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1、設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 前言 塔式起重 機概述 塔式起重 機發(fā)展情 況 第1章前言 1.1塔式起重機概述 塔式起重機是一種塔身豎立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機械。在 工業(yè)與民用建筑施工中塔式起重機是完成預(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。在咼層建筑施工中其 幅度利用率比其他類型起重機咼。由于塔式起重機能靠近建 筑物，其幅度利用率可達全幅度的 80%普通履帶式、輪胎 式起重機幅度利用率不超過 50%而且隨著建筑物咼度的增 加還會急劇地減小。因此，塔式起重機在高層工業(yè)和民用建 筑施工的使用中一直處于領(lǐng)先地位。應(yīng)用塔式起重機對于加 快施工進度、縮短工期、降低工程造價起著重

2、要的作用。同 時，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)用的不斷擴大，現(xiàn)在的塔式起重機必須具備下列特 占： 八、、? 1. 起升咼度和工作幅度較大，起重力矩大。 2. 工作速度高，具有安裝微動性能及良好的調(diào)速性能。 3. 要求裝拆、運輸方便迅速，以適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地的需 要。 QTZ500型自升式塔式起重機，其吊臂長 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，比較目前國外同規(guī)格同類型的塔機具有更多 的優(yōu)點，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)運和安裝，并能在市狹窄地區(qū)和丘陵地帶建筑施工。 整機結(jié)構(gòu)不算太大，

3、可滿足中小型施工的要求。 本機以基本咼度（獨立式）36米。用戶需咼層附著施工， 只需提出另行訂貨要求，即可增加某些部件實現(xiàn)本機的最大 設(shè)計高度100米，也就是附著高層施工可建高樓 32層以上。 1.2塔式起重機發(fā)展情況 塔式起重機是在二次世界大戰(zhàn)后才真正獲得發(fā)展的。戰(zhàn) 后各國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。歐洲率先成功， 1923年成 功制成第一臺比較完整的塔式起重機， 在我國，塔式起重機的生產(chǎn)與應(yīng)用已有 40多年的歷史，  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 經(jīng)歷了一個從測繪仿制到自行設(shè)計制造的過程。 20世紀50年代，為滿

4、足國家經(jīng)濟建設(shè)的需要，中國引 進了前聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機，并進行仿制。1954 年仿制德國設(shè)計的樣機，在試制成功了中國第一臺 TQ2-6型 塔式起重機。隨后又仿照前聯(lián)樣機，研制了 15t與25t塔式 起重機，這個時期中國生產(chǎn)與使用的塔式起重機的數(shù)量都較 少。 20世紀60年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛 使用了部爬升式和外部附著式塔式起重機，并在工作機構(gòu)中 米用了比較先進的技術(shù)，如直流電機調(diào)速、可控硅調(diào)速、渦 流制動器，在回轉(zhuǎn)和運行機構(gòu)中安裝液力耦合器等。在此時 期，中國開始進入了自行設(shè)計與制造塔式起重機的階段。1961 年，首先在試制成功了紅旗-11型塔式起重機，它也是

5、中國 最早自行設(shè)計的塔式起重機。隨后，中國又自行設(shè)計制造了 TQ-6型等塔式起重機，至1965年全國已有生產(chǎn)廠10余家， 生產(chǎn)塔式起重機360多臺。這些塔式起重機都是下回轉(zhuǎn)動臂 式，可整體托運，能滿足六層以下民用建筑施工的需要。 20世紀七十年代，塔式起重機服務(wù)對象更為廣泛。塔式 起重機的幅度、起重量和起升高度均有了顯著提高。為了滿 足市場各方面的要求，塔式起重機又向一機多用方向發(fā)展。 中國塔式起重機進入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。 1972 年中國第一臺下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機問世；同 年為了飯店施工，中國又自行設(shè)計制造了 QT-10型自升式塔 式起重機，該機的起重力矩為 1

6、600kN - m。這一時期還先后 開發(fā)了 ZT1O0 ZT120 ZT280等小車變幅自升式塔式起重機、 QT-20小車變幅爬式塔式起重機， QTL16 TQ40 TQ45 TD25 QTG40 QTG6C下回轉(zhuǎn)動臂自行架設(shè)快裝塔式起重機等，其年 產(chǎn)量最咼超過900臺，標志著中國塔式起重機行業(yè)進入了一 個新的階段。 20世紀80年代，中國塔式起重機相繼出現(xiàn)了不少新產(chǎn) 品，主要有 QTZ100 QTZ120等自升式塔式起重機， QT60 QTK60 QT25HK等下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機等。這些產(chǎn)品在性 能方面已接近國外70年代水平，這一時期的最高年產(chǎn)量達  設(shè)計項目 計算與說明

7、 結(jié)果 塔式起重 機的發(fā)展 趨勢 1400臺。與此同時，隨著改革開放和國際技術(shù)交流的增多， 為滿足建筑施工的需要，也從國外引進了一些塔式起重機， 其中有聯(lián)邦德國的Liebherr、法國的Potain以及意大利的 Edilmac等公司的產(chǎn)品。由于這些塔式起重機制造質(zhì)量較好， 技術(shù)性能比較先進，極促進了中國塔式起重機產(chǎn)品的設(shè)計與 制造技術(shù)的進步。20世紀90年代以后，中國塔式起重機行 業(yè)隨著全國圍建筑任務(wù)的增加而進入了一個新的興盛時期， 年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國外。全國塔式起 重機的總擁有量也從20世紀50年代的幾十臺截至2000年約 為6萬臺。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用圍和塔式

8、起重機總 量等角度來衡量，中國均堪稱塔式起重機大國。 1.3塔式起重機的發(fā)展趨勢 根據(jù)國外一些技術(shù)資料的介紹，塔式起重機的發(fā)展趨勢 具體歸納為以下幾個方面。 1、吊臂長度加長 在20世紀60年代初，吊臂長度超過40m的較少，70年代吊 臂長度已能做到70m快速拆裝下回轉(zhuǎn)塔式起重機的吊臂長 度可達到35m自升式塔式起重機吊臂是可以接長的，標準 臂長一般為30?40m可以接長到50?60m重型塔式起重機 吊臂則更長。隨著塔式起重機設(shè)計水平的提高，可以解決由 臂長加大帶來的一些技術(shù)問題，而低合金高強度鋼材及鋁合 金的廣泛采用也為加長吊臂提供了非常有利的條件。 2、工作速度提高，且能調(diào)速

9、由于調(diào)速技術(shù)的進步，混輪組倍率的可變、雙速、三速 電動機及直流電動機調(diào)速的應(yīng)用，使塔式起重機工作速度在 逐漸提高。20世紀50年代生產(chǎn)的塔式起重機工作速度較低， 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 近幾年來塔式起重機工作速度已有提高。起升機構(gòu)普遍做到 具有3?4種工作速度，重物起升速度超過 100m/min者已經(jīng) 很多，構(gòu)件安裝就位速度可在0 10m/min圍進仃選擇，回轉(zhuǎn) 速度一般可在0?1r/min之間進行調(diào)節(jié)，小車牽引和塔式起 重機行走大多也有2?3種工作速度，小車牽引速度最快可達

