動(dòng)臂式塔機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書樣本

目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 IVABSTRAC V1緒論 11.1動(dòng)臂塔式起重機(jī)概論 11.1.1動(dòng)臂塔式起重機(jī)發(fā)展?fàn)顩r 11.1.2塔式起重機(jī)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì) 21.2課題任務(wù) 31.2.1課題背景和研究意義 31.2.2課題闡述 32整機(jī)方案設(shè)計(jì) 42.1起重臂臂根鉸接點(diǎn)后置回轉(zhuǎn)中心2m 42.2起重臂架截面形式及材料 42.3A形架及防傾覆裝置 52.3.1防后傾裝置 52.4固定平衡重 52.5上轉(zhuǎn)臺(tái)與平衡臂布置（簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)平臺(tái)） 62.6塔身原則節(jié)連接采用銷軸連接 62.7底架設(shè)計(jì)方案 73回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與回轉(zhuǎn)支承校核 83.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 83.1.1傳動(dòng)方案選取 83.1.2回轉(zhuǎn)支承選取 103.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)校核 113.2.1重要性能參數(shù)(15°時(shí)) 123.2.2載荷擬定 123.2.2.1垂直力 123.2.2.2力矩M 133.2.2.3水平力 163.2.3回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算 163.2.3.1當(dāng)量外載荷計(jì)算 163.2.3.2回轉(zhuǎn)支承當(dāng)量?jī)羧萘?173.2.3.3回轉(zhuǎn)支撐校核 173.2.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置計(jì)算 173.2.4.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置總力矩計(jì)算 173.2.4.2回轉(zhuǎn)支承摩擦阻力矩計(jì)算 173.2.4.3風(fēng)荷產(chǎn)生阻力矩 183.2.4.4坡度引起阻力矩 193.2.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)選取與校核 193.2.5.1重要參數(shù) 193.2.5.2電機(jī)選取 193.2.5.3功率校核 193.2.5.4發(fā)熱校核 204下支座設(shè)計(jì)與校核 204.1.下支座機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 214.2.下支座有限元后解決 214.2.1后解決各工況加載數(shù)據(jù) 224.2.2后解決成果 244.2.2.1最危險(xiǎn)工況后解決成果 254.345°-15°解決成果文獻(xiàn) 284.3.1設(shè)計(jì)分析 294.3.2載荷與約束信息 314.3.2.1載荷 314.3.2.2約束 314.3.3解決器輸出 324.3.4解決器日記 354.3.5應(yīng)力分析 424.3.6重量與重心分析 434.3.7網(wǎng)格化成果 435結(jié)論 47致謝 48參照文獻(xiàn) 49附錄 50摘要隨著國家西部開發(fā)火熱進(jìn)行以及中華人民共和國農(nóng)村向都市化轉(zhuǎn)化進(jìn)程加快推動(dòng)，國家將不斷加強(qiáng)基本設(shè)施建設(shè)，因而，建筑行業(yè)仍舊前景遼闊。在這種大好形勢(shì)下，為建筑業(yè)服務(wù)建筑機(jī)械行業(yè)也有了新發(fā)展機(jī)遇。同步，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑樓群密集，使塔機(jī)工作空間受限?；诟邔咏ㄖl(fā)展，新制定領(lǐng)空權(quán)允許制度以及跨占鄰居領(lǐng)地產(chǎn)生糾紛等因素，迫使人們變化已有老式觀念，從小車變幅變化為臂架俯仰，為塔機(jī)作業(yè)創(chuàng)造有利空間，推動(dòng)了各種類型動(dòng)臂塔機(jī)改造和發(fā)展。因而，塔機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)促使咱們?cè)谒C(jī)原有基本上提出更多創(chuàng)意來增進(jìn)國內(nèi)塔機(jī)業(yè)水平進(jìn)一步提高。這就規(guī)定咱們?cè)诨剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承設(shè)計(jì)上突破原有慣性設(shè)計(jì)思維運(yùn)用當(dāng)代化設(shè)計(jì)辦法、方式以及設(shè)計(jì)工具，對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效優(yōu)化以及受力有限元分析計(jì)算。從而使塔機(jī)生產(chǎn)成本在符合應(yīng)力規(guī)定前提下大大減少。核心詞：動(dòng)臂塔式起重機(jī);回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);回轉(zhuǎn)支承;有限元ABSTRACAscountriesofthewesterndevelopmentonChina'sruralareastohotandtransformationofacceleratingtheurbanizationprocess，thestatewillcontinuetostrengthentheconstructionofbaseinstallation，accordingly，theconstructionindustryisstillwideprospect.Inthisfavorablesituation，fortheconstructionofservicearchitecturemachineryindustryhavethenewdevelopmentopportunity.Atthesametime，withthedevelopmentofeconomy，thebuildingblocksofintensemaketheworkoflimitedspacetower.Basedonthedevelopmentofthehigh-risebuilding，thenewsetrightlicensingsystemandairspaceacrossfromtheterritoryofneighbordisputeandotherfactorsforcepeopletochangethetraditionalconceptofexisting. Fromthecarhornchangearmsframepitch，installingandcreatefavorablespaceforhomework，promotethearmofvarioustypesofreformofthetoweranddevelopment.So，crane’sinnovationurgeustomakemoreandmoreinnovationsonoriginalbasementinordertopromotethedomesticindustryleveltofurtherimprovethetower .Iturgeustobreakthroughtheoriginalinertiadesignthinkingonrotaryorganization，rotarybearingdesignandapplymoderndesignmethodology、way、instrumenttodesigndataeffectivelyandtheoptimizationoftheforceofthefiniteelementanalyticalcalculation.Sothecostsofproductioninthetowerinaccordancewiththestressthepreconditionofgreatlyreduced Keyword：towercrane;slewinggear;slewinggear;finiteelement1緒論1.1動(dòng)臂塔式起重機(jī)概論1.1.1動(dòng)臂塔式起重機(jī)發(fā)展?fàn)顩r動(dòng)臂式塔機(jī)（即俯仰臂架塔機(jī)）是歷史上最早浮現(xiàn)塔機(jī)型式，其經(jīng)歷過一段輝煌歷史。從工業(yè)建筑到民用建筑，從造船廠到港口碼頭，從鋼構(gòu)造建筑到電站建設(shè)，動(dòng)臂式塔機(jī)都發(fā)揮了巨大作用?；仡檮?dòng)臂式塔機(jī)發(fā)展歷程，不但受一種國家工業(yè)水平限制，同步又和一種國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化及整體科學(xué)技術(shù)水平有關(guān)。二次世界大戰(zhàn)之后，戰(zhàn)后重建帶動(dòng)了塔機(jī)發(fā)展，此時(shí)建筑物高度不高，軌行式、下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂式塔機(jī)占有統(tǒng)治地位。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑樓群密集，使塔機(jī)工作空間受限?；诟邔咏ㄖl(fā)展，新制定領(lǐng)空權(quán)允許制度以及跨占鄰居領(lǐng)地產(chǎn)生糾紛等因素，迫使人們變化已有老式觀念，從小車變幅變化為臂架俯仰，為塔機(jī)作業(yè)創(chuàng)造有利空間，推動(dòng)了各種類型動(dòng)臂塔機(jī)改造和發(fā)展，全世界塔機(jī)生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)都考慮了這些因素，研制出了相應(yīng)改進(jìn)型塔機(jī)。當(dāng)前，國內(nèi)塔機(jī)性能與當(dāng)代智能化、數(shù)字化控制技術(shù)尚有很大差距，跟不上市場(chǎng)需要。在實(shí)驗(yàn)手段上，多數(shù)公司不具備對(duì)原材料預(yù)解決和配套件進(jìn)廠檢查能力；在配套件生產(chǎn)上，公司多，品種重復(fù)，生產(chǎn)質(zhì)量差。特別是液壓件、電器件等但是關(guān)，直接影響到主機(jī)質(zhì)量和可靠性等。國外塔式起重機(jī)當(dāng)前發(fā)展方向和特點(diǎn)：1.國外塔機(jī)品種型號(hào)更新快當(dāng)今國外塔機(jī)生產(chǎn)公司非常關(guān)注國際塔機(jī)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及時(shí)推出適銷對(duì)路新產(chǎn)品。如德國Liebheer公司推出EC-H系列和HC-L系列。2.注重發(fā)展下回轉(zhuǎn)自行架設(shè)、整體施工運(yùn)送塔機(jī)20世紀(jì)末，在許多國際建筑機(jī)械博覽會(huì)上參展塔機(jī)約60%屬于此類塔機(jī)，在國外建筑工地上，也常用到此類塔機(jī)，該類塔機(jī)技術(shù)在國外已不斷創(chuàng)新，不斷提高。例如德國Liebheer公司20ES塔機(jī)。3.發(fā)展都市型塔機(jī)，不忽視上回轉(zhuǎn)動(dòng)臂自升式塔機(jī)所謂都市型塔機(jī)，就是一種上回轉(zhuǎn)快裝塔機(jī)，因其起重量大、自重較輕適于狹窄場(chǎng)地施工起重機(jī)。4.大量采用新技術(shù)國外塔機(jī)，除上述在性能參數(shù)及構(gòu)造功能等方面不斷創(chuàng)新、不斷提高外，其她方面也大量采用新技術(shù)，裁減老產(chǎn)品。如法國Potain公司，在不少塔機(jī)產(chǎn)品上已采用了調(diào)亞無級(jí)調(diào)速和調(diào)頻無級(jí)調(diào)速等調(diào)速方案。丹麥Croll公司，采用可編程控制器PLC對(duì)塔機(jī)所有功能進(jìn)行監(jiān)視與控制。PLC與一種監(jiān)控器相連，監(jiān)視器可顯示重量、力矩、高度、幅度，此外還可以自動(dòng)顯示系統(tǒng)各種故障。駕駛員只要觸摸屏幕上相應(yīng)部位，就能看到故障詳細(xì)狀況。1.1.2塔式起重機(jī)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)從此后國內(nèi)建筑市場(chǎng)預(yù)計(jì)與施工需要，國內(nèi)塔機(jī)產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展重要有如下幾種發(fā)展方向：1.考慮中小都市和城鄉(xiāng)建筑需要，為適應(yīng)建經(jīng)濟(jì)合用居住多層建筑和公共建筑需要在裁減井架式塔機(jī)同步研發(fā)一種具備井架塔機(jī)低廉，具備拆裝不用汽車起重機(jī)作輔助機(jī)械既以便、又具備一定安全可靠性代替塔機(jī)產(chǎn)品。并引進(jìn)相應(yīng)國外技術(shù)逐漸完善小噸位塔機(jī)產(chǎn)品系列。2.開發(fā)適于國內(nèi)迅速安裝都市塔機(jī)，其額定起重力矩為450KN·M、600KN·M和1000KN·M其最大幅度為40M、45M、50M、60M、70M最大幅度起重量為11KN、13.5KN、20KN、31.5KN等等。