可避免会产生设备的磨损，如何减少塔机的磨损、延长使用寿命，是塔机使用单位不断追求的目标。
文章通过对塔机易损零部件磨损特征的分析和损坏标准的判断，提出了减少设备磨损的方法，从设计、制造、使用角度对塔机零部件磨损进行预防，以延长塔机的使用寿命。
关键词：塔机，零部件，磨损，分析，措施一、导语通过塔机维修，分析了零部件损坏的原因后可知：塔机零部件损坏中大约有75%以上是由于设备磨损而产生的，所以提高塔机的耐磨性是延长塔机使用寿命的主要途径。
了解塔机磨损阶段，找出预防塔机磨损的措施对用户来讲就显得极为重要。
二、塔机磨损的基本概念及零部件表面磨损形式：塔机磨损就是设备固体与其他物体或介质相互间发生机械摩擦作用时，使其表层的破坏过程，就成为设备磨损。
零部件表面磨损的基本形式主要有四种以下：1、杂粒磨损：摩擦表面杂粒磨擦下导致切削破坏的一种方式。
2、脆性破坏：主要与冷硬现象有关，使零部件表面层变脆而遭到破坏。
3、表面层疲劳：表现为零部件的接触白面上的金属为例的剥落。
4、塑性变形（压溃）：表面层的塑性变形，一般表现为金属挤出接触表面的范围。
它可发生在摩擦与磨损过程中同时产生。
三、零部件磨损的特征与工作时间的关系设备零部件随时间的推移，一般要经过三个阶段。
Ⅰ是磨合期，Ⅱ是稳定期、Ⅲ是破坏性磨损阶段。
其设备磨损的特征与工作时间遵守如下图1关系图1磨损与时间关系图Ⅰ是磨合期：磨合是设备刚开始工作，是磨损过程的不均匀阶段，特征是时间短，磨损大，随着工作时间的增加磨损量而降低。
起重机结构设计毕业设计
前言起重机械是用来起落物品或人员的，有的还能使这些物品或人员在其工作范围内作水平或空间移动的机械。
取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为桥架型起重机。
桥架两头通过运行机构直接支承在高架轨道上的桥架型起重机，称之为“桥式起重机”。
桥式起重机一样有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几大部份组成。
外形像一个两头支承在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。
起升机构用来垂直起落物品，起重小车用来带着载荷作横向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成的三维空间里做搬运和装卸货物用。
桥式起重机是利用最普遍、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。
最大体的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机都是在通用吊钩桥式起重机的基础上派生进展出来的。
起重机的产品型号表示为：类、组、型代号特点代号主参数代号更新代号例如：QD20/5桥式起重机表示为，吊钩桥式起重机，主钩20t，副钩5t。
在设计进程中，结合起重机的实际工作条件，注意了以下几方面的要求：整台起重机与厂方建筑物的配合，和小车与桥架的配合要适当。
小车与桥架的彼此配合，要紧在于：小车轨距（车轮中心线间的水平距离）和桥架上的小车轨距应相同，第二，在于小车的缓冲器与桥架上的挡铁位置要配合好，小车的撞尺和桥架上的行程限位装置要配合好。
小车的平面布置愈紧凑小车愈能跑到靠近桥架的两头，起重机工作范围也就愈大。
小车的高度小，相应的可使起重机的高度减小，从而降低了厂房建筑物的高度。
小车上机构的布置及同一机构中各零件间的配合要求适当。
起升机构和小车平面的布置要合理，二者之间的距离不该过小，不然维修不便，或造成小车架难以设计。
但也不该太大，不然小车就不紧凑。
小车车轮的轮压散布要求均匀。
如能知足那个要求，那么能够取得最小的车轮，轮轴及轴承箱的尺寸，而且使起重机桥架主梁上受到均匀的载荷。
一样最大轮压不该该超过平均轮压得20%。
起重机械主梁受力分析