10、  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 總體設(shè)計 概述 60m/mi n。 3、 改善操縱條件 隨著塔式起重機向大型、大咼度方向發(fā)展，操作人貝的 能見度越來越差。因此需要在吊臂端部或小車上安裝電視攝 像機，在操作室利用電視進行操作。有的還采用了雙頻道的 無線電遙控系統(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進行吊裝。 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，簡化設(shè)計制造、使用與管理， 提高塔式起重機使用的經(jīng)濟效益，國外塔式起重機專業(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、臂架標準 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

11、 學(xué)性能，減輕塔式起重機自重，而且可明顯減少使用單位塔 架、臂架的儲備量，為降低成本、簡化管理創(chuàng)造了條件。 第2章總體設(shè)計 2.1概述 塔式起重機是工業(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高。塔式起重機的起升 高度、工作幅度和起重力矩都很大，這就要對其受力、穩(wěn)定 性等進行考慮與計算。塔機的主要性能參數(shù)包括：起重量、 起升高度、幅度、各機構(gòu)工作速度、重量指標和起重力矩等。 這些參數(shù)表明了起重機的工作性能和技術(shù)經(jīng)濟指標，它是設(shè) 計塔式起重機的技術(shù)依據(jù)，也是生產(chǎn)中選擇塔式起重機技術(shù) 性能的依據(jù)。 總體設(shè)計是機

12、械設(shè)計整個過程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。它 是使設(shè)計產(chǎn)品滿足技術(shù)參數(shù)及形式的總構(gòu)想，決定了機械設(shè) 計的成敗。在總體設(shè)計前，應(yīng)先進行深入細致的調(diào)查研究， 收集國外同類機型的相關(guān)資料，了解國外塔機的使用情況， 并進行分析比較，然后制定總的設(shè)計方案。設(shè)計原則應(yīng)當在 保證所設(shè)計的機型達到國家有關(guān)標準的同時， 力求結(jié)構(gòu)合理， 技術(shù)先進，積極性好，工藝簡單，工作可靠。 2.2總體設(shè)計方案的確定 總體設(shè)計 方案的確 疋 QTZ50C型塔式起重機是上回轉(zhuǎn)、水平臂架、液壓自升式 的結(jié)構(gòu)形式，由金屬結(jié)構(gòu)、工作機構(gòu)和驅(qū)動控制系統(tǒng)三部分 組成。在進行總體設(shè)計時，要綜合考慮塔機的強度、剛度、 穩(wěn)定性、各種工況

13、下的外載荷以及塔機的經(jīng)濟性，從而選出 合理的設(shè)計方案。 2.2.1 金屬結(jié)構(gòu) 金屬結(jié)構(gòu) 塔式起重機金屬結(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。對于特殊的塔 式起重機，由于構(gòu)造上的差異，個別部件也會有所增減。 金屬結(jié)構(gòu)是塔式起重機的骨架，承受塔機的自重載荷及 工作時的各種外載荷，是塔式起重機的重要組成部分，其重 量通常約占整機重量的一半以上，因此金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與 否對減輕起重機自重，提高起重性能，節(jié)約鋼材以及提高起 重機的可靠性等都有重要意義。 1. 基礎(chǔ) 安裝基礎(chǔ) 高層建筑施工用的附著式塔式起重機都采用小車變幅的 水平臂架，幅度大部分在五十米

14、以上，無須移動作業(yè)即可覆 蓋整個施工圍，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。對于有底架的固 定自升式塔式起重機，可視工程地質(zhì)條件，周圍環(huán)境以及施 工現(xiàn)場情況選用X形整體基礎(chǔ)，四個條塊分隔式基礎(chǔ)或者四 個獨立塊體式基礎(chǔ)。對于無底架的自升式塔式起重機則采用 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 X形 底架相似。塔式起重機的X形底架通過預(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，如 圖2-1所示。 2-1 X形整體基礎(chǔ) 長條形基礎(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

15、礎(chǔ)，分別支承 底架的四個支座和由底架支座傳來的上部荷載。如果塔機安 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)由四個獨立的鋼筋混凝土塊體組成，分別承 受由底架結(jié)構(gòu)傳來的整機自重及載荷。鋼筋混凝土塊體構(gòu)造 尺寸視塔機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，故可作為中心負荷獨立柱基礎(chǔ)處理。其優(yōu)點 是：構(gòu)造比較簡單，混凝土及鋼筋用量都比較少，造價便宜, 如圖2-3所示。 2-2 長條形基礎(chǔ) 獨立式整體鋼筋混凝土基礎(chǔ)適用于無底架固定式自升式塔式 起重機。其構(gòu)造特點是：塔機的塔身結(jié)構(gòu)通過塔身基礎(chǔ)節(jié)、預(yù)

16、埋塔身框架或預(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，因而能確保塔機在最不利工況下均可安全工作, 不會產(chǎn)生傾翻事故，如圖2-4所示。 Z S 2 S Z Z S 2 S 2 2-3 分塊式基礎(chǔ) 2-4獨立整體基礎(chǔ) 1-預(yù)埋塔身標準節(jié)2-鋼筋3-架設(shè)箍筋 固定式塔式起重機，可靠的地基基礎(chǔ)是保證塔機安全使 用的必備條件。該基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)情況，嚴格按照規(guī)定 制作。除在堅硬巖石地段可采用

17、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)。對基礎(chǔ)的基本要求 有：基礎(chǔ)的土質(zhì)應(yīng)堅固牢實，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39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， 對準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，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)水平度時用楔形調(diào)整塊及薄鐵

18、板等。 C—C B —g 7 底架結(jié)構(gòu) 圖2-5塔機設(shè)計基礎(chǔ) 塔身結(jié)構(gòu) 底架 4602X 4602 咼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，運輸時拆除支腿， 以減小運輸尺寸。底架上有20個預(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)今國外生產(chǎn)的塔機均采用方形斷 面塔身結(jié)構(gòu)。按塔身結(jié)構(gòu)主弦桿材料的不同，這類方形

19、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 無縫鋼管焊接格桁結(jié)構(gòu)塔身。 常用的斷面尺寸有：1.2mX 1.2m, 1.3mX 1.3m, 1.4mX 1.4m，1.5mX 1.5m，1.6mX 1.6m, 1.7mX 1.7m，1.8mX 1.8m， 2.0mX2.0m。。根據(jù)承載能力的不同，同一種截面尺寸，其主 塔身標準 節(jié) 弦桿又有兩種不同截面之分。主弦桿截面加大的標準節(jié)用于 下部塔身，主弦桿截面較小的標準節(jié)則用于上部塔身。 ⑴塔身標準節(jié) 塔身標準節(jié)的長度有 2.5m, 3m，3.33m，4.5m，5m，6