該類型塔機(jī)特別適合在大中都市場(chǎng)地狹窄處興建中高層和高層建筑施工使用。3.關(guān)于動(dòng)臂自升式塔式起重機(jī)，當(dāng)前在日本重要生產(chǎn)該類型塔機(jī)。按國內(nèi)狀況，該類型塔機(jī)中小噸位意義不大。當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)該類型塔機(jī)廠家很少但從發(fā)展角度看，應(yīng)加大開發(fā)大噸位該類型塔機(jī)力度。此后國內(nèi)及東南亞地區(qū)，對(duì)該類型塔機(jī)需求量較大。4.塔機(jī)三大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)）工作性能優(yōu)劣，是衡量塔機(jī)技術(shù)先進(jìn)重要標(biāo)志。當(dāng)前在塔機(jī)上所采用各種傳動(dòng)方案中，最有發(fā)展前程是采用調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)和變頻調(diào)速系統(tǒng)工作機(jī)構(gòu)，此類調(diào)速工作機(jī)構(gòu)最適當(dāng)用于大中型塔機(jī)。應(yīng)用塔式起重機(jī)對(duì)于加快施工進(jìn)度、縮短周期、減少工程造價(jià)起著重要作用。當(dāng)前塔機(jī)必要具備如下幾種特點(diǎn)：(1).起升高度和工作幅度較大，其中力矩大；(2).工作速度高，具備安裝微動(dòng)性能及良好調(diào)速性能；(3).規(guī)定裝拆、運(yùn)送以便迅速，已適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地之需要。1.2課題任務(wù)1.2.1課題背景和研究意義課題背景：金融危機(jī)過后，隨著著國內(nèi)市場(chǎng)繁華，塔機(jī)出口也體現(xiàn)空前活躍。但型號(hào)并不多，絕大某些型號(hào)大同小異，大型、特大型塔機(jī)短缺，中、小型過剩。因素之一是技術(shù)法規(guī)限制了產(chǎn)品開發(fā)。80年代，國內(nèi)出于便于統(tǒng)一管理，以便客戶選取初衷，出臺(tái)了型號(hào)分類原則，規(guī)范性雖然強(qiáng)了，但很大限度上制約了塔機(jī)產(chǎn)品豐富性和技術(shù)進(jìn)步，在市場(chǎng)上打得頭破血流。而發(fā)達(dá)國家市場(chǎng)需要什么就開發(fā)什么，小到只有1～2tm微型吊，大到5000tm特大塔吊，群雄爭(zhēng)霸，各具特色。發(fā)達(dá)國家普遍應(yīng)用快裝塔機(jī)在國內(nèi)還很少見。為了可以盡快適應(yīng)國內(nèi)外市場(chǎng)迅速發(fā)展，就此選取動(dòng)臂塔式起重機(jī)QTD63—630kN.m下轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)和回轉(zhuǎn)支承校核。課題意義：隨著國家西部開發(fā)火熱進(jìn)行以及中華人民共和國農(nóng)村向都市化轉(zhuǎn)化進(jìn)程加快推動(dòng)，國家將不斷加強(qiáng)基本設(shè)施建設(shè)，建筑行業(yè)仍舊前景遼闊。在這種大好形勢(shì)下，為建筑業(yè)服務(wù)建筑機(jī)械行業(yè)也有了新發(fā)展機(jī)遇。同步，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑樓群密集，使塔機(jī)工作空間受限?；诟邔咏ㄖl(fā)展，新制定領(lǐng)空權(quán)允許制度以及跨占鄰居領(lǐng)地產(chǎn)生糾紛等因素，迫使人們變化已有老式觀念，從小車變幅變化為臂架俯仰，為塔機(jī)作業(yè)創(chuàng)造有利空間，推動(dòng)了各種類型動(dòng)臂塔機(jī)改造和發(fā)展若可以將本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究成果應(yīng)用到實(shí)際大批生產(chǎn)中去，新型QTD63塔機(jī)開發(fā)成功后，必然增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。詳細(xì)體當(dāng)前：（1）采用最新平面布置理論將塔式起重機(jī)整體布置協(xié)調(diào)統(tǒng)一。（2）采用新型安裝辦法提高了塔機(jī)組裝及拆卸速度從而提高效率。（3）新安裝拆卸辦法更加提高了塔機(jī)安全性能。1.2.2課題闡述隨著建筑工程量以及建筑形式各種各樣，建筑機(jī)械也浮現(xiàn)了各種各樣形式，塔式起重機(jī)也隨之浮現(xiàn)了各種型號(hào)。塔機(jī)繁多型號(hào)勢(shì)必給塔式起重機(jī)制造廠家出了個(gè)多工裝難題，每個(gè)型號(hào)都要有獨(dú)立工裝，這就使生產(chǎn)成本大大提高，同步各種各樣工裝在工廠也占據(jù)了大量空間。再就是塔機(jī)使用時(shí)有諸多原則節(jié)是閑置。高層建筑使用附著式塔機(jī)隨著高度增長使用原則節(jié)數(shù)量是相稱可觀，然而在建筑初期高度不高時(shí)，諸多原則節(jié)是閑置，這就導(dǎo)致了原則節(jié)大量堆積從而產(chǎn)生了資源大量揮霍。咱們這樣考慮，如果把附著式塔機(jī)堆積原則節(jié)暫時(shí)使用到其他塔機(jī)（涉及同型號(hào)和不同型號(hào)只要滿足應(yīng)力需要）上，這樣不就把大量堆積原則節(jié)疏通開了嗎，同步也減少了原則節(jié)大量租借費(fèi)用?？紤]資源綜合運(yùn)用，本次設(shè)計(jì)，根據(jù)QTD125按照相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行比例運(yùn)算初步估算出QTD63型號(hào)塔機(jī)基本尺寸，然后根據(jù)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算分析，運(yùn)用三維建模軟件Solidworks進(jìn)行建模，然后運(yùn)用有限元分析軟件ALGOR進(jìn)行后解決校核。2整機(jī)方案設(shè)計(jì)依照國內(nèi)動(dòng)臂塔機(jī)開放中反映出問題，如構(gòu)造選取、安全保護(hù)、設(shè)計(jì)計(jì)算等特殊規(guī)定，進(jìn)行了分析討論，最后擬定本次設(shè)計(jì)塔機(jī)型號(hào)為QTD63動(dòng)臂塔機(jī)整機(jī)方案。