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1、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 前言 塔式起重機(jī)概述  計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 第1章前言 1.1 塔式起重機(jī)概述 塔式起重機(jī)是一種塔身豎立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機(jī)械。在工業(yè)與民用建筑施工中塔式起重機(jī)是完成預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備。在高層建筑施工中其幅度利用率比其他類型起重機(jī)高。由于塔式起重機(jī)能靠近建筑物，其幅度利用率可達(dá)全幅度的 80%，普通履帶式、輪胎式起重機(jī)幅度利用率不超過(guò) 50%，而且隨著建筑物高度的增加還會(huì)急劇地減小。因此，塔式起重機(jī)在高層工業(yè)和民用建筑施工的使用中一直處于領(lǐng)先地位。應(yīng)用塔式起重機(jī)對(duì)于加快施工進(jìn)度

2、、縮短工期、降低工程造價(jià)起著重要的作用。同 時(shí)，為了適應(yīng)建筑物結(jié)構(gòu)件的預(yù)制裝配化、 工廠化等新工藝、新技術(shù)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在的塔式起重機(jī)必須具備下列特點(diǎn)： 1. 起升高度和工作幅度較大，起重力矩大。 2. 工作速度高，具有安裝微動(dòng)性能及良好的調(diào)速性能。 3. 要求裝拆、運(yùn)輸方便迅速， 以適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地的需 要。 QTZ500型自升式塔式起重機(jī)，其吊臂長(zhǎng) 50 米，最大起重量 4 噸，額定起重力矩 50 噸米。是一種結(jié)構(gòu)合理、性能比較優(yōu)異的產(chǎn)品，比較目前國(guó)外同規(guī)格同類型的塔機(jī)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，能滿足高層建筑施工的需要，可用于建筑材料和構(gòu)件的調(diào)運(yùn)和安裝，并

3、能在市狹窄地區(qū)和丘陵地帶建筑施工。 整機(jī)結(jié)構(gòu)不算太大，可滿足中小型施工的要求。 本機(jī)以基本高度 （獨(dú)立式） 36 米。用戶需高層附著施工，只需提出另行訂貨要求，即可增加某些部件實(shí)現(xiàn)本機(jī)的最大 設(shè)計(jì)高度 100 米，也就是附著高層施工可建高樓 32 層以上。 塔式起重 1.2 塔式起重機(jī)發(fā)展情況 機(jī)發(fā)展情 塔式起重機(jī)是在二次世界大戰(zhàn)后才真正獲得發(fā)展的。戰(zhàn) 況 后各國(guó)面臨著重建家園的艱巨任務(wù)，浩大的建筑工程量迫切 需要大量性能良好的塔式起重機(jī)。歐洲率先成功， 1923 年成 功制成第一臺(tái)比較完整的塔式起重機(jī)， 在我國(guó)，塔式起重

4、機(jī)的生產(chǎn)與應(yīng)用已有 40 多年的歷史， .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 經(jīng)歷了一個(gè)從測(cè)繪仿制到自行設(shè)計(jì)制造的過(guò)程。 20 世紀(jì) 50 年代，為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，中國(guó)引 進(jìn)了前聯(lián)以及東歐一些國(guó)家的塔式起重機(jī)， 并進(jìn)行仿制。1954 年仿制德國(guó)設(shè)計(jì)的樣機(jī)，在試制成功了中國(guó)第一臺(tái) TQ2-6 型 塔式起重機(jī)。隨后又仿照前聯(lián)樣機(jī)，研制了 15t 與 25t 塔式 起重機(jī)，這個(gè)時(shí)期中國(guó)生產(chǎn)與使用的塔式起重機(jī)的數(shù)量都較 少。 20 世紀(jì) 60 年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛

5、 使用了部爬升式和外部附著式塔式起重機(jī)，并在工作機(jī)構(gòu)中 采用了比較先進(jìn)的技術(shù)，如直流電機(jī)調(diào)速、可控硅調(diào)速、渦 流制動(dòng)器，在回轉(zhuǎn)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)中安裝液力耦合器等。在此時(shí) 期，中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造塔式起重機(jī)的階段。 1961 年，首先在試制成功了紅旗 -11 型塔式起重機(jī)，它也是中國(guó) 最早自行設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)。隨后，中國(guó)又自行設(shè)計(jì)制造了 TQ-6 型等塔式起重機(jī)，至 1965 年全國(guó)已有生產(chǎn)廠 10 余家， 生產(chǎn)塔式起重機(jī) 360 多臺(tái)。這些塔式起重機(jī)都是下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂式，可整體托運(yùn)，能滿足六層以下民用建筑施工的需要。 20 世紀(jì)七十年代，塔式起重機(jī)服務(wù)對(duì)象更

6、為廣泛。塔式起重機(jī)的幅度、起重量和起升高度均有了顯著提高。為了滿足市場(chǎng)各方面的要求，塔式起重機(jī)又向一機(jī)多用方向發(fā)展。 中國(guó)塔式起重機(jī)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。1972 年中國(guó)第一臺(tái)下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機(jī)問(wèn)世；同 年為了飯店施工，中國(guó)又自行設(shè)計(jì)制造了 QT-10 型自升式塔式起重機(jī)，該機(jī)的起重力矩為 1600kNm。這一時(shí)期還先后 開(kāi)發(fā)了 ZT100、ZT120、ZT280等小車變幅自升式塔式起重機(jī)、 QT-20 小車變幅爬式塔式起重機(jī)， QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂自行架設(shè)快裝塔式起重機(jī)等，其年

7、 產(chǎn)量最高超過(guò) 900 臺(tái)，標(biāo)志著中國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)進(jìn)入了一 個(gè)新的階段。 20 世紀(jì) 80 年代，中國(guó)塔式起重機(jī)相繼出現(xiàn)了不少新產(chǎn) 品，主要有 QTZ100、 QTZ120等自升式塔式起重機(jī)， QT60、 QTK60、 QT25HK等下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機(jī)等。這些產(chǎn)品在性能方面已接近國(guó)外 70 年代水平，這一時(shí)期的最高年產(chǎn)量達(dá) .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 1400 臺(tái)。與此同時(shí)，隨著改革開(kāi)放和國(guó)際技術(shù)交流的增多， 為滿足建筑施工的需要，也從國(guó)外引進(jìn)了一些塔式起重機(jī)， 其中有聯(lián)邦德國(guó)的 Lieb

8、herr 、法國(guó)的 Potain 以及意大利的 Edilmac 等公司的產(chǎn)品。由于這些塔式起重機(jī)制造質(zhì)量較好， 技術(shù)性能比較先進(jìn)，極促進(jìn)了中國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與 制造技術(shù)的進(jìn)步。 20 世紀(jì) 90 年代以后，中國(guó)塔式起重機(jī)行 業(yè)隨著全國(guó)圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期， 年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國(guó)外。全國(guó)塔式起 重機(jī)的總擁有量也從 20 世紀(jì) 50 年代的幾十臺(tái)截至 2000 年約 為 6 萬(wàn)臺(tái)。至此，無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用圍和塔式起重機(jī)總 量等角度來(lái)衡量，中國(guó)均堪稱塔式起重機(jī)大國(guó)。 1.3 塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