20、m， 10m等多種規(guī)格，常用的尺寸是 2.5m和3m QTZ500 標 準節(jié)選用 1.6mx 1.6m 高 2.5m 本次設(shè)計采用無縫鋼管焊接格桁結(jié)構(gòu)塔身，其中塔身截 面尺寸采用1.6mX 1.6m，標準節(jié)的長度為2.5m。如圖2-6所 示： 腹桿采用 20號無縫 鋼管 三角形布置 塔身結(jié)構(gòu) 設(shè)計要領(lǐng) M30的 40Cr 螺栓聯(lián)結(jié) 圖2-6塔身標準節(jié)示意圖 塔身標準節(jié)用無縫鋼管焊接而成，節(jié)高 2500。在標準節(jié) 下部管口處車有定位止口，而另一端則焊有定位凸臺，靠相 應(yīng)的接合面定位。上下端各用8個M30的40Cr螺栓聯(lián)結(jié)。各 標準節(jié)均設(shè)有供

21、人上下的爬梯，每三個標準節(jié)設(shè)置一個休息 臺。 塔身標準節(jié)的聯(lián)接方式有：蓋板螺栓聯(lián)接，套柱螺栓聯(lián) 接,承插銷軸聯(lián)接和瓦套法蘭聯(lián)接。本次設(shè)計的QTZ500塔機 采用套柱螺栓聯(lián)接，其特點是：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 標準節(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)計要領(lǐng) 1）多層建筑施工用快速安裝塔機可根據(jù)起升高度和運輸 條件分別采用整體式塔身、伸縮式塔身或折疊式塔身。 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 輕、中型自升塔機和爬式塔機宜米用整體式塔身標準節(jié)。 附著式自升式塔機和起升咼度大的軌道式以及獨立式自升

22、塔 機且米用拼裝式塔身標準節(jié)。 拼裝式塔機塔身標準節(jié)的加工精度要求比較高，制作難 度較大，零件多和拼裝麻煩。但拼裝式塔身標準節(jié)的優(yōu)越性 更不谷忽視：一是堆放儲存占地小，一是裝卸谷易，二是運 輸費用便宜，特別是長途陸運和運洋海運，由于利用集裝箱 裝運，其抗銹蝕和節(jié)約運費的效果極為顯著。 QTZ50C型塔式起重機為中型自升塔機，綜合以上特點， 其塔身結(jié)構(gòu)選用整體式塔身標準節(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)展組合制式塔機的需要，對于達到 40m起升高度的塔機 塔身宜米用兩種不同規(guī)格的塔身標準節(jié)，而起升高度達到60m 的塔機塔身宜采用3種不同規(guī)格的塔身標準節(jié)。除伸縮式

23、塔 身結(jié)構(gòu)和中央頂升式自升塔機的塔外，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、無縫鋼 管式實心圓鋼，取決于塔身的起重能力、供貨條件、經(jīng)濟效 益以及開發(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，以便司機及機工可以上下。在 設(shè)計塔身標準節(jié)，特別是在設(shè)計拼裝式塔身標準節(jié)時，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梯級間距應(yīng)上下相等，并應(yīng) 不大于300mm當爬梯咼度大于5m時，應(yīng)從咼2m處開始裝 設(shè)直徑為650-800mm的安全護圈，相鄰兩護圈間距為 500mm

24、 安全護圈之間用3根均布的豎向系條相聯(lián)。安全護圈應(yīng)能承 受來自任何方向的10kN的沖擊力而不折斷。當爬梯高度超過 10m時，爬梯應(yīng)分段轉(zhuǎn)接，在轉(zhuǎn)接處加一休息平臺。 休息平臺應(yīng)能承受相當于3000N的移動集中載荷。休息 平臺鋪板可用防滑花紋鋼板或穿孔板、拉網(wǎng)板制成。休息平 臺必須設(shè)置牢固的護欄，護欄立柱高度應(yīng)不小于 1000mm立 柱間距不宜過大，立柱間應(yīng)設(shè)置水平欄桿，第一道水平欄桿 塔身結(jié)構(gòu)選 用整體式塔 身標準節(jié)  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 塔身接高 問題 套架與液 壓頂升機 構(gòu) 爬升架 頂升機構(gòu) 套架 距離鋪板咼度宜為450mm立柱底部應(yīng)設(shè)有咼度不小于 70mm

25、 的擋腳板。護欄任何一處應(yīng)能承受 1kN來自任何方向的載荷 而不破壞。 ⑶塔身接咼冋題 在遇到塔身需要接高問題時，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)工程對象需要，增 加塔身標準節(jié)，使低塔機變?yōu)楦咚C。 2） 根據(jù)施工需要，增加塔身標準節(jié)，使塔身高度略超越 固定式塔機的規(guī)定最大自由咼度。 在進行具體接高操作之前，還應(yīng)制定相關(guān)的安全操作規(guī) 程，以保證拆裝作業(yè)的安全順利進行。 4.套架與液壓頂升機構(gòu) ⑴爬升架 爬升架主要由套架，平臺，液壓頂升裝置及標準節(jié)引進 裝置等組成。套架是套在塔身標準節(jié)外部。套架用無縫鋼管 焊接而成，節(jié)咼4.94米，截面尺寸2.0

26、 X 2.0米。外側(cè)設(shè)有 平臺和套架爬升導(dǎo)向裝置一爬升滾輪。在套架側(cè)的下方， 還設(shè)有支承套架的支塊，當套架上升到規(guī)定位置時，需將此 支塊連同套架支托于塔身標準節(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，爬升架側(cè) 沿塔身主弦桿安裝8個滾輪，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，爬升架下部有兩個杠桿原理操縱的擺動爪，在 液壓缸回收活塞以及引進標準節(jié)等過程中作為爬升架承托上 部結(jié)構(gòu)重量之用。 ⑵頂升機構(gòu) 頂升機構(gòu)主要由頂升套架、頂升作業(yè)平臺和液壓頂升裝 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)自升塔機要有頂升

27、套架。整體標準節(jié)用外套架。 外套架就是套架本體套在塔身的外部。套架本身就是一個空 間桁架結(jié)構(gòu)。套架用無縫鋼管焊接而成，節(jié)高 4940,截面尺  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 液壓頂升 寸2000X 2000,外側(cè)設(shè)有平臺和套架爬升導(dǎo)向裝置一爬升滾 輪。在套架側(cè)的下方，還設(shè)有支承套架的支塊，當套架上升 到規(guī)定位置時，需將此支塊連同套架支托于塔身標準節(jié)的踏 塊上。套架由框架，平臺，欄桿，支承踏步塊等組成。安裝 套架時，大窗口應(yīng)與標準節(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 有焊腹桿，而是引入門框，因此其弦必須作特殊的加強，以 防止側(cè)向局部