本次塔機(jī)設(shè)計(jì)總體方案擬定核心技術(shù)如下：2.1起重臂臂根鉸接點(diǎn)后置回轉(zhuǎn)中心2m動(dòng)臂塔機(jī)由于臂架仰角為15°～83°，無論是工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)均需考慮隨仰角增大而變大彎矩，這也是為什么動(dòng)臂塔機(jī)塔身自身高度應(yīng)按臂架長度來擬定因素。非工作狀態(tài)時(shí)塔身高度應(yīng)滿足如下條件：①由于臂架自重產(chǎn)生力矩盡量小，使較短平衡臂方向獲得后傾力矩較大，以抵抗暴風(fēng)侵襲。臂架仰角也不能過大，以盡量減小臂架迎風(fēng)高度。因而采用臂架臂根處后置2m，既避免了仰角過大容易后傾,又可使臂架自重產(chǎn)生力矩減小。2.2起重臂架截面形式及材料起重臂架截面形式采用三角形截面臂架。理由是：其自重輕、腹桿數(shù)量少、臂根與臂頭節(jié)無需變化截面，更重要因素在于三角形截面臂架形成構(gòu)造偏心使軸向壓力和臂架自重產(chǎn)生彎矩在某些幅度會(huì)抵消一某些，減小了臂架內(nèi)力。動(dòng)臂塔機(jī)臂架重要受壓，以構(gòu)造穩(wěn)定為主，剛度比強(qiáng)度影響更大，采用高強(qiáng)度合金鋼，如果熱解決、焊接工藝不恰當(dāng)會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，使其抗沖擊能力下降，此外還要考慮到塔機(jī)生產(chǎn)成本，尚有雖然強(qiáng)度、剛度均可保證，臂架自重減少過多，在摸個(gè)特殊工況是有害，依照以上分析動(dòng)臂塔機(jī)臂架采用過高強(qiáng)度材料是不適當(dāng)。因而選用Q345碳素構(gòu)造鋼。2.3A形架及防傾覆裝置①過去A形架撐桿和拉桿向頸部收縮，先后兩面均成三角形或梯形，其好處是頂部定滑輪組支撐軸或梁較短，但它產(chǎn)生了撐桿或拉桿側(cè)向水平分力，桿端支座受力復(fù)雜，且增長制導(dǎo)致本，如果兩側(cè)桿件均設(shè)計(jì)成平衡，就會(huì)克服以上缺陷。②仔細(xì)分析還會(huì)發(fā)現(xiàn)兩側(cè)平行構(gòu)造可減小A形架頂點(diǎn)垂直于臂架起升平面位移，有助于提高臂架側(cè)向穩(wěn)定性。③由于A形架頂部橫向尺寸變寬，不會(huì)使頂部起升和變幅鋼絲繩與頂部構(gòu)造內(nèi)側(cè)干涉、擦碰。④A形架頂部橫向尺寸變寬，后置起重臂仰角變大時(shí)不會(huì)與A形架撐桿主弦內(nèi)側(cè)干涉，碰撞。圖2.1A行架2.3.1防后傾裝置工作狀態(tài)起重臂仰角較大時(shí)，強(qiáng)風(fēng)從前方吹來，由于此時(shí)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也許處在制動(dòng)狀態(tài)，吊鉤又是空載，變幅鋼絲繩不能承受來自前方推力，如果臂架自重力矩如果不大于前吹風(fēng)產(chǎn)生力矩，就會(huì)使臂架后傾而失去控制，當(dāng)陣風(fēng)驟然停止時(shí)，臂架在自重作用下會(huì)反彈下墜，也許導(dǎo)致變幅拉桿或鋼絲繩受沖擊載荷而斷裂。因而各種正常工作仰角下，自重力矩應(yīng)超過風(fēng)載力矩，否則應(yīng)限制工作仰角。由此可以看出防后傾裝置是非常重要。2.4固定平衡重關(guān)于配重在變幅時(shí)與否要移動(dòng)或擺動(dòng)，當(dāng)前歐洲塔機(jī)業(yè)已有定論：雖然移動(dòng)配重可以抵消動(dòng)臂產(chǎn)生靜載力矩20%，但是采用移動(dòng)配重需要額外檢查及維護(hù)保養(yǎng)，成本高，并且研制費(fèi)用也高。因而它是不必要，增長繁瑣，不安全因素幾乎抵消了其調(diào)節(jié)塔頂力矩好處。2.5上轉(zhuǎn)臺(tái)與平衡臂布置（簡(jiǎn)稱回轉(zhuǎn)平臺(tái)）回轉(zhuǎn)平臺(tái)上布置A形架，臂根鉸接點(diǎn)支座，起升和變幅機(jī)構(gòu)，平衡重、配電箱等，其作用和位置與水平臂塔機(jī)塔頂相似，當(dāng)前動(dòng)臂塔機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐方式重要有兩種，（1）回轉(zhuǎn)上支座與回轉(zhuǎn)平臺(tái)合二為一或連接成一種整體，或者是回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接在三角支架上，三角支架在鉸接在上轉(zhuǎn)臺(tái)上，并在回轉(zhuǎn)平臺(tái)后部用撐桿支撐在上轉(zhuǎn)臺(tái)上，由于三角支架要承受所有回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，避免不了扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖擊載荷，而上轉(zhuǎn)臺(tái)則要承受交變集中載荷，因而不如圖3所示構(gòu)造傳力直接簡(jiǎn)樸。該構(gòu)造將平衡臂與上轉(zhuǎn)臺(tái)通過銷軸連接為一體，還減少了回轉(zhuǎn)支撐承受到風(fēng)載荷力矩，此外上述構(gòu)造安裝也比較繁瑣，特別是回轉(zhuǎn)平臺(tái)與上轉(zhuǎn)臺(tái)間連桿制造比較復(fù)雜，對(duì)機(jī)械加工規(guī)定較高，也影響人員通過和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝拆卸。圖2.2三角形支架式圖2.3動(dòng)臂連接示意圖2.6塔身原則節(jié)連接采用銷軸連接塔身重要承受其以上起重臂、吊重、吊鉤、平衡臂、A形架、配重、上下轉(zhuǎn)臺(tái)、以及起升、回轉(zhuǎn)和變幅三大機(jī)構(gòu)等自重以及塔機(jī)吊重和以上各某些產(chǎn)生彎矩，塔身原則節(jié)連接直接影響到塔機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性。圖2.5總圖因而塔身原則節(jié)連接形式尤為重要。塔身原則節(jié)采用連接方式重要有蓋板螺栓聯(lián)接、套柱螺栓聯(lián)接、銷軸聯(lián)接和瓦套法蘭盤連接。其中應(yīng)用最廣是蓋板螺栓聯(lián)接和套柱螺栓連接，另一方面銷軸聯(lián)接。高強(qiáng)螺栓連接易導(dǎo)致應(yīng)力分布不均，容易導(dǎo)致應(yīng)力集中；高強(qiáng)螺栓需要經(jīng)常維護(hù)，且螺紋外牙和內(nèi)牙容易折斷和磨損，導(dǎo)致塔機(jī)安全事故；高強(qiáng)螺栓連接時(shí)需要增長一定預(yù)緊力，并且要不定期維護(hù)檢查螺栓與否松動(dòng)以保持塔機(jī)整體穩(wěn)定。由此會(huì)增長塔機(jī)在使用過程中成本和減少塔機(jī)安全性。而銷軸連接制造簡(jiǎn)樸，成本低，不需要進(jìn)行經(jīng)常維護(hù)，且銷軸不會(huì)松動(dòng)，因而銷軸連接方式安全性更高，便于加工，成本低。