旋 转机 构是使 臂架 绕着起 重机 的垂 直轴 线作 回转 运动 ， 别 考虑 ， 般情 况下机 械设 备和 电气 设备 的 载荷视 为集 中载 一 在环形 空间运移 动物料 。起 重机通过某 一机构 的单独运 动或 荷 。 多机构 的组 合运动 ， 来达 到搬运 物料的 目的。 ２ ．起 升载荷 Ｐ Ｑ。这 是指所有起计 质量 的重力 。包括允 长期 以来 ， 重机 主梁 的设计 方法 多采 用 以古 典 力学 和 许 起升 的最 大有效 物 品 、 起 取物装 置（ 如下 滑 轮组 、 吊钩、 吊梁 、 数学为基础 的半理论 、 经验设计法 和类 比法 、 半 直觉 法等传 统 抓 斗 、 容器 、 重 电磁铁 等 ）悬 挂绕性 件 ， 起 、 以及其 他在 升降 中 设 计方 法 ， 设计 过程 反复 多 ， 期长 ， 计 的精确 度差 。近 年 的备 质量 的重力 。起 升高 度小于 ５ 的起 升 钢丝绳 的重量 周 设 ０ ｍ 来 随着 电子 计算机技术 的广泛应用 和系统工程 、 化工程 、 优 价 可 以不计 。
二、 起重 机主 梁的 结构受 力分析
起重 机械在 运行过程 中 ， 承受各种 载荷（ 要 如静 载、 动载 、
交变载 、 冲击 载 、 动载等 ）各承载零 件和结 构件会产生 相应 振 ， 坏 ， 而造成危 险。起重机在作 业过程 中 ， 从 承受 载荷 的复 杂性
、
起 重 机主梁 的设 计方 法
（ ） 一 静载 荷 当起重 机处 于静止 状态 或稳定运 行状 态 时 ， 起重机 只受
运行 机构是通过 起重机或起 重小车运 行来实现水 平搬 运 算结果 的安全性和 事故结论的正确性 。 物料 的机 构 ， 有无轨运行 和有 轨运行之 分 ， 其驱动方 式不 同 按
起重机机械设计中材料的选择和应用浅析
起重机机械设计中材料的选择和应用浅析作者：王丽丽李翔来源：《中国科技纵横》2016年第10期【摘要】伴随着国民经济的快速发展以及市场竞争的日益加剧，各个行业对机械化和自动化的要求越来越高，使起重机械的需求增加，对设计技术发展水平的要求也不断提高。
从实际工作中设计和生产角度出发，归纳提炼出起重机主要零部件和金属结构件应如何选择材料，选取何种材料。
并推荐使用一些性价比高的新型材料，使起重机的设计轻量化，实用化和美观化。
【关键词】起重机机械设计材料选择应用我国的起重机机械设计结构初期源于前苏联，近些年来模仿欧洲的欧式起重机的应用越来越多。
有相关专家提出：在起重机机械设计的材料选择和应用中，要注重材料的优化和更新，并考虑实用性、经济性和美观性。
笔者结合工作中的实践经验，就起重机械设计中材料的选择和应用谈谈自己的经验和想法。
1 起重机机械设计中材料的基本分类和选择的基本依据起重机机械设计一般可分为机构设计和结构设计。
其材料有机构设计中涉及到的机械加工零部件材料，有结构设计中涉及到的金属结构材料。
材料的选择各有方法和特点，应根据实际用途选择性能和材质不同的材料。
有的要求强度和刚度，有的要求疲劳强度，有的要求耐磨性，有的是美观性等等。
所以选择时要以实用性为基本原则，并考虑经济性和美观性，以实际所需和使用情况来进行选材。
2 起重机机械设计中材料的选择内容2.1 机械加工零部件材料的选择机械加工零部件由焊接件、轧制件、铸件和锻件做为毛坯件，经过各种机械加工工艺而成。
为了改善其机械性能，提高机械零件的使用寿命和承载能力，对机械加工零件需要进行热处理。
起重机机械加工零部件主要有卷筒、车轮、滑轮、吊钩、吊钩螺母和吊钩横梁等等。
2.1.1 卷筒材料的选择卷筒可分为铸造卷筒和焊接卷筒。
铸造卷筒有铸铁和铸钢两种，铸铁卷筒采用不低于HT200的灰铸铁，铸钢卷筒采用不低于ZG230-450的铸钢。
老式起重机设计中的卷筒一般采用HT200铸铁件，成品率较低，且强度不如铸钢卷筒，出于性价比的考虑，铸钢卷筒已逐步代替铸铁卷筒。
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。
起重机械课程设计
结构与工作原理
结构
主要包括金属结构、工作机构、电气 系统和安全保护装置等部分。