28、失穩(wěn)。門框裝有兩根引入導(dǎo)軌，以便與標準節(jié) 的引入。 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 式。上頂升加節(jié)接咼的工乙是由上向下插入標準節(jié)，多用于 俯仰變幅的動臂自升式塔是起重機。下頂升加節(jié)接高的優(yōu)點： 人員在下部操作，安全方便。缺點是：頂升重量大，頂升時 錨固裝置必須松開。中頂升加節(jié)接高的工藝是由塔身一側(cè)引 入標準節(jié)，可適用于不同形式的臂架，爬，外附均可，而且 頂升時無需松開錨固裝置，應(yīng)用面比較廣。 本次設(shè)計的QTZ500塔式起重機米用上頂升加節(jié)接高。 2） 按頂升機構(gòu)的傳動方式不同，可分為繩輪頂升機構(gòu)、

29、輪頂升機構(gòu)、條頂升機構(gòu)、絲杠頂升機構(gòu)和液壓頂升機構(gòu)等 五種。繩輪頂升機構(gòu)的特點是構(gòu)造簡單，但不平穩(wěn)。鏈輪頂 升機構(gòu)與繩輪頂升機構(gòu)相類似，采用較少。齒條頂升機構(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，塔架隨之爬升或下降。絲杠爬升機構(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 絲杠正、反轉(zhuǎn)，完成頂升過程。 本次設(shè)計的QTZ500塔式起重機米用液壓頂升機構(gòu)。液壓 頂升機構(gòu)由電動機驅(qū)動齒輪油泵，液壓油經(jīng)手動換向閥、平 衡閥進入液壓缸，使液壓缸伸縮，實現(xiàn)塔機上部的爬升和拆 卸。其主要優(yōu)點是構(gòu)造簡單、工作可靠、平穩(wěn)、安全、操作 方便、爬升速度快。本機構(gòu)另

30、有一套手動操作的爬升吊裝裝 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 本次設(shè)計米 用液壓頂升 本次設(shè)計的 QTZ500 塔 式起重機米 用的為上頂 升 1-電動機 5-溢流閥 2-7 液壓頂升系統(tǒng) 2- 聯(lián)軸器 3- 齒輪泵4-濾油器 6- 壓力表開關(guān)7-壓力表8-手動換向閥 9-油缸 10- 平衡閥 本次設(shè)計米 用側(cè)頂升 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。液

31、壓缸上端固定在橫梁 鉸點處。頂升時，活塞桿外身，通過下橫梁支在下部塔身的 托座或相應(yīng)的腹桿節(jié)點上。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，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，通過頂 升橫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 回轉(zhuǎn)支承 裝置 套架橫梁上，故能隨著液壓缸活塞桿的漸漸外伸而將塔機上 部頂起來。側(cè)頂式的主要優(yōu)點是：塔身標準節(jié)長度可適當加 大，液壓缸行程

32、可以相應(yīng)縮短，加工制造比較方便，成本亦 低廉一些。本次設(shè)計的 QTZ500塔式起重機采用側(cè)頂式。 5.回轉(zhuǎn)支承裝置 柱式回轉(zhuǎn) 回轉(zhuǎn)支承簡稱轉(zhuǎn)盤，是塔式起重機的重要部件，由齒圈、 座圈、滾動體、隔離快、連接螺栓及密封條等組成。按滾動 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 支承 一類是滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 ⑴柱式回轉(zhuǎn)支承 滾動軸承 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)簡單，制造方便，起重回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動慣量小， 自重和驅(qū)動功率小，能使起重機重心降低。轉(zhuǎn)柱式結(jié)構(gòu)簡單, 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 機。 ⑵滾

33、動軸承式回轉(zhuǎn)支承 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置按滾動體形狀和排列方式可分 為：單排四點角接觸球式回轉(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。滾動軸承式 回轉(zhuǎn)支承裝置結(jié)構(gòu)緊湊，可同時承受垂直力、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，對固定軸承座圈的機架要求有足夠的剛度。滾動軸承 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)計選用球式回轉(zhuǎn)支承，其優(yōu)點是：剛性好，變形比較 小，對承座結(jié)構(gòu)要求較低。鋼球為純滾動，摩擦阻力小，功 率損失小。 根據(jù)構(gòu)造不同和滾動體使用數(shù)量的多

34、少，回轉(zhuǎn)支承又分 為單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承、雙排球式回轉(zhuǎn)支承、單排交 叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承和三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承。 設(shè)計采用單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承，它是由一個座圈 和齒圈組成，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，鋼球與圓弧滾道四點接觸， 能同時承受軸向力、徑向力和傾翻力矩?；剞D(zhuǎn)支承及回轉(zhuǎn)支 承裝置簡圖如圖2-8所示。 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 平衡臂 1 2-8回轉(zhuǎn)支承及回轉(zhuǎn)支承裝置簡圖 1-電動機2-液力耦合器3-制動器4-減速器5-小齒輪 6-驅(qū)動小齒輪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

35、轉(zhuǎn)塔機均需配設(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中，平衡臂也是延 伸了的轉(zhuǎn)臺，除平衡重外，還常在其尾端裝設(shè)起升機構(gòu)。起 升機構(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)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)有防護欄桿。這種平衡臂的特點是結(jié)構(gòu)簡單， 加工容易。 （2） 三角形斷面桁架式平衡臂

36、，又分正三角形斷面和倒 二角形斷面兩種形式。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，適用于長度較大的平衡臂。從實用上來 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。 （3） 矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂，其特點主要是根部與座 在轉(zhuǎn)臺上的回轉(zhuǎn)塔架聯(lián)結(jié)成一體，適用于小車變幅水平臂架 特長的超重型自升式塔機。 根平衡臂結(jié)構(gòu)形式的選用原則為：自重比較輕；加工制 造間單，造型美觀與起重臂匹配得體。臂長不超過 50m，起 重力矩不超過1600kN -m的自升式塔機，均以米用平面框架 式平衡臂較為適宜。重型和超重型自升塔機，則可采用倒三 QTZ500 采 用平面框架 式平衡臂

37、 角形或矩形斷面格桁結(jié)構(gòu)平衡臂。 因此，本設(shè)計平衡臂采用平面框架式平衡臂。 平衡臂長度與起重臂長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)塔機的平衡臂分為前后兩節(jié)， 節(jié)間用銷軸連接，其根部用銷軸與回轉(zhuǎn)塔身相連，尾部通過 平衡拉桿與塔頂相連接。平衡重擱置在尾部，起重機構(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， 輕型塔機一般至少要用3?4t，重型自升式塔機要裝有近30t 平衡重。因此在設(shè)計平衡重過程中，應(yīng)對平衡重的選材、構(gòu) 造以及安裝進行認真考慮并作妥善安排。 平衡重一般可分為