因而本次設(shè)計(jì)原則節(jié)間采用銷軸連接而非高強(qiáng)螺栓連接。2.7底架設(shè)計(jì)方案動(dòng)臂式塔機(jī)可以采用底架重要有：十字型底架，井字型底架和預(yù)埋支腿式底架。預(yù)埋支腿式底架所用混凝土材料較多，成本較高并且工程量大。十字形底架塔身危險(xiǎn)斷面在塔身根部，這樣對(duì)塔身材料規(guī)定提高。帶撐桿十字形底架由于塔身撐桿位置塔身危險(xiǎn)斷面由塔身根部移動(dòng)到撐桿上支撐面，同步塔身根部平面對(duì)底架作用載荷得以減小，從而改進(jìn)底架受力狀況。節(jié)約所用底架混凝土，但占地面積較大，井字形底架具備帶支撐十字形底架長處，并且可重復(fù)運(yùn)用，減少成本。因此本次設(shè)計(jì)動(dòng)臂式塔式起重機(jī)選取井字型底架。以上為動(dòng)臂塔機(jī)QTD63整體方案設(shè)計(jì)中某些構(gòu)造，詳細(xì)各部件設(shè)計(jì)由小構(gòu)成員自行決定。3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與回轉(zhuǎn)支承校核3.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1傳動(dòng)方案選取塔機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置規(guī)定，按其重要限度順序歸納為下列幾條:(1)回轉(zhuǎn)平穩(wěn),起動(dòng)制動(dòng)慣性力小。這對(duì)建筑施工規(guī)定塔機(jī)作業(yè)范疇越來越大(即起重臂需越來越長),更顯得重要。(2)在重載、輕載(或空載)回轉(zhuǎn)時(shí)可實(shí)現(xiàn)不同速度,即有調(diào)速功能，以提高施工工效。(3)使用可靠,壽命長。如果故障頻繁,對(duì)施工工期影響太嚴(yán)重。(4)工作時(shí)可停止定位，非工作狀態(tài)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。(5)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置自身尺寸小重量輕,以便于上支座構(gòu)造布置及減輕塔身構(gòu)造和頂升機(jī)構(gòu)計(jì)算負(fù)荷,減少壓重。這對(duì)軌道式作業(yè)塔機(jī)尤為突出。(6)傳動(dòng)效率高,以節(jié)約電能。同有如下幾種傳動(dòng)方案：一、單速電機(jī)+蝸輪傳動(dòng)減速器+輸出小齒輪+銷柱式大齒圈+立柱式支承。這種構(gòu)造系統(tǒng)大量用于簡(jiǎn)易型160kN·m、200kN·m塔機(jī)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)樸，主機(jī)廠可以自制，價(jià)格便宜。但就性能規(guī)定而言，上述六條規(guī)定幾乎都無法實(shí)現(xiàn)，因此在非簡(jiǎn)易型250kN·m以上塔機(jī)中不能采用。二、單速電機(jī)+皮帶傳動(dòng)+液力偶合器+電磁吸鐵制動(dòng)器+漸開線齒輪一級(jí)傳動(dòng)+擺線針輪減速器+輸出小齒輪+單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承。這種構(gòu)造系統(tǒng)是80年代設(shè)計(jì)800kN·m級(jí)塔機(jī)中應(yīng)用，從這一長串組合就看出構(gòu)造復(fù)雜、傳動(dòng)效率低、不能調(diào)速、使用可靠性差、自重大,現(xiàn)場(chǎng)使用也故障頻發(fā)。再有針齒擺線平動(dòng)齒輪減速器特點(diǎn)：針齒擺線行星齒輪傳動(dòng)是一種新型齒輪傳動(dòng)裝置,現(xiàn)已申請(qǐng)國家創(chuàng)造專利該傳動(dòng)突破了齒輪傳動(dòng)老式特性,變化了輪齒與輪體剛性聯(lián)接為轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接,使齒輪所有輪齒成為一組作偏心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)體,即偏心針齒。偏心針齒擺線行星齒輪傳動(dòng)正是這樣一種具備開發(fā)潛力和良好應(yīng)用前景傳動(dòng)裝置。偏心針齒擺線行星齒輪傳動(dòng)具備傳動(dòng)比大，構(gòu)造緊湊,轉(zhuǎn)臂軸承壽命長等長處,是一種具備發(fā)展前景新型傳動(dòng)。[5]回轉(zhuǎn)起動(dòng)沖擊大特別是反轉(zhuǎn)制動(dòng)，沖擊更大。三、單速電機(jī)+擺線針輪減速器+輸出小齒輪+單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承(或雙排球式回轉(zhuǎn)支承)。這種構(gòu)造系統(tǒng)在諸多塔機(jī)中應(yīng)用，使用中反映出問題有：①起制動(dòng)不平穩(wěn)，慣性沖擊大；②沒有定位功能，使用中采用“打反車”來定位，加劇了沖擊和擺動(dòng)；③不能調(diào)速；④擺線針輪減速器輸出端本來不是為塔機(jī)懸臂構(gòu)造設(shè)計(jì)，當(dāng)前用于懸臂形式，就浮現(xiàn)輸出端漏油嚴(yán)重、輸出軸變形大、開式齒輪嚙合不良，甚至浮現(xiàn)減速器下端軸承和殼體損壞嚴(yán)重故障；⑤選用雙排球式或單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承都是承載能力低、自重大、壽命短、價(jià)格貴構(gòu)造。四、力矩電機(jī)+液力偶合器+電磁—彈簧制動(dòng)器+行星傳動(dòng)減速器+輸出小齒輪+單排球式回轉(zhuǎn)支承。星齒行星齒輪減速器特點(diǎn)：它是一種新型傳動(dòng)裝置，具備重量輕、體積小、重量輕、傳動(dòng)比大點(diǎn)，并且這種傳動(dòng)采用原則圓柱，齒形最簡(jiǎn)樸，基本實(shí)現(xiàn)了受載零件所有做純滾,并且各重要受力處多為凹凸接觸，且有較高接觸強(qiáng)度。[3]并且當(dāng)前服役塔機(jī)大某些用都是星齒行星齒輪減速器。星齒行星減速器如圖3.1所示：圖3.1星齒行星齒輪減速器1.電機(jī)2.液力耦合器3.制動(dòng)器4.行星減速器5.輸出小齒輪6.回轉(zhuǎn)支承7.螺栓8.螺栓這是咱們成系列配備設(shè)計(jì)構(gòu)造，簡(jiǎn)圖如圖1.1所示：它具備回轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高低兩速、停止定位、徑向尺寸小、傳動(dòng)效率高、自重輕等特點(diǎn)，是當(dāng)前市場(chǎng)上主流產(chǎn)品，并且有廠家已經(jīng)提供成套產(chǎn)品。