9、 根據(jù)國(guó)外一些技術(shù)資料的介紹，塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)塔 式 起 重 具體歸納為以下幾個(gè)方面。 機(jī) 的 發(fā) 展 1、吊臂長(zhǎng)度加長(zhǎng) 趨勢(shì) 在 20 世紀(jì) 60 年代初，吊臂長(zhǎng)度超過(guò) 40m的較少， 70 年代吊臂長(zhǎng)度已能做到 70m。快速拆裝下回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)的吊臂長(zhǎng)度可達(dá)到 35m。自升式塔式起重機(jī)吊臂是可以接長(zhǎng)的，標(biāo)準(zhǔn)臂長(zhǎng)一般為 30～ 40m，可以接長(zhǎng)到 50～60m。重型塔式起重機(jī)吊臂則更長(zhǎng)。隨著塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)水平的提高，可以解決由 臂長(zhǎng)加大帶來(lái)的一些技術(shù)問(wèn)題，而低合金高強(qiáng)度鋼材及鋁合金的廣泛采用也為加長(zhǎng)吊臂提供了非常有利的條件。 2、工作速度提高，且能調(diào)速 由于

10、調(diào)速技術(shù)的進(jìn)步，混輪組倍率的可變、雙速、三速 電動(dòng)機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的應(yīng)用，使塔式起重機(jī)工作速度在 逐漸提高。 20 世紀(jì) 50 年代生產(chǎn)的塔式起重機(jī)工作速度較低，起升速度一般只有 20～ 30m/min，回轉(zhuǎn)速度為 0.6 ～ 1r/min ， 變幅速度為 30～ 40m/min，大車行走速度為 10～40m/min，而近幾年來(lái)塔式起重機(jī)工作速度已有提高。起升機(jī)構(gòu)普遍做到 具有 3～4 種工作速度，重物起升速度超過(guò) 100m/min 者已經(jīng)很多，構(gòu)件安裝就位速度可在 0～10m/min 圍進(jìn)行選擇， 回轉(zhuǎn) 速度一般可在 0～1r/min 之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，小車牽引和

11、塔式起重機(jī)行走大多也有 2～3 種工作速度，小車牽引速度最快可達(dá) .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 60m/min。 3、改善操縱條件 隨著塔式起重機(jī)向大型、大高度方向發(fā)展，操作人員的 能見(jiàn)度越來(lái)越差。因此需要在吊臂端部或小車上安裝電視攝 像機(jī)，在操作室利用電視進(jìn)行操作。有的還采用了雙頻道的 無(wú)線電遙控系統(tǒng)，不僅可由地面的操作人員控制吊裝，還可 以根據(jù)事先編排的程序自動(dòng)進(jìn)行吊裝。 4、更多地采用組裝式結(jié)構(gòu) 為了便于產(chǎn)品更新?lián)Q代，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造、使用與管理， 提高塔式起重機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)效

12、益，國(guó)外塔式起重機(jī)專業(yè)廠已 做到產(chǎn)品系列化、部件模數(shù)化。以不同模數(shù)塔身、臂架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組合成變斷面塔身和臂架，這不僅能提高塔身、臂架的力 學(xué)性能，減輕塔式起重機(jī)自重，而且可明顯減少使用單位塔架、臂架的儲(chǔ)備量，為降低成本、簡(jiǎn)化管理創(chuàng)造了條件。 總體設(shè)計(jì) 概述  第 2章總體設(shè)計(jì) 2.1 概述 塔式起重機(jī)是工業(yè)與民用建筑施工中，完成預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備。在高層建筑施工中其幅度利用率比其他類型起重機(jī)高。塔式起重機(jī)的起升高度、工作幅度和起重力矩都很大，這就要

13、對(duì)其受力、穩(wěn)定性等進(jìn)行考慮與計(jì)算。塔機(jī)的主要性能參數(shù)包括：起重量、起升高度、幅度、各機(jī)構(gòu)工作速度、重量指標(biāo)和起重力矩等。這些參數(shù)表明了起重機(jī)的工作性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它是設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)的技術(shù)依據(jù)，也是生產(chǎn)中選擇塔式起重機(jī)技術(shù)性能的依據(jù)。 總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。它是使設(shè)計(jì)產(chǎn)品滿足技術(shù)參數(shù)及形式的總構(gòu)想，決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗。在總體設(shè)計(jì)前，應(yīng)先進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，收集國(guó)外同類機(jī)型的相關(guān)資料，了解國(guó)外塔機(jī)的使用情況，并進(jìn)行分析比較，然后制定總的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)在 保證所設(shè)計(jì)的機(jī)型達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)， 力求結(jié)構(gòu)合理， .專業(yè) .專注

14、. 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 技術(shù)先進(jìn)，積極性好，工藝簡(jiǎn)單，工作可靠。 2.2 總體設(shè)計(jì)方案的確定 QTZ500型塔式起重機(jī)是上回轉(zhuǎn)、水平臂架、液壓自升式的結(jié)構(gòu)形式，由金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)三部分 總 體 設(shè) 計(jì) 組成。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮塔機(jī)的強(qiáng)度、剛度、方案的確 定 金屬結(jié)構(gòu) 安裝基礎(chǔ) 穩(wěn)定性、各種工況下的外載荷以及塔機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，從而選出 合理

15、的設(shè)計(jì)方案。 金屬結(jié)構(gòu) 塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分由塔身，塔頭或塔帽，起重臂 架，平衡臂架，回轉(zhuǎn)支撐架等主要部件組成。對(duì)于特殊的塔 式起重機(jī)，由于構(gòu)造上的差異，個(gè)別部件也會(huì)有所增減。金屬結(jié)構(gòu)是塔式起重機(jī)的骨架，承受塔機(jī)的自重載荷及 工作時(shí)的各種外載荷，是塔式起重機(jī)的重要組成部分，其重 量通常約占整機(jī)重量的一半以上，因此金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否對(duì)減輕起重機(jī)自重，提高起重性能，節(jié)約鋼材以及提高起 重機(jī)的可靠性等都有重要意義。 1. 基礎(chǔ) 高層建筑施工用的附著式塔式起重機(jī)都采用小車變幅的 水平臂架，幅度大部分在五十米以上，無(wú)須移動(dòng)作業(yè)即可覆

16、 蓋整個(gè)施工圍，因此多采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。 鋼筋混凝土基礎(chǔ)有多種形式可供選用。對(duì)于有底架的固 定自升式塔式起重機(jī)，可視工程地質(zhì)條件，周圍環(huán)境以及施 工現(xiàn)場(chǎng)情況選用 X 形整體基礎(chǔ)，四個(gè)條塊分隔式基礎(chǔ)或者四個(gè)獨(dú)立塊體式基礎(chǔ)。對(duì)于無(wú)底架的自升式塔式起重機(jī)則采用 整體式方塊基礎(chǔ)。 X 形整體基礎(chǔ)的形狀及平面尺寸大致與塔式起重機(jī) X 形 底架相似。塔式起重機(jī)的 X 形底架通過(guò)預(yù)埋地腳螺栓固定在 混凝土基礎(chǔ)上，此種形式多用于輕型自升式塔式起重機(jī)，如 圖 2-1 所示。 .專業(yè) .專注 .