38、固定式和活動式兩種?；顒悠胶庵刂?要用于自升式塔機，其特點是可以移動，易于使塔身上部作 用力矩處于平衡狀態(tài)，便于進行頂升接高作業(yè)。但是，構(gòu)造 復(fù)雜，機加工量大，造價較高。故國大部分塔機均采用固定 式平衡重。 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 重的主要缺點是體積大，迎風(fēng)面積大，對塔身結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性 均有不利影響。但是構(gòu)造簡單，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)計的塔式起重機采用鋼筋混凝土式平衡重。 平衡臂如圖2-9所示。 塔頂

39、 2-9平衡臂 7. 塔頂 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 自升塔機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的上部載荷，通 過回轉(zhuǎn)塔架轉(zhuǎn)臺，軸承座等的結(jié)構(gòu)部件或直接通過轉(zhuǎn)臺傳遞 給塔身結(jié)構(gòu)。 自升塔機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。截錐柱式塔尖實質(zhì)上是一個轉(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心圓鋼，厚壁無縫鋼管或不等 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特點 是構(gòu)造簡單自重輕，加工谷易，存

40、放方便，拆卸運輸便利。 按照一些傳統(tǒng)的做法，塔頂通過回轉(zhuǎn)塔架與轉(zhuǎn)臺聯(lián)成一 體，司機室設(shè)于回轉(zhuǎn)塔架。這種做法的不利之點是，司機室 受回轉(zhuǎn)塔架構(gòu)造的限制，不易解決好司機視野問題，以及防 漏及聯(lián)結(jié)處理等問題。同時，回轉(zhuǎn)塔架主弦桿需要特別加強， 需專用焊狀胎具，增大造價。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 頂結(jié)構(gòu)直接坐在轉(zhuǎn)臺上，改用設(shè)于塔頂一側(cè)的懸掛式司機室 以代替裝設(shè)在回轉(zhuǎn)塔架的嵌入式司機室的做法受到了歡迎， 并得到日益推廣。 塔頂咼度與起重臂架承載能力有密切關(guān)系，一般取為臂 架長度的1/7-1/10，長臂架應(yīng)配用較高的塔尖。但是塔尖高 度超過

41、一定極限時，弦桿應(yīng)力下降效果便不顯著，過分加高 塔尖高度不僅導(dǎo)致塔尖自重加大，而且會增加安裝困難需要 換用起重能力更大的輔助吊機。因此，設(shè)計時，應(yīng)權(quán)衡各方 面的條件選擇適當?shù)乃敻叨取? 本次設(shè)計采用前傾截錐柱式塔頂，塔帽用無縫鋼管焊成， 下部有造作平臺，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。頂部還設(shè)有安全燈和 避雷針，避雷針接地的要求必須按下面圖示操作，此接地保 護材料，安裝和維護服務(wù)等均不由廠家提供。如圖2-10所示。 QTZ500 塔 機采用前傾 截錐柱式 塔頂斷面尺 寸為1.36m x 1.36m,塔 頂 咼 5.945m  設(shè)計項目

42、 計算與說明 結(jié)果 司機室 I 圖2-10 塔頂結(jié)構(gòu)圖 8.司機室 司機室的使用要求：塔式司機室應(yīng)能為司機提供一個較 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 風(fēng)及隔聲構(gòu)造，保證滿足勞動衛(wèi)生要求。司機操作處的噪聲 不超過70dB。司機室安置在上接架側(cè)邊，有電器操縱控制臺， 司機駕駛座椅，電壓表，空氣開關(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，司機室必須配備電熱采暖裝置， 司機室小區(qū)氣候應(yīng)力爭做到：溫度 20-24度，相對濕度 40%-60%空氣流動速度不大于 0.1m/s。司機室必須保證有 開闊的視野，便于掌握吊裝現(xiàn)場實際情況。

43、司機室照明（距 離地板1200mn處）應(yīng)不低于50Lx，以利于液壓吊裝施工。 上回轉(zhuǎn)自升塔機的司機室有 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)臺之上塔架結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)今天采用的大多是懸掛式司機室而且多設(shè)于轉(zhuǎn)臺以上 臂根一側(cè)。采用這種布設(shè)方式的司機室優(yōu)異之處在于轉(zhuǎn)臺的  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 起重臂 構(gòu)造型式 分節(jié)問題 加工制作可另行安排并實現(xiàn)專業(yè)化，不受主體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安排 的影響，功效咼，成本低；在塔機轉(zhuǎn)場運輸中司機室可單獨 裝車運輸不受鋼結(jié)構(gòu)搬運作業(yè)的影響，方便、經(jīng)濟，并且不 易損壞，在一

44、些性能指標上懸掛式司機室同與塔身結(jié)構(gòu)緊密 接觸的其他形式司機室相比能較好地滿足使用要求。司機室 設(shè)于回轉(zhuǎn)塔架部的不利之處：司機室受塔架結(jié)構(gòu)構(gòu)造的限制， 不易解決好司機視野的問題，以及防漏及連接處理等問題。 同時回轉(zhuǎn)塔架主弦桿需要特別加強，增大造價。 9.起重臂 ⑴構(gòu)造型式 塔式起重機的起重臂簡稱臂架或吊臂，按構(gòu)造型式可分 為：小車變幅水平臂架；俯仰變幅臂架，簡稱動臂；伸縮式 小車變幅臂架；折曲式臂架。 小車變幅水平臂架，簡稱小車臂架，是一種承受壓彎作 用的水平臂架，是各式塔機廣泛采用的一種起重臂。其優(yōu)點 是：吊臂可借助變幅小車沿臂架全長進行水平位移，并能平 穩(wěn)準確地進行安裝就位。因此此

45、次設(shè)計采用小車變幅水平臂 架。 小車臂架可概分為三種不同型式：單吊點小車臂架，雙 吊點小車臂架和起重機與平衡臂架連成一體的錘頭式小車臂 架。單吊點小車變幅臂架是靜定結(jié)構(gòu)，而雙吊點小車變幅臂 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 吊點式構(gòu)造；雙吊點小車變幅臂架結(jié)構(gòu)一般幅度都大于 50m。 雙吊點小車變幅臂架結(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，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行軌道。 ⑵分節(jié)問題 臂架型式的選定及構(gòu)