(1)行星減速器內(nèi)齒輪是淬火后磨削高精度硬齒面齒輪，輸出小齒輪及回轉(zhuǎn)大齒輪都經(jīng)表面淬火，因此傳動(dòng)功率大、傳動(dòng)效率高、噪聲小、使用可靠、壽命長。(2)行星減速器輸出端按塔機(jī)懸臂構(gòu)造專門設(shè)計(jì)，采用GB297—87滾錐軸承、雙層骨架式油封、大直徑輸出軸，與輸出小齒輪花鍵聯(lián)接，克服了前面所述其他減速器輸出端經(jīng)常浮現(xiàn)各種缺陷,并可依照主機(jī)需要,簡(jiǎn)便地配換各種參數(shù)輸出小齒輪，以滿足不同規(guī)塔機(jī)規(guī)定。(3)行星減速器有A型(長頸)及B型(短頸)兩種,可滿足不同上支座構(gòu)造。傳動(dòng)比i可依照需要另行匹配。(4)自重輕。如80年代設(shè)計(jì)800kN·m級(jí)塔機(jī)，采用前述第二類構(gòu)造型式回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承自重864kg，電機(jī)—減速器等雙機(jī)構(gòu)自重2×600=1200kg,整套回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置自重約2064kg。又如當(dāng)前使用1600kN·m級(jí)塔機(jī),原設(shè)計(jì)采用第三類傳動(dòng)型式，雙排球式回轉(zhuǎn)支承自重約3100kg,雙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)自重約2×550=1100kg,整套裝置自重約為4200kg。采用新裝置，自重僅有1743kg或1805kg?？梢姵商谆剞D(zhuǎn)傳動(dòng)裝置在節(jié)約材料和資金都十分可觀。(5)雙速電機(jī)與液力偶合器匹配，具備調(diào)速和吸取沖擊功能，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)。(6)單排球式回轉(zhuǎn)支承采用JJ3611—91《單排球式回轉(zhuǎn)支承》原則，產(chǎn)品曾獲建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、建設(shè)部部?jī)?yōu)和國優(yōu)證書，由馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠生產(chǎn)。行星傳動(dòng)裝置獲安徽省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)及安徽省先進(jìn)新產(chǎn)品獎(jiǎng)，由馬鞍山傳動(dòng)機(jī)械廠生產(chǎn)。圖中件⑦、⑧采用JG/T5057—1995《建筑機(jī)械與設(shè)備高強(qiáng)度緊固件》。上述二廠都是建設(shè)部納入部“七五”及“八五”技術(shù)改造定點(diǎn)公司，技改后設(shè)備先進(jìn)，質(zhì)量保證體系完善，具備為建設(shè)機(jī)械提供優(yōu)質(zhì)配套能力。通過度析比較最后選取第四種傳動(dòng)方案。由于第四種傳動(dòng)方案具備塔機(jī)對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝置規(guī)定，具備回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，起動(dòng)制動(dòng)慣性力??；使用可靠,壽命長；工作時(shí)可停止定位，非工作狀態(tài)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；最重要是回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置自身尺寸小，重量輕,便于上支座構(gòu)造布置及減輕塔身構(gòu)造和塔身自重,減少了塔身重量。3.1.2回轉(zhuǎn)支承選取回轉(zhuǎn)支承重要用于為塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)某些提供穩(wěn)定、牢固支承，并將回轉(zhuǎn)某些載荷傳遞給固定某些。在塔式起重機(jī)中重要有柱式和滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置。柱式回轉(zhuǎn)支承裝置柱式回轉(zhuǎn)支承裝置可分為轉(zhuǎn)柱式和定柱式兩類。轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承裝置構(gòu)造簡(jiǎn)樸，制造以便，合用于起升高度和工作幅度以及起重量較大塔式起重機(jī)。定柱式回轉(zhuǎn)支承裝置構(gòu)造簡(jiǎn)樸，制造以便，起重機(jī)回轉(zhuǎn)某些轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，自重和驅(qū)動(dòng)功率較小，能使起重機(jī)重心減少。滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承裝置：起重機(jī)回轉(zhuǎn)某些固定在大軸承回轉(zhuǎn)座圈上，而大軸承固定座圈則與底架或門座頂面相固結(jié)。慣用滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承有如下四種。單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承：它由兩個(gè)座圈構(gòu)成，構(gòu)造緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點(diǎn)接觸，能同步承受軸向力、徑向力和傾翻力矩，中小型起重機(jī)可選用。雙排球式回轉(zhuǎn)支承：雙排球式回轉(zhuǎn)支承有三個(gè)座圈，鋼球和隔離塊可直接排入上下滾道，依照受力狀況，安排了上下兩排直徑不同鋼球。這種開式裝配非常以便，上下圓弧滾道承載角都為90°，能承受很大軸向力和傾翻力矩，特別合用于規(guī)定中檔以上直徑塔式起重機(jī)。單排交叉滾柱式回轉(zhuǎn)支承：?jiǎn)闻沤徊鏉L柱式回轉(zhuǎn)支承由兩個(gè)座圈構(gòu)成，構(gòu)造緊湊、重量輕、制造精度高，裝配間隙小，對(duì)安裝精度規(guī)定高，滾柱為1:1交叉排列，能同步承受軸向力、傾翻力矩和較大徑向力。三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承：三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承有三個(gè)座圈，上下及徑向滾道各自分開，使得每一排滾柱負(fù)載都能確切地加以擬定?？