工作原理
通过电动机驱动工作机构（如起升机 构、运行机构等）实现物料的搬运， 同时利用电气系统和安全保护装置确 保起重机械的安全运行。
主要性能参数
起重量
起升高度Biblioteka 起重机允许吊起的最大重物或物料的质量 ，通常以吨（t）为单位。
02
详细解析起重机械的主要组成部分、工作原理以及工作流程。
起重机械的发展趋势与挑战
03
探讨当前起重机械行业的发展动态、技术创新以及面临的挑战
。
课程目标与要求
01
02
03
知识目标
掌握起重机械的基本理论 知识，包括设计原理、结 构分析、性能评价等。
能力目标
培养学生具备独立进行起 重机械设计、分析和优化 的能力，以及解决实际工 程问题的能力。
素质目标
培养学生的工程素养和创 新意识，提高团队协作和 沟通能力。
课程内容与安排
课程主要内容
课程安排与时间分配
涵盖起重机械设计基础、结构分析、 性能评价、优化设计等方面。
根据教学内容和学生的学习进度，合 理安排课程时间和进度，确保教学质 量和效果。
教学方法与手段
采用课堂讲授、案例分析、小组讨论 、实践操作等多种教学方法，辅以多 媒体和现代信息技术手段。
观察法 听觉法 触觉法 仪器检测法
通过观察起重机械的运行状态、异常声响、振动等现象，初步 判断故障部位和性质。
通过听运转声音判断故障，如异响、噪音等，有助于发现轴承 损坏、齿轮磨损等问题。
利用手感触摸设备表面，检查温度、振动等异常情况，以判断 故障原因。
借助专业检测仪器对起重机械进行故障诊断，如红外线测温仪 、振动分析仪等，提高故障诊断的准确性和效率。
- 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)。
９０８
合 肥 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第 ３６ 卷
惯性力 ＦＧ 为：
ＦＧ
＝
ＦＱｎπＲ ３０ｇｔ
＋Ｇ３０ｂｎｇｔπＬ
＋２ａ ２
（４）
其中，Ｒ 为起升载荷到塔机回转中心的距离，取 Ｒ
为５０ ｍ；ｎ 为 塔 机 回 转 机 构 额 定 转 速，取 ｎ 为 ０．５ｒ／ｍｉｎ；ｔ为 回 转 机 构 启 动、制 动 时 间，取ｔ 为 ３ｓ；Ｇｂ 为吊 臂 回 转 部 分 自 重，取 １．２３×１０５ Ｎ； ａ为吊臂根部销轴中心到塔机回转中心的距离， 取０．８ｍ；Ｌ 为吊 臂 的 总 长，取 ５１．６ ｍ。 经 计 算， ＦＧ ＝２．７９×１０４ Ｎ。 ２．２．２ 桁 架 压 杆 式 臂 架 计 算
（３）
其中，ＦＷ 为 作 用 在 塔 式 起 重 机 和 物 品 上 的 风 载
荷；ＣＷ 为 风 力 系 数，取 １．２；ｐＷ 为 计 算 风 压，为
２４５．２ Ｐａ；Ａ 为 垂 直 于 风 向 的 迎 风 面 积，取
８．３８ｍ２。经计算 ＦＷ ＝２ ４６５．８Ｎ。 吊臂及起升载 荷 在 回 转 启 动、制 动 时 的 水 平
（１）方 案１。Ａ１－Ｂ１－Ｃ１－Ｄ１－Ｅ１ 是 一 种 下 回 转 型 的 动 臂 式 塔 吊 ，其 重 心 低 ，稳 定 性 好 。 但 是 由 于 塔身 回 转，因 此 转 动 惯 量 较 大，调 速 不 方 便，而 且 所需电动机功率较大。
（２）方 案２。Ａ４－Ｂ１－Ｃ１－Ｄ１－Ｅ１ 是 一 种 内 爬 式 的动 臂 式 塔 吊，其 转 动 惯 量 小，可 以 承 受 较 大 载 荷 ，但 是 由 于 塔 吊 采 用 内 爬 式 ，需 要 依 附 建 筑 物 而 升高，拆 装 麻 烦，并 且 对 建 筑 物 的 承 载 能 力 要 求 较高。
２ 起 重 臂 设 计
２．１ 起 重 臂 结 构 形 式
塔式起重机臂 架 结 构 形 式 有 桁 架 水 平 式、桁
架压杆式及桁架混合式３种。桁架压杆式臂架利
用固定在臂架端部的变幅钢丝绳改变臂架倾角，
使臂架主要承受轴向压力。
桁架水平式臂架利用沿臂架弦杆运行的起重
小车的移动实现 变 幅，臂 架 主 要 承 受 轴 向 力 及 弯
衡臂上
位于塔 顶架上
