塔式起重机计算书要求

塔式起重机计算书内容要求

1. 总则

1.1 设计依据和产品标准

注明采用什么样的计算依据、设计方法和手段，达到的目的；产品标准。

1.2 起重机主要参数

1.2.1 起重特性

1.2.2 技术性能

1.2.3 主要技术数据

包括：起重机的工作级别、机构工作级别、结构的工作级别。

1.2.4 载荷、载荷系数及载荷组合

2. 结构件计算

该部分的计算是为确保塔式起重机结构件的强度、刚度及稳定性满足要求。目前的计算通常结合有限元分析技术对构件的强度、刚度进行分析，在此基础上进行构件稳定性方面的校核。通常包括：

2.1 主要受力结构的计算工况定

计算工况的确定至关重要，需要了解起重机整个寿命周期内的工作情况，根据其工作状态、载荷状态、运动状态及构件截面特性变化状态等的组合情况，进行受力分析，按起重机载荷组合规定确定计算工况。

2.1.1 计算状态

(1) 工作状态

1) 无风的工作状态；

2) 有风的工作状态；

i. 风从平衡臂向起重臂方向吹；

ii. 风垂直平衡臂、起重臂方向吹；

(2) 非工作状态

1) 突然卸载工作状态；

2) 暴风袭击状态；

3) 安装拆卸状态；

4) 运输状态;

5) 试验状态。

2.1.2 载荷状态

载荷状态是指载荷的作用位置、大小和方向。各结构的计算载荷状态确定，应根据具体的情况，分析载荷在不同计算状态中，不同作用位置和方向对结构件的强度和稳定性的影响，取使结构处于最危险状态的情况作为最终的计算载荷状态。

下面以双吊点起重臂为例说明其载荷状态。

作用在吊臂的载荷有：自重载荷、风载荷、起升载荷及自重和吊重产生的惯性载荷（离心载荷）。自重的作用位置、大小和方向不变；风载荷作用的位置不变、大小取决于计算状态、作用方向分垂直吊臂和平行吊臂（此种情况就吊臂计算而然很小，可以忽略不计）；惯

性载荷的作用位置、大小和方向取决于运动状态及起升载荷的位置；起升载荷的作用位置、大小和方向的确定是确定计算工况的关键。通常有下述几种：

吊臂根部最小幅度处起吊最大起重量。此载荷工况臂根的剪力最大，用以计算臂根节的斜腹杆强度、刚度及稳定性的校核。

内吊点中间点处起吊允许起吊的最大起重量。此载荷工况使该段承受的弯矩最大。用以计算该段的强度和吊臂整体稳定。

两吊点中间处起吊允许起吊的最大起重量。此载荷工况使该段承受的弯矩最大。用以计算该段的强度和吊臂整体稳定。

最大起重量幅度处起吊允许起吊的最大起重量。此载荷工况可能使吊臂的整体稳定性最差。用以计算吊臂整体稳定。

最大幅度处起吊允许起吊的最大起重量。此载荷工况使该段承受的弯矩最大。用以计算该段的强度和吊臂整体稳定。

2.1.3 运动状态

运动状态是塔式起重机各个机构的运动状态。主要是指起升、回转、变幅及行走机构的的运动状态组合。即起升起制动、变幅起制动，回转起制动及行走起制动的组合情况。因此，运动情况的组合应了解产品使用说明书的规定。如产品说明书中是否说明采用了联动台，起升、回转及变幅是否或那两个操作在同一手柄，可以联动，同一手柄容易同时造成同时起制动。

2.1.4 构件截面特性变化状态

构件截面特性变化处，由于构件承载能力发生变化，在相同内力的情况下可能出现强度问题，因此也必须进行强度校核。

某吊臂无变截面的固定式塔式起重机，在产品使用说明书的规定：禁止起升、回转及变幅机构任何两种运动同时起、制动。下面以工作状态的计算工况为例说明其计算工况的确定。

风平行起重臂方向吹及变幅起制动的惯性力引起的内力（轴心力）较小，在确定计算工况时不予以考虑，吊臂的计算工况通常有八种：

(1) 将风垂直起重臂方向吹

1) 内吊点中间点处起吊允许起吊的最大起重量载荷情况，

i. 起升加回转起（制动）

ii. 回转加起升起（制动）

2) 两吊点中间点处起吊允许起吊的最大起重量，

i. 起升加回转起（制动）

ii. 回转加起升起（制动）

3) 最大幅度起吊允许起吊的最大起重量

i. 起升加回转起（制动）

ii. 回转加起升起（制动）

4) 最大起重量副度处起吊允许起吊的最大起重量

i. 起升加回转起（制动）

ii. 回转加起升起（制动）

2.2 主要受力结构件的计算

从2.1的分析可知，组合得到的计算工况数量非常多，校核构件的承载能力时，应该根据其最恶劣工况，对各种载荷组合进行定量或定性的分析确定构件的计算工况。并给出载荷的组合情况和大小、方向及作用位置；在获得构件的外载荷后，便可以进行力学建模计算。

(1) 主要受力结构的强度及刚度计算

目前，结构件的强度及刚度计算通常有两种方法：GB公式计算法和有限元分析法。设计者可以根据自己的特长进行强度及刚度计算。需要计算的构件一般包括：

1) 塔顶计算

2) 前拉杆计算

3) 后拉杆计算

4) 吊臂计算

5) 平衡臂计算

6) 回转塔身计算

7) 上转台计算

8) 下转台计算

9) 套架计算

10) 顶升横梁计算

11) 塔身计算

12) 底架计算

13) 斜撑杆计算

14) 其它

(2) 主要受力构件整体稳定和单肢稳定性计算

对于承压的主要受力构件不仅需要计算其强度和广度的计算，而且需要计算构件整体和局部（单肢、薄板）稳定性。塔式起重机中需要计算的主要受力构件通常包括：

1) 吊臂稳定性计算

2) 平衡臂稳定性计算

3) 塔顶稳定性计算

4) 回转塔身稳定性计算

5) 塔身稳定性计算

6) 斜撑杆稳定性计算

7) 其它

3. 机构计算

机构部分计算一方面是机构的初步选择提供依据，另一方面最终对选定的机构进行校核。

各种机构的校核计算时，应采用使该机构受力最恶劣的情况，作为计算工况。因此，在计算各种机构前，应进行工况分析，说明计算所采用的工况。

3.1.1 起升机构

(1) 电动机

1) 电动机初选

i. 电动机的型式

ii. 电动机的初选功率计算

iii. 电动机轴上所需扭矩计算

2) 电动机的校验

i. 电动机的过载校验

ii. 电动机的发热校验

(2) 制动器

1) 支持制动

i. 制动转矩计算