梢酝匠惺芨鞣N載荷，是四種產(chǎn)品中承載能力最大一種，軸、徑向尺寸都較大，構(gòu)造牢固，特別合用于規(guī)定較大直徑重型機(jī)械。綜合比較，結(jié)合本次課題規(guī)定，選用單排四點(diǎn)接觸球式回轉(zhuǎn)支承，型號(hào)為011.40.1250。3.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)校核作用在回轉(zhuǎn)支撐上載荷重要涉及起重臂架、平衡臂架、平衡重、塔頂某些自重、最大額定起升載荷、風(fēng)載荷、慣性載荷以及回轉(zhuǎn)齒輪嚙合力作用。這些力均可向回轉(zhuǎn)中心簡(jiǎn)化成回轉(zhuǎn)支撐計(jì)算載荷垂直力V，水平力H和力矩M三某些。本次設(shè)計(jì)中需要校核三個(gè)工況即起重臂與水平分別成15°、71°、83°時(shí)，經(jīng)分析15°工況時(shí)最危險(xiǎn)，因而選取此工況進(jìn)行校核運(yùn)算如下。作用在滾動(dòng)軸承上回轉(zhuǎn)支承上載荷如圖3.3所示：圖3.2作用在滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承上載荷3.2.1重要性能參數(shù)(15°時(shí))回轉(zhuǎn)速度：吊重運(yùn)營速度n=0.87r/min驗(yàn)算工況：在最大起重量幅度35m，吊起最大起重量2t時(shí)進(jìn)行校核運(yùn)算工作級(jí)別：M5，JC=40%,Z=3003.2.2載荷擬定3.2.2.1垂直力=1.155×+2200+8283.5+5000=17793.5kg式中：k超載系數(shù)==1.155起升載荷系數(shù)1.10吊臂自重2200kg平衡重5000kg額定最大起重量kg回轉(zhuǎn)支承之上除，之外其他某些重量=+++++++=8283.5kg平衡臂重913.4kg變幅機(jī)構(gòu)2600kg配電器150kg起升機(jī)構(gòu)1800kg上轉(zhuǎn)臺(tái)左側(cè)1511.3kg上轉(zhuǎn)臺(tái)右側(cè)977.3kg吊鉤重量150kg起升機(jī)構(gòu)上鋼絲繩質(zhì)量181.5kg回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂200kg回轉(zhuǎn)中心右側(cè)吊臂kg17793.5×10=177935N3.2.2.2力矩M=559450N·m式中：起重機(jī)回轉(zhuǎn)支承以上某些風(fēng)載荷5938.9N=q×（+=250×(1.25×8.67×1.3+(2.31+1.959+0.7+0.7+0.4)×1.2+1.488×1.6)N=5938.9N圖3.3回轉(zhuǎn)支承以上各某些行心到回轉(zhuǎn)支承垂直距離h回轉(zhuǎn)支承以上某些與回轉(zhuǎn)支承高度方向距離3.116mh=+/=(1.2789×2.125+1.3784×3.475+1.3784×5.028+1.3784×6.581+1.3784×8.134+1.3784×9.687+0.4989×10.678)/5938.9m=3.116m臂節(jié)一重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離2.125m臂節(jié)二重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離3.475m臂節(jié)三重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離5.028m臂節(jié)四重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離6.581m臂節(jié)五重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離8.134m臂節(jié)六重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離9.687m臂節(jié)七重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離10.678m上轉(zhuǎn)臺(tái)重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離0.362m平衡重重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離0.111m平衡臂重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離0.462m變幅機(jī)構(gòu)重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離1.012m配電器重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離1.112m起升機(jī)構(gòu)重心至回轉(zhuǎn)支承垂直距離1.012m回轉(zhuǎn)支承以上某些風(fēng)阻力矩50964N·m起重機(jī)空載后傾力矩251683.2N·m)×10=(0.574×977.3+17.5×+35×150-5000×7.638-913.4×5.4675-2600×5.538-150×3.988-(1800+181.5)×3.138-1511.3×1.325-200×0.737)×10N·m=251683.2N·m圖3.4各部件形心至回轉(zhuǎn)中心水平距離平衡重行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離7.638m平衡臂行心至回轉(zhuǎn)中心水平距5.4675m變幅機(jī)構(gòu)行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離5.538m配電器行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離3.988m起升機(jī)構(gòu)行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離3.138m上轉(zhuǎn)臺(tái)左側(cè)行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離1.325m上轉(zhuǎn)臺(tái)右側(cè)行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離0.574m左側(cè)動(dòng)臂行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離0.737m右側(cè)動(dòng)臂行心至回轉(zhuǎn)中心水平距離17.5m最大起重量幅度35m3.2.2.3水平力Fh=旋轉(zhuǎn)慣性力3928.2N++++)=×(0.574×977