17、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 2-1 X 形整體基礎(chǔ) 長(zhǎng)條形基礎(chǔ)由兩條或四條并列平行的鋼筋混凝土底梁組 成，其功能猶如兩條鋼筋混凝土的鋼軌軌道基礎(chǔ)，分別支承 底架的四個(gè)支座和由底架支座傳來(lái)的上部荷載。如果塔機(jī)安 裝在混凝土砌塊人行道上，或是安裝在原有混凝土地面上， 均可采用這種鋼筋混凝土基礎(chǔ)，如圖 2-2 所示。 分塊式基礎(chǔ)由四個(gè)獨(dú)立的鋼筋混凝土塊體組成，分別承 受由底架結(jié)構(gòu)傳來(lái)的整機(jī)自重及載荷。鋼筋混凝土塊體

18、構(gòu)造 尺寸視塔機(jī)支反力大小基地耐力而定。由于基礎(chǔ)僅承受底架 傳遞的垂直力，故可作為中心負(fù)荷獨(dú)立柱基礎(chǔ)處理。其優(yōu)點(diǎn) 是：構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，混凝土及鋼筋用量都比較少，造價(jià)便宜， 如圖 2-3 所示。 2-2 長(zhǎng)條形基礎(chǔ) 獨(dú)立式整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)適用于無(wú)底架固定式自升式塔式 起重機(jī)。其構(gòu)造特點(diǎn)是：塔機(jī)的塔身結(jié)構(gòu)通過(guò)塔身基礎(chǔ)節(jié)、 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 預(yù)埋塔身框架

19、或預(yù)埋塔身主角鋼等固定在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，從而使塔身結(jié)構(gòu)與混凝土基礎(chǔ)聯(lián)固成整體，并將塔機(jī)上部載荷全部傳給地基。由于整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體形尺寸是考慮塔式起重機(jī)的最大支反力、地基承載力以及壓重的需求而選定的，因而能確保塔機(jī)在最不利工況下均可安全工作，不會(huì)產(chǎn)生傾翻事故，如圖 2-4 所示。 2-3 分塊式基礎(chǔ)

20、 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 2-4 獨(dú)立整體基礎(chǔ) 1- 預(yù)埋塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 2- 鋼筋 3- 架設(shè)箍筋 固定式塔式起重機(jī)，可靠的地基基礎(chǔ)是保證塔機(jī)安全使用的必備條件。該基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)情況，嚴(yán)格按照規(guī)定制作。除在堅(jiān)硬巖石地段可采用錨樁地基（分塊基礎(chǔ)）外，一般情況下均采用整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)。對(duì)基礎(chǔ)的基本要求 有：基礎(chǔ)的土質(zhì)應(yīng)堅(jiān)固牢實(shí)，要求承載能力大于 0.15Mpa；混凝土基礎(chǔ)的深度﹥ 1100 毫米，總混凝土方量約 16.3 立方米，基礎(chǔ)重量約 3

21、9 噸；混凝土基礎(chǔ)的承受壓力不小于 8MPa；混凝土基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況加工作層或多層鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距約為 250 毫米；混凝土基礎(chǔ)表面應(yīng)校水平，不平度小 于 1/500 ；混凝土基礎(chǔ)表面設(shè)置排水溝。將底架拼裝組合， 對(duì)準(zhǔn) 20 顆預(yù)埋地腳螺栓， 將其放置在混凝土基礎(chǔ)上， 注意墊平墊實(shí)，并校平底架上平面， 要求不平度小于或等于 1/1000 ，擰緊 20 顆地腳螺栓。調(diào)水平度時(shí)用楔形調(diào)整塊及薄鐵板等。

22、 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 底架結(jié)構(gòu) 塔身結(jié)構(gòu) 

23、 底架 4602 4602 圖 2-5 塔機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 高 245 2. 底架結(jié)構(gòu) 底架有工字鋼焊接成整體框架結(jié)構(gòu)。在四角輻射狀安裝 有四條可拆支腿， 該支腿有工字鋼焊接成， 運(yùn)輸時(shí)拆除支腿， 以減小運(yùn)輸尺寸。底架上有 20 個(gè)預(yù)埋地腳螺栓，規(guī)格 M36。 底架外輪廓尺寸約為 4602X4602，高 245。 3. 塔身結(jié)構(gòu) 塔身結(jié)構(gòu)也稱塔架，是塔機(jī)結(jié)構(gòu)的主體，有轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)之 別；并有塔與外塔之分。塔身結(jié)構(gòu)斷面分為圓形斷面、三角 形斷面及方形斷面三類。現(xiàn)今國(guó)外生產(chǎn)的塔機(jī)均采用方形斷 面塔身結(jié)構(gòu)。按塔身結(jié)構(gòu)主弦桿材料的不同，

24、這類方形斷面 塔架可分為：角鋼焊接格桁結(jié)構(gòu)塔身，主弦桿為角鋼輔以加 強(qiáng)筋的矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)；角鋼拼焊方鋼管格桁結(jié)構(gòu)塔身及 無(wú)縫鋼管焊接格桁結(jié)構(gòu)塔身。 常用的斷面尺寸有： 1.2m 1.2m， 1.3m 1.3m， 1.4m 1.4m，1.5m1.5m，1.6m 1.6m，1.7m1.7m，1.8m1.8m， 2.0m2.0m。。根據(jù)承載能力的不同，同一種截面尺寸，其主 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)  弦桿又有兩種不同截面之分。主弦桿截面加大的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用于 下部塔身

25、，主弦桿截面較小的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)則用于上部塔身。 ⑴塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長(zhǎng)度有 2.5m， 3m，3.33m，4.5m，5m， 6m， 10m等多種規(guī)格，常用的尺寸是 2.5m 和 3m。 QTZ500 標(biāo) 本次設(shè)計(jì)采用無(wú)縫鋼管焊接格桁結(jié)構(gòu)塔身，其中塔身截 準(zhǔn)節(jié)選用 面尺寸采用 1.6m1.6m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長(zhǎng)度為 2.5m。如圖 2-6 所 1.6m 1.6m 示： 高 2.5m 圖 2-6 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)示意圖 

26、 腹桿采用 20 號(hào)無(wú)縫 鋼管 三角形布置 M30的 40Cr 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用無(wú)縫鋼管焊接而成，節(jié)高 2500。在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)下部管口處車有定位止口，而另一端則焊有定位凸臺(tái)，靠相  螺栓聯(lián)結(jié) 塔身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)  應(yīng)的接合面定位。 上下端各用 8 個(gè) M30的 40Cr 螺栓聯(lián)結(jié)。各標(biāo)準(zhǔn)節(jié)均設(shè)有供人上下的爬梯，每三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)置一個(gè)休息臺(tái)。 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的聯(lián)接方式有：蓋板螺栓聯(lián)接，套柱螺栓聯(lián) 接，承插

27、銷軸聯(lián)接和瓦套法蘭聯(lián)接。 本次設(shè)計(jì)的 QTZ500塔機(jī) 采用套柱螺栓聯(lián)接，其特點(diǎn)是：套柱采用企口定位，螺栓受 拉，用低合金結(jié)構(gòu)鋼制作。適用于方鋼管和角鋼主弦桿塔身 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的聯(lián)接， 加工工藝要求比較復(fù)雜， 但安裝速度比較快。 ⑵塔身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng) 1) 多層建筑施工用快速安裝塔機(jī)可根據(jù)起升高度和運(yùn)輸條件分別采用整體式塔身、伸縮式塔身或折疊式塔身。 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 輕、中型自升塔機(jī)和爬式塔機(jī)宜采用整體式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。 附著式自升式塔機(jī)和起升高度大的軌道式以及獨(dú)立式自升塔 塔身