46、造細部處理取決于塔機作業(yè)特點， 使用圍以及承載能力等因素，設(shè)計時，應(yīng)通盤考慮作出最佳 選擇，首先要解決好分節(jié)問題。 小車臂架常用的標準節(jié)間長度有 6、7、8 10、12m五 種。為便于組合成若干不同長度的臂架，除標準節(jié)間外，一 般都配設(shè)1~2個3~5m長的延接節(jié)，一個根部節(jié)，一個首部 節(jié)和端頭節(jié)。端頭節(jié)構(gòu)造應(yīng)當簡單輕巧，配有小車牽引繩換 向滑輪、起升繩端頭固定裝置。此端頭節(jié)長度不計入臂架總 長，但可與任一標準節(jié)間配裝，形成一個完整的起重臂。本 次設(shè)計選用標準節(jié)長度為6m，另加上3m長的延接節(jié)。其示 意圖見圖2-11。 選用7個6m 標準節(jié)間，1 個6m和1 個2m的延 接節(jié)

47、 圖2-11臂架分節(jié) ⑶截面形式及截面尺度 截面形式 及截面尺 度 塔機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)計的QTZ500采用正三角形截面。選用這種方式的優(yōu) 點是：節(jié)省鋼材，減輕重量，從而節(jié)約成本。其尺寸截面形 式如圖2-12所示。臂架截面尺寸與臂架承載能力、臂架構(gòu) 4 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 腹桿布置 和桿件材 料選用 吊點的選 擇與構(gòu)造 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

48、九節(jié)： B-1017mm H-800mm 造、塔頂咼度及拉桿結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。截面咼度主要受最大 起重量和拉桿吊點外懸臂長度影響最大。截面寬度主要與臂 架全長有關(guān)。設(shè)計臂架長度為50m,共分九節(jié)。 ⑷腹桿布置和桿件材料選用 矩形截面臂架的腹桿體系宜采用人字式布置方式，而三 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。 當采用順斜置式式，焊縫長度較短、質(zhì)量不易保證。焊 接變形不均勻，節(jié)點剛度較差，且不便于布置小車變幅機構(gòu)。 因此本設(shè)計選用人字式布置方式。其優(yōu)點在于，這種布置方 式應(yīng)用區(qū)段不受限制，焊縫長度較長，強度易于保證，焊接 變形較均勻，

49、節(jié)點剛度較好，便于布置小車變幅機構(gòu)。 臂架桿件材料有多種選擇可能性。一般情況下，上吊點 小車變幅臂架的上弦以選用16Mn實心鋼為宜，但造價要高。 因此本設(shè)計選用20號無縫圓鋼管。其特點是：慣性矩、長細 比要小，抗失穩(wěn)能力高。下弦采用等邊角鋼對焊的箱型截面 桿件，經(jīng)濟實用，具有良好的抗壓性能。因此上弦桿選用 89 X 8,下弦選用的角鋼型號為： 75X 5,臂間由銷軸連接。 ⑸吊點的選擇與構(gòu)造 吊點可分為單吊點和雙吊點。其設(shè)計原則是：臂架長度 小于50m對最大起吊量并無特大要求，一般采用單吊點結(jié) 構(gòu)。若臂架總長在50米以上，或?qū)缰懈浇畲笃鸬趿坑刑?大要求應(yīng)采用雙吊點，采用單吊點結(jié)構(gòu)時

50、，吊點可以設(shè)在上 弦或下弦。吊點以左可看作簡支梁，以右可看作懸臂梁。在 設(shè)計中采用雙吊點。 10.附著裝置 附著裝置由一套附著框架，四套頂桿和三根撐桿組成， 通過它們將起重機塔身的中間節(jié)段錨固在建筑物上，以增加 塔身的剛度和整體穩(wěn)定性?撐桿的長度可以調(diào)整，以滿足塔 腹桿體系采 用人字形布 方式 臂架上弦桿 選用20號 無縫圓鋼管 身中心線到建筑物的距離限制?通常這個距離以 3.5?5m設(shè) 附著裝置 2-13 附著裝置 計。附著裝置如圖2-13所示。 QTZ500 塔 式起重機米 用雙吊點式 拉桿結(jié)構(gòu), 材料為 16Mn 11. 拉桿 QTZ63C塔式起重機

51、采用雙吊點式拉桿結(jié)構(gòu)，拉桿由焊件 組成，其材料為16Mn拉桿節(jié)之間用過渡節(jié)連接，由受力特 性計算出其拉桿點作為位置，其中在平衡臂和吊臂上設(shè)有拉 板和銷軸用來連接用。 12. 上、下支座 拉桿 上支座上部分別與塔頂、起重臂、平衡臂連接，下部用 高強螺栓與回轉(zhuǎn)支承相連接在支承座兩側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)， 它下面的小齒輪準確地與回轉(zhuǎn)支承外齒圈嚙合，另一面設(shè)有 限位開關(guān)。 上、下支座 下支座上部用高強螺栓與回轉(zhuǎn)支承連接、支承上部結(jié)構(gòu), 下部四角平面用4個銷軸和8個M30的高強螺栓分別與爬升 架和塔身連接。 工作機構(gòu) 塔機工作機構(gòu)分為5種：起升機構(gòu)；變幅機構(gòu)；小車牽 引機構(gòu)；回轉(zhuǎn)機構(gòu)；大車行走機

52、構(gòu)。 固定式塔機不設(shè)大車行走機構(gòu)。 起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)及小車牽引機構(gòu)在構(gòu)造上極為近似，均 由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速器和卷筒等部件組成。 為了提高塔機生產(chǎn)率，加快吊裝施工進度，無論是起升 工作機構(gòu) 機構(gòu)、變幅機構(gòu)、小車牽引機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和大車行走機構(gòu) 均應(yīng)具備較高的工作速度，并要求從靜停到全速運行，或從 全速運行轉(zhuǎn)入靜停的全過程（即啟動和制動過程），都能平緩 進行，避免產(chǎn)生急劇沖動，對金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞影響。對于 高層建筑施工用的自升塔機來說，由于起升高度大，起重臂 長，起重量大，對工作機構(gòu)調(diào)速系統(tǒng)有更高的要求。 1.起升機構(gòu) 起升機構(gòu)是起重機機械的主要機構(gòu)，用以實現(xiàn)重物的升

53、降運 動。起升機構(gòu)通常由原動機、減速器、卷筒、制動器、鋼絲 繩、滑輪組和吊鉤組成。本次設(shè)計的起升機構(gòu)由一合三速電 動機驅(qū)動，電動機型號 ％td F225M,-4/8/32 N=15/15/3.7 起升機構(gòu) KW,n=1400/700/144 r p m通過彈性聯(lián)軸節(jié)與ZQ500型圓柱 齒輪變速箱驅(qū)動起升卷筒，本機構(gòu)采用液力推桿制動器。起 升速度由電控三速電動機實現(xiàn)其“兩快一慢”的動作，本機 構(gòu)還備有高度限位裝置，避免起升時卷筒發(fā)生過卷現(xiàn)象，通 過調(diào)整高度限位裝器行程開關(guān)的碰塊的位置，以實現(xiàn)吊鉤在 最大高度時，起升機構(gòu)斷電，保護高度限位的安全。高度限 位器只是一種安全裝置，不允許用來作工作裝