Ｄ 塔身顶升 内爬式 自升式
平衡重
与变幅
Ｅ
独立机构
自动调整
相协调
与起重 相协调
不调整
由表 １ 可 以 组 合 出 ４×２×２×２×４＝ １２８种方案。结果显示，有 些 方 案 明 显 不 合 理，如 Ａ３－Ｂ１－Ｃ１－Ｃ－Ｄ２－Ｅ１，这 些 方 案 可 以 直 接 去 掉，下 面主要分析３种有代表性的方案。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｏｏｍ，ｗｈｉｃｈ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｒａｎｅ，ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍ－ ａｎｃｅ ｏｆ ｌｕｆｆｉｎｇ ｂｏｏｍ－ｔｙｐｅ ｃｒａｎｅ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｌｏａｄｓ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｌｕｆｆ－ ｉｎｇ ｂｏｏｍ－ｔｙｐｅ ｃｒａｎｅ，ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｂｏｏｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅ－ ｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｏｏｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｗｅｒ ｃｒａｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｕｆｆｉｎｇ ｂｏｏｍ－ｔｙｐｅ ｃｒａｎｅ；ｂｏｏｍ；ｓｔａｎｄａｒｄ ｓｅｃｔｉｏｎ；ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｔｒｉｘ；ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｓｓ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｕｆｆｉｎｇ ｂｏｏｍ－ｔｙｐｅ ｃｒａｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
ＺＨＯＮＧ Ｈｕａ－ｙｏｎｇ， ＦＥＮＧ Ｙｏｎｇ－ｋａｉ， ＺＨＡＯ Ｈａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
在国内建筑行业 中 尚 未 得 到 广 泛 应 用，究 其 原 因
从动臂式起重 机 的 总 功 能 出 发，得 到 起 重 机
是动臂式起重机 比 同 吨 位、同 起 重 力 矩 的 水 平 臂 的塔 身 旋 转、起 重 臂 俯 仰、重 物 起 升、塔 身 顶 升 及
塔机的 销 售 价 格 高。 动 臂 式 起 重 机 在 吊 运 重 物 平衡重自动调整 的 基 本 分 功 能，以 这 些 分 功 能 作
矩，为９．３４×１０５ Ｎ·ｍ；Ｗｙ 为吊臂截面相对于ｙ
轴的抗弯模量，为１．３９６ ＭＰａ；ＮＥｙ 为吊臂对ｙ 轴
的欧拉临界 载 荷，为 ９．５２×１０６ Ｎ；ＣＨｙ 为 横 向 载
荷弯矩系数，取１；φω 为受弯构件侧向屈曲稳 定 性 系 数 ，取 １ 。
臂架材料采用结构用无缝钢管，查得２０钢材料
的抗拉强度为４１０ＭＰａ，屈服强度为２２０ＭＰａ［９］。由
（５）式计算，σ＝３１．６ ＭＰａ≤［σ］。 由于 材 料 的 屈 服 极 限 为 ２２０ ＭＰａ，所 以 设 计
参数满足使 用 要 求。 根 据 设 计 计 算 结 果，确 定 动
臂 塔 机 的 起 重 性 能 ，见 表 ２ 所 列 。
常 工 作 至 关 重 要 ，在 起 重 臂 的 俯 仰 过 程 中 ，销 轴 主