28、結(jié)構(gòu)選 機(jī)宜采用拼裝式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。 用整體式塔 拼裝式塔機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的加工精度要求比較高，制作難 身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 度較大，零件多和拼裝麻煩。但拼裝式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的優(yōu)越性 更不容忽視：一是堆放儲(chǔ)存占地小，二是裝卸容易，三是運(yùn) 輸費(fèi)用便宜，特別是長(zhǎng)途陸運(yùn)和運(yùn)洋海運(yùn)，由于利用集裝箱 裝運(yùn)，其抗銹蝕和節(jié)約運(yùn)費(fèi)的效果極為顯著。 QTZ500型塔式起重機(jī)為中型自升塔機(jī)，綜合以上特點(diǎn)， 其塔身結(jié)構(gòu)選用整體式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。 2) 為減輕塔身的自重， 充分發(fā)揮鋼材的承載能力， 并適應(yīng)發(fā)展組合制式塔機(jī)的需要，對(duì)于達(dá)到 40m起升高度的塔機(jī)塔身宜采用兩種不同規(guī)格的塔身標(biāo)準(zhǔn)

29、節(jié)， 而起升高度達(dá)到 60m 的塔機(jī)塔身宜采用 3 種不同規(guī)格的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。除伸縮式塔身結(jié)構(gòu)和中央頂升式自升塔機(jī)的塔外，塔身結(jié)構(gòu)上、下的外 形尺寸均保持不變，但下部塔身結(jié)構(gòu)的主弦桿截面則須予以加大。 3) 塔身的主弦桿可以是角鋼、角鋼拼焊方鋼管、無(wú)縫鋼管式實(shí)心圓鋼，取決于塔身的起重能力、供貨條件、經(jīng)濟(jì)效益以及開(kāi)發(fā)系列產(chǎn)品的規(guī)劃和需要。 4) 塔身節(jié)必須設(shè)置爬梯，以便司機(jī)及機(jī)工可以上下。在設(shè)計(jì)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，特別是在設(shè)計(jì)拼裝式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時(shí)，要處 理好爬梯與塔身的關(guān)系，以保證使用安全及安裝便利。 爬梯寬度不宜小于 500mm，梯級(jí)間距應(yīng)上下相等，并應(yīng)不大于 300m

30、m。當(dāng)爬梯高度大于 5m時(shí)，應(yīng)從高 2m處開(kāi)始裝設(shè)直徑為 650-800mm的安全護(hù)圈，相鄰兩護(hù)圈間距為 500mm。安全護(hù)圈之間用 3 根均布的豎向系條相聯(lián)。安全護(hù)圈應(yīng)能承受來(lái)自任何方向的 10kN 的沖擊力而不折斷。 當(dāng)爬梯高度超過(guò)10m時(shí)，爬梯應(yīng)分段轉(zhuǎn)接，在轉(zhuǎn)接處加一休息平臺(tái)。 休息平臺(tái)應(yīng)能承受相當(dāng)于 3000N的移動(dòng)集中載荷。休息平臺(tái)鋪板可用防滑花紋鋼板或穿孔板、拉網(wǎng)板制成。休息平 臺(tái)必須設(shè)置牢固的護(hù)欄，護(hù)欄立柱高度應(yīng)不小于 1000mm，立柱間距不宜過(guò)大，立柱間應(yīng)設(shè)置水平欄桿，第一道水平欄桿 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)

31、明 結(jié)果 塔身接高 距離鋪板高度宜為 450mm，立柱底部應(yīng)設(shè)有高度不小于 70mm 的擋腳板。護(hù)欄任何一處應(yīng)能承受 1kN 來(lái)自任何方向的載荷 問(wèn)題 而不破壞。 ⑶塔身接高問(wèn)題 在遇到塔身需要接高問(wèn)題時(shí)，應(yīng)按下述兩種不同情況分 別處理： 1) 在額定最大自由高度圍，根據(jù)工程對(duì)象需要，增 加塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使低塔機(jī)變?yōu)楦咚C(jī)。 2) 根據(jù)施工需要，增加塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使塔身高度略超越 固定式塔機(jī)的規(guī)定最大自由高度。 套架與液 在進(jìn)行具體接高操作之前，還應(yīng)制定相關(guān)的安全操作規(guī) 壓頂升機(jī) 程，以保證拆裝作

32、業(yè)的安全順利進(jìn)行。 構(gòu) 爬升架 頂升機(jī)構(gòu) 套架  4. 套架與液壓頂升機(jī)構(gòu) ⑴爬升架 爬升架主要由套架，平臺(tái)，液壓頂升裝置及標(biāo)準(zhǔn)節(jié)引進(jìn) 裝置等組成。套架是套在塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外部。套架用無(wú)縫鋼管 焊接而成，節(jié)高 4.94 米，截面尺寸 2.0 2.0 米 2。外側(cè)設(shè)有 平臺(tái)和套架爬升導(dǎo)向裝置—爬升滾輪。在套架側(cè)的下方，還設(shè)有支承套架的支塊，當(dāng)套架上升到規(guī)定位置時(shí)，需

33、將此支塊連同套架支托于塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏塊上。 為便于頂升安裝的安全需要特設(shè)有工作平臺(tái)，爬升架側(cè)沿塔身主弦桿安裝 8 個(gè)滾輪，支撐在塔身主弦桿外側(cè)，在爬升架的橫梁上，焊上兩塊耳板與液壓系統(tǒng)油缸鉸接承受油缸的頂升載荷，爬升架下部有兩個(gè)杠桿原理操縱的擺動(dòng)爪，在液壓缸回收活塞以及引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)等過(guò)程中作為爬升架承托上部結(jié)構(gòu)重量之用。 ⑵頂升機(jī)構(gòu) 頂升機(jī)構(gòu)主要由頂升套架、頂升作業(yè)平臺(tái)和液壓頂升裝置組成，用于完成塔身的頂升加節(jié)接高工作。 ⑶套架 上回轉(zhuǎn)自升塔機(jī)要有頂升套架。整體標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用外套架。 外套架就是套架本體套在塔身的外部。套架本身就是一個(gè)空 間桁架結(jié)構(gòu)。套架用無(wú)縫

34、鋼管焊接而成，節(jié)高 4940，截面尺 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 寸 2000 2000，外側(cè)設(shè)有平臺(tái)和套架爬升導(dǎo)向裝置—爬升滾輪。在套架側(cè)的下方，還設(shè)有支承套架的支塊，當(dāng)套架上升到規(guī)定位置時(shí)，需將此支塊連同套架支托于塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏塊上。套架由框架，平臺(tái)，欄桿，支承踏步塊等組成。安裝套架時(shí)，大窗口應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊有踏塊的方向相反。套架的上端用螺栓與回轉(zhuǎn)下支座的外伸腿相連接，其前方的上半部沒(méi)有焊腹桿，而是引入門框，因此其弦必須作特殊的加強(qiáng)，以 液壓頂升 防止側(cè)向局部失穩(wěn)。門框裝有兩根引入導(dǎo)軌，以便與標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 的引入。