54、置使用。其簡 圖如圖2-14所示。 II——3 a 2-14起升機構(gòu)簡圖 1-三速電機 2- 聯(lián)軸器 3- 液力推桿制動器 4-ZQ500圓柱齒輪減速器 5-卷筒 6- 高度限位器 ⑴起升機構(gòu)的傳動方式 機械傳動：其動力是由發(fā)動機經(jīng)機械傳動裝置傳至起升 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 起升機構(gòu) 機構(gòu)起升卷同，同時也傳至其匕工作機構(gòu)，由于集中驅(qū)動， 為保證各機構(gòu)獨立運動，整機的傳動比較復(fù)雜。起升機構(gòu)的 調(diào)速困難、操作麻煩、但工作可靠。 電力傳動：由直流或交流電動機通過減速器帶動起升卷 筒。直流電動機傳動的機械特性適合起升機構(gòu)工

55、作要求，調(diào) 速性能好，但直流電的獲得較為困難。交流電機傳動由于能 直接自電網(wǎng)取得電流，結(jié)構(gòu)簡單、機組重量輕。 的傳動方 液壓傳動：有高速液壓馬達傳動和低速大扭矩液壓馬達 式 傳動。前者重量輕、體積小、容積效率咼。后者傳動零件少， QTZ500 采 起、制動性能好，但容積效率較低，易影響機構(gòu)轉(zhuǎn)速，體積 用電力傳動 與重量較大。 的起升機構(gòu) 起升機構(gòu) 綜上，考慮經(jīng)濟性、工作情況、工作效益等，本次設(shè)計 采用電力傳動。 ⑵起升機構(gòu)的減速器 起升機構(gòu)的減速器通常有以下幾種：圓柱齒輪減速器、 蝸輪減速器、行星齒輪減速器。圓柱齒輪減速器效率咼，功 率圍大，使用普遍，

56、但體積大。蝸輪減速器的尺寸小，傳動 比大，重量輕，但效率低，壽命短。行星齒輪減速器包括擺 線針輪行星減速器和少齒差行星減速器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳 動比大、重量輕等特點，但價格較貴。比較上述性能，選用 圓柱齒輪減速器。 ⑶起升機構(gòu)的制動器 的減速器 起升機構(gòu)的制動器可布置在咼速軸上，也可布置在低速軸上。 起升機構(gòu) 的制動器 制動器布置在咼速軸上時，所需制動力矩小，但制動時沖擊 較大，通常采用塊式制動器。布置在低速軸上的制動器，所 需制動力矩較大，通常采用帶式制動器或點盤式制動器。本 設(shè)計將制動器布置在高速軸上，采用塊式制動器。 ⑷滑輪組倍率 在起升機構(gòu)中，滑輪倍率裝置是為了使

57、起升機構(gòu)的起重 能力提咼一倍，而起升速度會降低一倍，這樣起升機構(gòu)能夠 更加靈活地滿足施工的需要。塔式起重機一般都為單聯(lián)滑輪 組，故倍率a等于承載分支數(shù) 乙起升速度有6種，見表2-1。 表2-1起升特性參數(shù)表  設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 滑輪組倍 率 回轉(zhuǎn)機構(gòu) 回轉(zhuǎn)電動 機 液力耦合 器 倍率 a=2 a=4 起重量 (t) 空 鉤 2 2 0.818 4 4 速度 (m/mi n) 68 34 6.5 34 17 3.3 四倍率與二倍率轉(zhuǎn)化方便、快捷，變換倍率的方法如下： 將上滑輪6用銷軸與吊鉤滑輪組7的兩滑

58、輪的桿交點連接起 來，此時即為四倍率狀態(tài)；拔出銷子，上滑輪 6上升到載重 小車4處固定后，就變?yōu)槎堵薁顟B(tài)。 2.回轉(zhuǎn)機構(gòu) 塔機是靠起重臂回轉(zhuǎn)來保障其工作覆蓋面的?；剞D(zhuǎn)運動 的產(chǎn)生是通過上、下回轉(zhuǎn)支座分別裝在回轉(zhuǎn)支承的外圈上并 由回轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動小齒輪。小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒圈嚙合， 帶動回轉(zhuǎn)上支座相對于下支座運動。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)由一臺雙速電動機驅(qū)動，經(jīng)過力偶合器至行星 齒輪減速機到主動小齒輪，再驅(qū)動回轉(zhuǎn)支承大齒輪。本機構(gòu) 由于采用了液力偶合器聯(lián)結(jié)，使其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊慣性小， 進而改善了塔機的工作狀況。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)成雙回轉(zhuǎn)式，通常由回轉(zhuǎn)電動機、液力耦合 器、回轉(zhuǎn)制動器、回轉(zhuǎn)減速器和小齒輪組成。

59、 ⑴回轉(zhuǎn)電動機 回轉(zhuǎn)電動機是整機的傳動分流裝置的一個傳動元件，其 選擇由起重機的總動力源決疋。 ⑵液力耦合器 液力耦合器作用：一是軟化傳動特性，使輸入和輸出之 間有微小轉(zhuǎn)差，這樣電動機起動力矩不至于一下輸入到減速 器，產(chǎn)生過大沖擊；二是當有兩臺回轉(zhuǎn)電動機同時并聯(lián)工作 時，可以協(xié)調(diào)其負載比較平衡，不至于轉(zhuǎn)得快的負載很大， 轉(zhuǎn)得慢的負載很輕。 ⑶制動器 回轉(zhuǎn)制動器選用常開式?；剞D(zhuǎn)制動在回轉(zhuǎn)過程中不允許 使用，但回轉(zhuǎn)工作完成后，一定要打開制動器。制動器選擇 制動器 減速器 單片電磁制動器。 ⑷減速器 減速器是回轉(zhuǎn)機構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，既要減速，又要承 受小齒輪軸傳來的集中反力

60、?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)的安裝要求很緊湊， 多用行星齒輪減速器，而且多極減速。 綜上，回轉(zhuǎn)機構(gòu)由一臺單速電動機驅(qū)動，動力經(jīng)液力耦合器 至行星齒輪減速器到小齒輪，在驅(qū)動回轉(zhuǎn)支承大齒輪，為使 回轉(zhuǎn)定位準確，本機構(gòu)中裝有一套單片電磁制動器以實現(xiàn)回 轉(zhuǎn)止動，該裝置只適用于在回轉(zhuǎn)電動機停止工作后，起重臂 旋轉(zhuǎn)動作停止時使用?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)簡圖如圖 2-15所示。 采用圓柱齒 輪減速器 圖2-15回轉(zhuǎn)機構(gòu)簡圖 1-雙速電動機 2- 液力偶合器 3-Xx4-100型行星齒輪減速器 4- 驅(qū)動小齒輪 5-單排四點接觸球式回轉(zhuǎn)支承 6- 回轉(zhuǎn)大齒輪 3.變幅機構(gòu) 為了滿足物料裝卸工作位置的要求，充分利用自身