第３６卷 第８期 ２０１３ 年 ８ 月
合 肥 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＥＦＥＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－５０６０．２０１３．０８．００３
Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．８ Ａｕｇ．２０１３
０ 引 言
例如，在北京 中 央 电 视 台 新 台 址 及 上 海 环 球 大厦的建设中，使 用 了 数 台 澳 大 利 亚 法 福 克 公 司
动臂式起重 机 又 称 俯 仰 臂 架 塔 机，从 工 业 建 生产的大型 动 臂 塔 式 起 重 机 。 ［４－５］ 本 文 针 对 某 型
筑到民用建筑，从修造船厂到港口码头，从钢结构 动臂式起重机，对 其 结 构 形 式 及 关 键 部 件 起 重 臂
（３）方 案３。Ａ４－Ｂ１－Ｃ１－Ｄ２－Ｅ４ 是 一 种 自 升 式 的 动 臂 式 塔 吊 ，其 承 载 能 力 大 ，升 高 时 采 用 液 压 顶 升 机 构 ，操 作 简 单 方 便 。 平 衡 重 是 独 立 的 设 备 ，消 除了平衡重自动调整带来的烦琐及不安全因素。 因 此 ，可 以 采 用 此 方 案 。
第８期
钟 华 勇 ，等 ：动 臂 式 起 重 机 结 构 设 计 与 关 键 部 件 分 析
９０７
表 １ 动 臂 式 塔 式 起 重 机 的 形 态 学 矩 阵
分功能
功能解
１
２
３
４
上回转 Ａ 塔身旋转 下回转式
塔帽式
上回转 转柱式
上回转 转盘式
起重臂 Ｂ
俯仰
受压式 起重臂
受弯式 起重臂
位于平 Ｃ 重物起升
要承受的是剪切 载 荷，故 对 销 轴 的 剪 切 强 度 进 行 校 核 。 ［１０－１２］
所列。
收 稿 日 期 ：２０１３－０１－０６；修 回 日 期 ：２０１３－０５－２３ 作 者 简 介 ：钟 华 勇 （１９６９－ ），男 ，安 徽 合 肥 人 ，合 肥 工 业 大 学 副 研 究 员 ；
赵 韩 （１９５７－ ），男 ，安 徽 宿 州 人 ，博 士 ，合 肥 工 业 大 学 教 授 ，博 士 生 导 师 ．
动臂式起重机结构设计与关键部件分析
钟华勇， 冯永恺， 赵 韩
（合肥工业大学 机械与汽车工程学院，安徽 合肥 ２３０００９）
摘 要：起重臂对动臂式塔式起重机的性能影响重大，直 接 关 系 到 起 重 机 工 作 的 可 靠 性 。文 章 针 对 动 臂 式 起 重机受载情况复杂及安全性要求高 的 特 点，对 某 型 号 动 臂 式 起 重 机 起 重 臂 进 行 了 设 计 计 算 与 有 限 元 静 力 学 分 析 。 计 算 和 分 析 结 果 表 明 ，该 起 重 臂 满 足 使 用 要 求 ，所 得 结 果 为 塔 机 整 体 设 计 和 优 化 提 供 了 参 考 依 据 。 关 键 词 ：动 臂 式 塔 机 ；起 重 臂 ；标 准 节 ；形 态 学 矩 阵 ；静 应 力 中 图 分 类 号 ：ＴＵ７３２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３－５０６０（２０１３）０８－０９０６－０４
对 于 臂 架 根 部 截 面 ，按 （５）式 进 行 整 体 稳 定 性 验 算 ［８］，即
σ
＝
Ｎ Ａφψ
＋１－
１ Ｎ／（０．９ ＮＥｙ
ＣＨｙＭ Ｈｙ ）φωＷｙ
≤
［σ］
（５）
其中，Ｎ 为 吊 臂 根 部 截 面 的 轴 向 力，为 ３．４９×
１０５ Ｎ；φψ 为 桁 架 结 构 系 数，对 于 空 间 桁 架 结 构， φψ ＝１；Ａ 为吊臂根部截面积，为１．１３×１０－２ ｍ２； ＭＨｙ 为由横向载荷引起的吊臂截面上对ｙ 轴的弯
算 Ｇｂ＝１．２３×１０５ Ｎ。
起升钢丝绳的拉力 ＳＱ 为：
ＳＱ ＝φ２ＦＱ／（ａη）
（２）
其中，φ２ 为 起 升 载 荷 动 载 系 数，取 １．３ ｍ；ａ 为 滑