35、⑷液壓頂升 1) 按頂升接高方式的不同，液壓頂升分為上頂升加節(jié)接 高、中頂升加節(jié)接高和下頂升加節(jié)接高和下頂升接高三種形 本次設(shè)計(jì)采 式。上頂升加節(jié)接高的工藝是由上向下插入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，多用于 用液壓頂升 俯仰變幅的動(dòng)臂自升式塔是起重機(jī)。 下頂升加節(jié)接高的優(yōu)點(diǎn)： 人員在下部操作，安全方便。缺點(diǎn)是：頂升重量大，頂升時(shí) 本次設(shè)計(jì)的 錨固裝置必須松開(kāi)。中頂升加節(jié)接高的工藝是由塔身一側(cè)引 QTZ500 塔 入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，可適用于不同形式的臂架，爬，外附均可，而且 式起重機(jī)采 頂升時(shí)無(wú)需松開(kāi)錨固裝置，應(yīng)用面比較廣。 用的為上頂 本次設(shè)計(jì)的 QTZ500塔式起重機(jī)采用上

36、頂升加節(jié)接高。 升 2) 按頂升機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式不同，可分為繩輪頂升機(jī)構(gòu)、 輪頂升機(jī)構(gòu)、條頂升機(jī)構(gòu)、絲杠頂升機(jī)構(gòu)和液壓頂升機(jī)構(gòu)等 五種。繩輪頂升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，但不平穩(wěn)。鏈輪頂 升機(jī)構(gòu)與繩輪頂升機(jī)構(gòu)相類似，采用較少。齒條頂升機(jī)構(gòu)在 每節(jié)外塔架側(cè)均裝有齒條，塔架外側(cè)底部安裝齒輪。齒輪在 齒條上滾動(dòng)，塔架隨之爬升或下降。絲杠爬升機(jī)構(gòu)的絲杠裝 在塔架中軸線處，或裝在塔身的側(cè)面外塔架的空隙里。通過(guò) 絲杠正、反轉(zhuǎn)，完成頂升過(guò)程。 本次設(shè)計(jì)的 QTZ500塔式起重機(jī)采用液壓頂升機(jī)構(gòu)。 液壓 頂升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪油泵，液壓油經(jīng)手動(dòng)換向閥、

37、平 衡閥進(jìn)入液壓缸，使液壓缸伸縮，實(shí)現(xiàn)塔機(jī)上部的爬升和拆 卸。其主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、平穩(wěn)、安全、操作 方便、爬升速度快。本機(jī)構(gòu)另有一套手動(dòng)操作的爬升吊裝裝 置與頂升液壓系統(tǒng)配合工作。液壓頂升系統(tǒng)如圖 2-7 所示 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 10 9 8 7 6 5 1 2 3 4 2-7 液壓頂升系統(tǒng) 1- 電動(dòng)機(jī) 2- 聯(lián)軸器 3- 齒輪泵 4- 濾油器

38、 5- 溢流閥 6- 壓力表開(kāi)關(guān) 7- 壓力表 8- 手動(dòng)換向閥 9- 油缸 10- 平衡閥 3) 頂升液壓缸的布置：頂升接高方式又可分為中央頂升和側(cè)頂升兩種。所謂中央頂升，是指揮頂升液壓缸布置在塔身的中央，并設(shè)上，下橫梁各一個(gè)。液壓缸上端固定在橫梁鉸點(diǎn)處。頂升時(shí)，活塞桿外身，通過(guò)下橫梁支在下部塔身的托座或相應(yīng)的腹桿節(jié)點(diǎn)上。液壓缸的大腔在上，小腔在下壓力油不斷注入液壓缸大腔，小腔中液壓油則回入油箱，從而使液壓缸將塔式起重機(jī)的上部頂起。所謂側(cè)頂升式，是將頂升液壓油缸設(shè)在套架的后側(cè)。頂升時(shí)，壓力油不斷泵入油缸大腔，小腔里的液壓油則回流入油箱?；钊麠U外伸，通過(guò)頂升橫

39、梁支撐在焊接于塔身主弦桿上的專用踏步塊間距視活塞有效行程而定。一般取 1-1.5m。由于液壓缸上端鉸接在頂升套架橫梁上，故能隨著液壓缸活塞桿的漸漸外伸而將塔機(jī)上部頂起來(lái)。側(cè)頂式的主要優(yōu)點(diǎn)是：塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度可適當(dāng)加 大，液壓缸行程可以相應(yīng)縮短，加工制造比較方便，成本亦回 轉(zhuǎn) 支 承 低廉一些。本次設(shè)計(jì)的 QTZ500塔式起重機(jī)采用側(cè)頂式。 裝置 5. 回轉(zhuǎn)支承裝置 回轉(zhuǎn)支承簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)盤， 是塔式起重機(jī)的重要部件， 由齒圈、座圈、滾動(dòng)體、隔離快、連接螺栓及密封條等組成。按滾動(dòng) 體的不同，回轉(zhuǎn)支承可分為兩大類：一是球式回轉(zhuǎn)支承，另 柱式回轉(zhuǎn) 

40、 本次設(shè)計(jì)采用側(cè)頂升 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 支承 一類是滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 ⑴柱式回轉(zhuǎn)支承 柱式回轉(zhuǎn)支承又可分為：轉(zhuǎn)柱式和定柱式兩類。定柱式 回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，起重回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小， 自重和驅(qū)動(dòng)功率小， 能使起重機(jī)重心降低。 轉(zhuǎn)柱式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 滾 動(dòng) 軸 承 制造方便，適用于起升高度和工作幅度以及起重量較大的塔式回轉(zhuǎn)支 機(jī)。 承 ⑵滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置

41、按滾動(dòng)體形狀和排列方式可分為：?jiǎn)闻潘狞c(diǎn)角接觸球式回轉(zhuǎn)支承、雙排球式回轉(zhuǎn)支承、單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承、三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可同時(shí)承受垂直力、水平力和傾覆力矩是目前應(yīng)用最廣的回轉(zhuǎn)支承裝置。為保證軸承裝置正常工作，對(duì)固定軸承座圈的機(jī)架要求有足夠的剛度。滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承，回轉(zhuǎn)部分固定，在大軸承的回轉(zhuǎn)座圈上，而大軸承的的固定座圈則與塔身（底架或門座）的頂面相固結(jié)。 設(shè)計(jì)選用球式回轉(zhuǎn)支承，其優(yōu)點(diǎn)是：剛性好，變形比較小，對(duì)承座結(jié)構(gòu)要求較低。鋼球?yàn)榧儩L動(dòng)，摩擦阻力小，功率損失小。 根據(jù)構(gòu)造不同和滾動(dòng)體使用數(shù)量的多少，回轉(zhuǎn)支承又分為單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承、雙排球式

42、回轉(zhuǎn)支承、單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承和三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 設(shè)計(jì)采用單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承，它是由一個(gè)座圈和齒圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同時(shí)承受軸向力、徑向力和傾翻力矩。回轉(zhuǎn)支承及回轉(zhuǎn)支承裝置簡(jiǎn)圖如圖 2-8 所示。 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 2-8 回轉(zhuǎn)支承及回轉(zhuǎn)支承裝置簡(jiǎn)圖 平衡臂 1- 電動(dòng)機(jī) 2- 液力耦合