61、的起 吊能力，塔式起重機需要經(jīng)常改變幅度。變幅機構(gòu)則是實現(xiàn) 改變幅度的工作機構(gòu)，并用來擴大塔式起重機的工作圍，提 高生產(chǎn)率。變幅機構(gòu)由電動機、減速器，卷筒和制動器組成, 功率和外形尺寸較小。變幅機構(gòu)按其構(gòu)造和不同的變幅方式 分為運行小車式和吊臂俯仰式 本設(shè)計采用小車變幅，繩索牽引式小車變幅可使工作可 靠，減輕起重臂載荷，而且因其驅(qū)動裝置放在吊臂根部，平 衡重

62、也可略為減少。 變幅機構(gòu) ⑴驅(qū)動卷筒的型式有普通牽引卷筒和摩擦卷筒。采用普 通牽引卷筒，工作可靠，但牽引卷筒較長，而且要有兩根鋼 絲繩，采用鑄造卷筒。后者牽引卷筒及鋼絲繩長度可減少一 半，但必須裝設(shè)緊導(dǎo)向輪且需經(jīng)常調(diào)整牽引繩力，以保證摩 擦卷筒能正常工作。本次設(shè)計采用普通卷筒。 ⑵電動機 變幅機構(gòu)因有兩個速度，則應(yīng)選用雙速電機。 ⑶減速器 卷筒的傳動機構(gòu)可采用普通標準卷揚機，為使機構(gòu)尺寸 更緊湊，本機構(gòu)采用行星擺線針輪減速器。 ⑷制動器 制動器小車牽引機構(gòu)采用電磁鐵制動器，使起、制動平 穩(wěn)，可靠。 本次設(shè)計的變幅機構(gòu)由一臺雙速電動機經(jīng)帶制動器的聯(lián) 軸節(jié)至擺線針輪減速機驅(qū)動卷筒

63、。卷筒兩端都固定有變幅鋼 絲繩的端頭，無論變幅小車走到最外端或最里端，卷筒的放 繩端都應(yīng)有3?4圈的鋼絲繩未放完。在放出和卷回的兩根鋼 絲繩之間的卷筒上，應(yīng)保留有3?4圈鋼絲繩的光卷筒。當工 作一段時間，鋼絲繩被拉長而撓度過大時，可用變幅小車的 螺栓將鋼絲繩收緊。 變幅機構(gòu)及鋼絲繩的纏繞方式如圖 2-16所示。 1 2 3 4 變幅機構(gòu)簡圖 圖2-16變幅機構(gòu)及鋼絲繩纏繞簡圖 1-變幅卷筒2-擺線針輪減速機3-制動器4-電動機 安全保護裝置 安全裝置是塔式起重機必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，其作 用是防止誤操作和違章操作，

64、以避免由誤操作或違章操作所 導(dǎo)致的嚴重后果。塔式起重機的安全裝置可分為限位開關(guān)、 斷電裝置、鋼絲繩防脫裝置、風(fēng)速計、緊急安全開關(guān)、安全 保護音響信號。 1.限位開關(guān)又稱限位器。其功能主要有以下幾種： ⑴吊鉤行程限位開關(guān)。用以防止吊鉤行程超越極限，以 免碰壞起重機臂架結(jié)構(gòu)和出現(xiàn)鋼絲繩亂繩現(xiàn)象。 安全保護 裝置 ⑵回轉(zhuǎn)限位開關(guān)。用于限制塔式起重機的回轉(zhuǎn)角度，防 止扭斷或損壞電纜。凡是不裝設(shè)中央集電環(huán)的塔式起重機， 均應(yīng)配置回轉(zhuǎn)限位開關(guān)。 ⑶小車行程限位開關(guān)。用以使小車在到達臂架頭部或臂 架根端之前停車，防止小車越位事故的發(fā)生。 2.起升高度限制器 為了防止起升卷筒過卷而拉斷鋼絲繩，工

65、程起重機均裝設(shè)有 限位開關(guān) 又稱限位 器 起升高度限制器。起升高度限制器組要有重錘式和螺桿式。 重錘式高度限制器優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；缺點是用鋼 絲繩懸掛，重錘經(jīng)常與起升鋼絲繩摩擦。螺桿式高度限制器 常用于小車變幅式塔式起重機，這種限制器裝有兩個限位開 關(guān)，還可以做雙向控制。 3.起重量限制器 起重量限制器只控制或只顯示起重機的極限載荷。在正 常的起重機作業(yè)中，起升鋼絲繩的合力 R對轉(zhuǎn)軸的力矩M=R 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 起升高度 a與彈簧力N對轉(zhuǎn)軸的力矩M2 =N b相平衡,而彈簧的變形量 限制器 較小，當超載時，彈簧產(chǎn)生較大的變形，撐桿打開限位開關(guān)，

66、使起升機構(gòu)停止工作，起限制超載的作用。 4.力矩限制器 力矩限制器主要有傳感器裝置，吊臂長度檢測裝置，吊 臂仰角檢測裝置，運算系統(tǒng)及顯示部分和執(zhí)行機構(gòu)所組成。 力矩限制器通過檢測裝置當時的吊臂長度和吊臂對水平面的 起重量限 傾角，并輸入到運算系統(tǒng)，計算出當時的工作幅度，然后根 制器 據(jù)相應(yīng)的“幅度-起重量特性曲線”計算出當時允許起升的最 大載荷，并以此作為額定值。裝設(shè)在變幅液壓缸上的傳感器 裝置測得反應(yīng)總力矩的信號，送入運算系統(tǒng)，經(jīng)過計算后得 出起升載荷的實際值。當實際值大于額定值時，起重機已處 于危險工作狀態(tài)，這時力矩限制器會發(fā)出聲響和燈光警報。 力矩限制 5.風(fēng)速儀 器 風(fēng)荷是塔式起重機的基本載荷，風(fēng)荷與風(fēng)速有關(guān)，還會 隨高度升高而增大。因此，風(fēng)速儀是一種極其重要的安全預(yù) 警裝置，對每臺自升式塔式起重機均是必備之物。風(fēng)速儀應(yīng) 安裝在塔機頂部至吊具最高位置間的不擋風(fēng)處。 6.鋼絲繩防脫裝置 GB5144《塔式起重機安全規(guī)程》規(guī)定：滑輪、起升卷筒 及動臂式塔機的變幅卷筒應(yīng)設(shè)有鋼絲繩防脫裝置，該裝置與 滑輪或卷筒側(cè)板最外緣的間隙不得超過鋼絲繩直徑的