43、器 3- 制動(dòng)器 4- 減速器 5- 小齒輪 6- 驅(qū)動(dòng)小齒輪 7- 單排球式回轉(zhuǎn)支承 8- 大齒輪 9- 回轉(zhuǎn)限位器 6. 平衡臂 凡上回轉(zhuǎn)塔機(jī)均需配設(shè)平衡臂，其功能是支撐平衡重， 用以構(gòu)成設(shè)計(jì)上所要求的作用方向與起重力矩方向相反的平 衡力矩。在小車變幅水平臂架自升式塔機(jī)中，平衡臂也是延 伸了的轉(zhuǎn)臺(tái)，除平衡重外，還常在其尾端裝設(shè)起升機(jī)構(gòu)。起 升機(jī)構(gòu)之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一則可發(fā)揮 部分配重作用，二則增大鋼絲繩卷筒與塔尖導(dǎo)輪間的距離， 以利鋼絲繩的排繞并避免發(fā)生亂繩現(xiàn)象。 常用的平衡臂有以下幾種結(jié)

44、構(gòu)型式： （1）平面框架式平衡臂，有兩根槽鋼縱梁或由槽鋼焊成 的箱形斷面組合梁和系桿構(gòu)成。 在框架的上平面鋪有走道板， 走道板的兩旁設(shè)有防護(hù)欄桿。 這種平衡臂的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 加工容易。 （2）三角形斷面桁架式平衡臂，又分正三角形斷面和倒 三角形斷面兩種形式。此類平衡臂的構(gòu)造與起重臂結(jié)構(gòu)構(gòu)造 相似，但較為輕巧，適用于長(zhǎng)度較大的平衡臂。從實(shí)用上來(lái) 看，正三角形斷面桁架平衡臂不如倒三角形斷面桁架式平衡 臂。 QTZ500 采 （3）矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂，其特點(diǎn)主要是根部與座 用平面框架 在轉(zhuǎn)臺(tái)上的回轉(zhuǎn)塔架聯(lián)結(jié)成一體，適用于小車變

45、幅水平臂架 式平衡臂 特長(zhǎng)的超重型自升式塔機(jī)。 根平衡臂結(jié)構(gòu)形式的選用原則為：自重比較輕；加工制 造簡(jiǎn)單，造型美觀與起重臂匹配得體。臂長(zhǎng)不超過(guò) 50m，起重力矩不超過(guò) 1600kN m的自升式塔機(jī)，均以采用平面框架式平衡臂較為適宜。重型和超重型自升塔機(jī)，則可采用倒三 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 角形或矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂。 因此，本設(shè)計(jì)平衡臂采用平面框架式平衡臂。 平衡臂長(zhǎng)度與起重臂長(zhǎng)度之間有一定的比例關(guān)系，一般可取其比值為 0.2 ～0.35 。上回轉(zhuǎn)塔機(jī)的平衡臂分為前后兩節(jié)，節(jié)間用銷軸

46、連接，其根部用銷軸與回轉(zhuǎn)塔身相連，尾部通過(guò)平衡拉桿與塔頂相連接。平衡重?cái)R置在尾部，起重機(jī)構(gòu)也靠后布置，電控柜靠前方。這樣布置平衡效果較好，便于檢查、維護(hù)和管理。 平衡重屬于平衡臂系統(tǒng)的組成部分， 它的用量甚是可觀，輕型塔機(jī)一般至少要用 3～ 4t ，重型自升式塔機(jī)要裝有近 30t 平衡重。因此在設(shè)計(jì)平衡重過(guò)程中，應(yīng)對(duì)平衡重的選材、構(gòu) 造以及安裝進(jìn)行認(rèn)真考慮并作妥善安排。 平衡重一般可分為固定式和活動(dòng)式兩種?；顒?dòng)平衡重主要用于自升式塔機(jī)，其特點(diǎn)是可以移動(dòng)，易于使塔身上部作用力矩處于平衡狀態(tài)，便于進(jìn)行頂升接高作業(yè)。但是，構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)加工量大，造價(jià)較高。故國(guó)大部分塔機(jī)均采用固定式平

47、衡重。 平衡重可用鑄造或鋼筋混凝土制成。鑄鐵平衡重的構(gòu)造較復(fù)雜，制造難度大，加工費(fèi)用貴，但體形尺寸較小，迎風(fēng)面積較小，有利于減少風(fēng)載荷的不利影響。鋼筋混凝土平衡重的主要缺點(diǎn)是體積大，迎風(fēng)面積大，對(duì)塔身結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性均有不利影響。但是構(gòu)造簡(jiǎn)單，預(yù)制生產(chǎn)容易，可就地澆注，并且不怕風(fēng)吹雨淋，便于推廣。 因此，本次設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)采用鋼筋混凝土式平衡重。 平衡臂如圖 2-9 所示。 塔頂 2-9 平衡臂 7. 塔頂 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果

48、 自升塔機(jī)塔身向上延伸的頂端是塔頂又稱塔幅或塔尖。 其功能是承受起重臂拉桿和平衡臂拉桿傳來(lái)的上部載荷，通 過(guò)回轉(zhuǎn)塔架轉(zhuǎn)臺(tái)，軸承座等的結(jié)構(gòu)部件或直接通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)傳遞 給塔身結(jié)構(gòu)。 自升塔機(jī)的塔頂有直立截錐柱式、 前傾或后傾截錐柱式、 人字架式及斜撐式等形式。 截錐柱式塔尖實(shí)質(zhì)上是一個(gè)轉(zhuǎn)柱， 由于構(gòu)造上的一些原因，低部斷面尺寸要比塔身斷面尺寸為 小，其主弦桿可視需要選用實(shí)心圓鋼，厚壁無(wú)縫鋼管或不等 邊角鋼拼焊的矩形鋼管，人字架或塔尖部件由一個(gè)平面型鋼 焊接桁架和兩根定位系桿組成。這兩種型式塔尖的共同

49、特點(diǎn) 是構(gòu)造簡(jiǎn)單自重輕，加工容易，存放方便，拆卸運(yùn)輸便利。 按照一些傳統(tǒng)的做法，塔頂通過(guò)回轉(zhuǎn)塔架與轉(zhuǎn)臺(tái)聯(lián)成一 體，司機(jī)室設(shè)于回轉(zhuǎn)塔架。這種做法的不利之點(diǎn)是，司機(jī)室 受回轉(zhuǎn)塔架構(gòu)造的限制，不易解決好司機(jī)視野問(wèn)題，以及防 漏及聯(lián)結(jié)處理等問(wèn)題。 同時(shí)，回轉(zhuǎn)塔架主弦桿需要特別加強(qiáng)， 需專用焊狀胎具，增大造價(jià)。此外，安裝高度約增大 2.5m 增 加架設(shè)困難。因此，采用人字式塔頂，省略回轉(zhuǎn)塔架，將塔 QTZ500 塔 頂結(jié)構(gòu)直接坐在轉(zhuǎn)臺(tái)上，改用設(shè)于塔頂一側(cè)的懸掛式司機(jī)室 機(jī)采用前傾 以代替裝設(shè)在回轉(zhuǎn)塔架的嵌入式司機(jī)室的做法受到

50、了歡迎， 截錐柱式 并得到日益推廣。 塔頂高度與起重臂架承載能力有密切關(guān)系，一般取為臂 架長(zhǎng)度的 1/7-1/10 ，長(zhǎng)臂架應(yīng)配用較高的塔尖。但是塔尖高 度超過(guò)一定極限時(shí)，弦桿應(yīng)力下降效果便不顯著，過(guò)分加高 塔尖高度不僅導(dǎo)致塔尖自重加大，而且會(huì)增加安裝困難需要 換用起重能力更大的輔助吊機(jī)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)權(quán)衡各方 面的條件選擇適當(dāng)?shù)乃敻叨取? 本次設(shè)計(jì)采用前傾截錐柱式塔頂， 塔帽用無(wú)縫鋼管焊成， 下部有造作平臺(tái)，頂部有供平衡臂拉索和吊臂剛性拉桿連接 用的吊耳及起升鋼絲繩穿繞的定滑輪。

51、頂部還設(shè)有安全燈和 塔頂斷面尺 避雷針，避雷針接地的要求必須按下面圖示操作，此接地保 寸為 1.36m 護(hù)材料，安裝和維護(hù)服務(wù)等均不由廠家提供。 如圖 2-10 所示。 1.36m，塔 頂 高 5.945m .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 圖 2-10 塔頂結(jié)構(gòu)圖 8. 司機(jī)室 司機(jī)

52、室的使用要求：塔式司機(jī)室應(yīng)能為司機(jī)提供一個(gè)較舒適的工作空間，不受風(fēng)雨及沙塵的襲擊及捆擾，有良好通 司機(jī)室 風(fēng)及隔聲構(gòu)造，保證滿足勞動(dòng)衛(wèi)生要求。司機(jī)操作處的噪聲 不超過(guò) 70dB。司機(jī)室安置在上接架側(cè)邊， 有電器操縱控制臺(tái)，司機(jī)駕駛座椅，電壓表，空氣開(kāi)關(guān)箱，插座，室燈并且根據(jù) 用戶要求佩帶風(fēng)扇，取暖裝置。 在濕熱地區(qū)施工的塔機(jī)， 司機(jī)室必須配備電熱采暖裝置， 司機(jī)室小區(qū)氣候應(yīng)力爭(zhēng)做到：溫度 20-24 度，相對(duì)濕度 40%-60%，空氣流動(dòng)速度不大于 0.1m/s 。司機(jī)室必須保證有 開(kāi)闊的視野，便于掌握吊裝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。司機(jī)室照明（距 離地板 12

53、00mm處）應(yīng)不低于 50Lx，以利于液壓吊裝施工。 上回轉(zhuǎn)自升塔機(jī)的司機(jī)室有 3 種不同的布置方式：懸掛 于臂架根部附近，固定于塔頂?shù)囊粋?cè)；設(shè)置于塔身的頂部， 以塔架結(jié)構(gòu)為骨架， 外包薄腹板：設(shè)置于轉(zhuǎn)臺(tái)之上塔架結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)今天采用的大多是懸掛式司機(jī)室而且多設(shè)于轉(zhuǎn)臺(tái)以上 臂根一側(cè)。采用這種布設(shè)方式的司機(jī)室優(yōu)異之處在于轉(zhuǎn)臺(tái)的 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果

54、 起重臂 構(gòu)造型式 分節(jié)問(wèn)題  加工制作可另行安排并實(shí)現(xiàn)專業(yè)化，不受主體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安排 的影響，功效高，成本低；在塔機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸中司機(jī)室可單獨(dú) 裝車運(yùn)輸不受鋼結(jié)構(gòu)搬運(yùn)作業(yè)的影響，方便、經(jīng)濟(jì)，并且不 易損壞，在一些性能指標(biāo)上懸掛式司機(jī)室同與塔身結(jié)構(gòu)緊密 接觸的其他形式司機(jī)室相比能較好地滿足使用要求。司機(jī)室

55、 設(shè)于回轉(zhuǎn)塔架部的不利之處： 司機(jī)室受塔架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的限制， 不易解決好司機(jī)視野的問(wèn)題，以及防漏及連接處理等問(wèn)題。 同時(shí)回轉(zhuǎn)塔架主弦桿需要特別加強(qiáng)，增大造價(jià)。 9. 起重臂⑴構(gòu)造型式 塔式起重機(jī)的起重臂簡(jiǎn)稱臂架或吊臂，按構(gòu)造型式可分 為：小車變幅水平臂架；俯仰變幅臂架，簡(jiǎn)稱動(dòng)臂；伸縮式 小車變幅臂架；折曲式臂架。 小車變幅水平臂架，簡(jiǎn)稱小車臂架，是一種承受壓彎作 用的水平臂架，是各式塔機(jī)廣泛采用的一種起重臂。其優(yōu)點(diǎn) 是：吊臂可借助變幅小車沿臂架全長(zhǎng)進(jìn)行水平位移，并能平 穩(wěn)準(zhǔn)確地進(jìn)行安裝就位。因此此次設(shè)計(jì)采用小車變幅水平臂 架。

56、 小車臂架可概分為三種不同型式：?jiǎn)蔚觞c(diǎn)小車臂架，雙吊點(diǎn)小車臂架和起重機(jī)與平衡臂架連成一體的錘頭式小車臂架。單吊點(diǎn)小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點(diǎn)小車變幅臂架則是超靜定結(jié)構(gòu)。幅度在 40m以下的小車臂架大都采用單 吊點(diǎn)式構(gòu)造；雙吊點(diǎn)小車變幅臂架結(jié)構(gòu)一般幅度都大于 50m。 雙吊點(diǎn)小車變幅臂架結(jié)構(gòu)自重輕，據(jù)分析與同等起重性能的 單吊點(diǎn)小車變幅臂架相比，自重均可減輕 5%-10%。小車變幅臂架拉索吊點(diǎn)可以設(shè)在下弦處，也可設(shè)在上弦處，現(xiàn)今通用小車變幅臂架多是上弦吊點(diǎn)，正三角形截面臂架。這種臂架的下弦桿上平面均用作小車運(yùn)行軌道。 ⑵ 分節(jié)問(wèn)題 臂架型式的選定及構(gòu)造細(xì)部處理

57、取決于塔機(jī)作業(yè)特點(diǎn)，使用圍以及承載能力等因素，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通盤考慮作出最佳選擇，首先要解決好分節(jié)問(wèn)題。 小車臂架常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長(zhǎng)度有 6、7、8、10、12m五種。 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 為便于組合成若干不同長(zhǎng)度的臂架，除標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間外，一般都 配設(shè) 1~2 個(gè) 3~5m長(zhǎng)的延接節(jié)， 一個(gè)根部節(jié)，一個(gè)首部節(jié)和端 頭節(jié)。端頭節(jié)構(gòu)造應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單輕巧， 配有小車牽引繩換向滑輪、 選用 7 個(gè) 6m 起升繩端頭固定裝置。此端頭節(jié)長(zhǎng)度不計(jì)入臂架總長(zhǎng)，但可 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間，1 與任一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間配裝，形成一個(gè)完整的起

58、重臂。本次設(shè)計(jì)選 個(gè) 6m 和 1 用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為 6m，另加上 3m 長(zhǎng)的延接節(jié)。其示意圖見(jiàn)圖 個(gè) 2m 的延 2-11 。 接節(jié) 圖 2-11 臂架分節(jié) ⑶截面形式及截面尺度 塔機(jī)臂架的截面形式有三種：正三角形截面、倒三角形截面和矩形截面。小車變幅水平臂架大都采用正三角形截面， 本次設(shè)計(jì)的 QTZ500采用正三角形截面。 選用這種方式的優(yōu)點(diǎn) 截 面 形 式 是：節(jié)省鋼材，減輕重量，從而節(jié)約成本。其尺寸截面形式

59、及 截 面 尺 如圖 2-12 所示。臂架截面尺寸與臂架承載能力、臂架構(gòu) 度 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 2-12 臂架截面及其腹桿布置 1- 水平腹桿 2- 側(cè)腹桿 3- 上弦桿 4- 下弦桿 臂架一至五節(jié)： B=1020mm H=800mm 臂架六至九節(jié)： B=1017mm H=800mm 造、塔頂高度及拉桿結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。截面高度主要受最大 起重量和拉桿吊點(diǎn)外懸臂長(zhǎng)度影響

60、最大。截面寬度主要與臂 架全長(zhǎng)有關(guān)。設(shè)計(jì)臂架長(zhǎng)度為 50m，共分九節(jié)。 腹桿體系采 ⑷ 腹桿布置和桿件材料選用 用人字形布 矩形截面臂架的腹桿體系宜采用人字式布置方式，而三 方式 角形截面起重臂的腹桿體系既可采用人字式布置方式，也可 采用順斜置式。此兩種布置方式各有特點(diǎn)。 當(dāng)采用順斜置式式，焊縫長(zhǎng)度較短、質(zhì)量不易保證。焊 接變形不均勻， 節(jié)點(diǎn)剛度較差， 且不便于布置小車變幅機(jī)構(gòu)。 因此本設(shè)計(jì)選用人字式布置方式。其優(yōu)點(diǎn)在于，這種布置方 腹桿布置 式應(yīng)用區(qū)段不受限制，焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，強(qiáng)度易于保證，焊接 和桿件材

61、 變形較均勻，節(jié)點(diǎn)剛度較好，便于布置小車變幅機(jī)構(gòu)。 料選用 臂架桿件材料有多種選擇可能性。一般情況下，上吊點(diǎn) 臂架上弦桿 小車變幅臂架的上弦以選用 16Mn實(shí)心鋼為宜，但造價(jià)要高。 選用20號(hào) 因此本設(shè)計(jì)選用 20 號(hào)無(wú)縫圓鋼管。其特點(diǎn)是：慣性矩、長(zhǎng)細(xì) 無(wú)縫圓鋼管 比要小，抗失穩(wěn)能力高。下弦采用等邊角鋼對(duì)焊的箱型截面 桿件，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，具有良好的抗壓性能。 因此上弦桿選用 89 8，下弦選用的角鋼型號(hào)為： 755，臂間由銷軸連接。 ⑸ 吊點(diǎn)的選擇與構(gòu)造 吊點(diǎn)可分為單吊點(diǎn)和雙吊點(diǎn)。其設(shè)計(jì)原則是：臂架長(zhǎng)度

62、 小于 50m，對(duì)最大起吊量并無(wú)特大要求，一般采用單吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)。若臂架總長(zhǎng)在 50 米以上，或?qū)缰懈浇畲笃鸬趿坑刑卮笠髴?yīng)采用雙吊點(diǎn)，采用單吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，吊點(diǎn)可以設(shè)在上弦或下弦。吊點(diǎn)以左可看作簡(jiǎn)支梁，以右可看作懸臂梁。在設(shè)計(jì)中采用雙吊點(diǎn)。 吊點(diǎn)的選 10. 附著裝置 擇與構(gòu)造 附著裝置由一套附著框架，四套頂桿和三根撐桿組成， 通過(guò)它們將起重機(jī)塔身的中間節(jié)段錨固在建筑物上，以增加塔身的剛度和整體穩(wěn)定性．撐桿的長(zhǎng)度可以調(diào)整，以滿足塔 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 附著裝置

63、 拉桿 上、下支座  身中心線到建筑物的距離限制．通常這個(gè)距離以 3.5 ～5m設(shè)計(jì)。附著裝置如圖 2-13 所示。 QTZ500 塔 2-13 附著裝置 式起重機(jī)采 11. 拉桿 用雙吊點(diǎn)式 Q

64、TZ630塔式起重機(jī)采用雙吊點(diǎn)式拉桿結(jié)構(gòu)，拉桿由焊件 拉桿 結(jié)構(gòu) , 組成，其材料為 16Mn，拉桿節(jié)之間用過(guò)渡節(jié)連接，由受力特 材 料 為 性計(jì)算出其拉桿點(diǎn)作為位置，其中在平衡臂和吊臂上設(shè)有拉 16Mn 板和銷軸用來(lái)連接用。 12. 上、下支座 上支座上部分別與塔頂、起重臂、平衡臂連接，下部用 高強(qiáng)螺栓與回轉(zhuǎn)支承相連接在支承座兩側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)， 它下面的小齒輪準(zhǔn)確地與回轉(zhuǎn)支承外齒圈嚙合，另一面設(shè)有 限位開(kāi)關(guān)。 下支座上部用高強(qiáng)螺栓與回轉(zhuǎn)支承連接、 支承上部結(jié)構(gòu)， 下部四角平面用 4 個(gè)銷軸和 8 個(gè) M30的高強(qiáng)螺栓分別與爬升

65、 架和塔身連接。 工作機(jī)構(gòu) 塔機(jī)工作機(jī)構(gòu)分為 5 種：起升機(jī)構(gòu)；變幅機(jī)構(gòu)；小車牽 引機(jī)構(gòu)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；大車行走機(jī)構(gòu)。 固定式塔機(jī)不設(shè)大車行走機(jī)構(gòu)。 起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)及小車牽引機(jī)構(gòu)在構(gòu)造上極為近似，均 由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器和卷筒等部件組成。 為了提高塔機(jī)生產(chǎn)率，加快吊裝施工進(jìn)度，無(wú)論是起升 .專業(yè) .專注 . 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果 工作機(jī)構(gòu)

66、 起升機(jī)構(gòu)  機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和大車行走機(jī)構(gòu) 均應(yīng)具備較高的工作速度，并要求從靜停到全速運(yùn)行，或從 全速運(yùn)行轉(zhuǎn)入靜停的全過(guò)程 （即啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程），都能平緩 進(jìn)行，避免產(chǎn)生急劇沖動(dòng)，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞影響。對(duì)于 高層建筑施工用的自升塔機(jī)來(lái)說(shuō)，由于起升高度大，起重臂 長(zhǎng)，起重量大，對(duì)工作機(jī)構(gòu)調(diào)速系統(tǒng)有更高的要求。 1. 起升機(jī)構(gòu) 起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)機(jī)械的主要機(jī)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)通常由原動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器、鋼絲繩、滑輪組和吊鉤組成。本次設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)由一合三速電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)型號(hào) YZTD F225 M 1 -4/8/32 N=15/15/3.7 KW,n=1400/700/144 r p m。通過(guò)彈性聯(lián)軸節(jié)與 ZQ500型圓柱 齒輪變速箱驅(qū)動(dòng)起升卷筒，本機(jī)構(gòu)采用液力推桿制動(dòng)器。起 升速度由電控三速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)其“兩快一慢”的動(dòng)作，本機(jī)構(gòu)還備有高度限位裝置，避免起升時(shí)卷筒發(fā)生過(guò)卷現(xiàn)象，通 過(guò)調(diào)整高度限位裝器行