.3+17.5×+35×150+5000×7.638+913.4×5.4675+2600×5.538+150×3.988+(1800+181.5)×3.138+1511.3×1.325-200×0.737)N=3928.2N=7120N式中：回轉(zhuǎn)速度2πn/60t制動(dòng)時(shí)間4s3.2.3回轉(zhuǎn)支承選型計(jì)算選用011.40.1250單排球式回轉(zhuǎn)支承3.2.3.1當(dāng)量外載荷計(jì)算=177935+4.37×559450／1.25+3.44×7120=2158268N式中：回轉(zhuǎn)支承滾道直徑1.25m3.2.3.2回轉(zhuǎn)支承當(dāng)量?jī)羧萘?49×40×40×86×sin50=5164678N式中：凈容量系數(shù)49鋼球直徑32mm鋼球數(shù)量86==86.1取整=86b隔板有效寬度，查表5mm3.2.3.3回轉(zhuǎn)支撐校核>回轉(zhuǎn)支承計(jì)算通過3.2.4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置計(jì)算回轉(zhuǎn)速度：分高、低兩種速度，以實(shí)現(xiàn)高速吊重回轉(zhuǎn)，慢速就位。3.2.4.1機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置總力矩計(jì)算式中：摩擦阻力矩坡道阻力矩風(fēng)阻力矩3.2.4.2回轉(zhuǎn)支承摩擦阻力矩計(jì)算==13489N·m式中：當(dāng)量摩擦系數(shù)=0.01滾道中心直徑1.25m作用在回轉(zhuǎn)支承總壓力,即回轉(zhuǎn)支承當(dāng)量外載荷2158268N3.2.4.3風(fēng)荷產(chǎn)生阻力矩式中：動(dòng)臂風(fēng)力系數(shù)1.3平衡臂風(fēng)力系數(shù)1.6平衡重風(fēng)力系數(shù)1.2計(jì)算風(fēng)壓250pa回轉(zhuǎn)中心右側(cè)吊臂行心到回轉(zhuǎn)中心距離17.5m動(dòng)臂迎風(fēng)面積8.67m2回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂迎風(fēng)面積0.4m2回轉(zhuǎn)中心左側(cè)吊臂迎風(fēng)面積8.27m2平衡重迎風(fēng)面積1.959m2平衡臂面積迎風(fēng)1.488m2上轉(zhuǎn)臺(tái)迎風(fēng)面積2.31m2回轉(zhuǎn)中心左側(cè)上轉(zhuǎn)臺(tái)面積1.5859m2回轉(zhuǎn)中心右側(cè)上轉(zhuǎn)臺(tái)面積0.7268m2變幅機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積0.7m2起升機(jī)構(gòu)迎風(fēng)面積0.7mm2配電器迎風(fēng)面積0.4mm2=50964N·m3.2.4.4坡度引起阻力矩==×17.5×Sin（0.286）=3276N·m由塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范可知：按坡度0.5%計(jì)算，tanα=0.5%α=0.286°可得出=13489+（48903+3276）×0.7=51457.4N·m3.2.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)選取與校核3.2.5.1重要參數(shù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)小齒輪數(shù)量：=17回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速比：=195回轉(zhuǎn)支承齒數(shù)：=1443.2.5.2電機(jī)選取依照回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)凈阻力矩，回轉(zhuǎn)速度和機(jī)構(gòu)效率計(jì)算機(jī)構(gòu)等效功率。=51457.4×0.61/9550/0.9=5.22kw式中：等效凈阻力矩；51457.4N·m回轉(zhuǎn)速度/I=0.89r/min回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總效率=0.9選取回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：YLEW123L-4-185N·m，JC=40%,Z=3003.2.5.3功率校核=1.62×51457.4/（1651.76×0.9×1）=56.08N·m式中：基準(zhǔn)節(jié)電持續(xù)率時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.0×9550×2.67/1440=148N·m系數(shù)，電動(dòng)機(jī)選是鼠籠型異步電機(jī)可取1.62電機(jī)個(gè)數(shù)1總傳動(dòng)比195×144/17=1651.76電動(dòng)機(jī)基準(zhǔn)接電持續(xù)率時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩148N·m>56.02N·m故過載校驗(yàn)合格3.2.5.4發(fā)熱校核=40651.3×1440/9550/0.9/0.79/1651.76=5.89kw式中：電動(dòng)機(jī)額定功率，=Tn×nm/9550=74×1440/9550=11.2kw額定轉(zhuǎn)矩，185/2.5=74N·m額定轉(zhuǎn)速1440r/min最不利工作循環(huán)等平均阻力轉(zhuǎn)矩=51457.4×0.79=40651.3·m凈阻力轉(zhuǎn)矩51457.4N·m系數(shù)0.79系數(shù)0.7式中：z電動(dòng)機(jī)每小時(shí)折算全啟動(dòng)次數(shù)取300電動(dòng)機(jī)額定功率11.2kw>5.89kw故發(fā)熱校核合格4下支座設(shè)計(jì)與校核塔機(jī)回轉(zhuǎn)某些重要構(gòu)成有上支座、下支座、回轉(zhuǎn)支承以及動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。安裝形式為下支座下部與塔身相連接，上支座上部安裝塔頂及先后臂，上下支座分別通過高強(qiáng)度螺栓與回旋支承內(nèi)、外圈相連（就回旋支承為外齒式而言），下支座、回轉(zhuǎn)支承外圈保持固定不動(dòng)，回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈、上支座及以上某些在工作時(shí)由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而作水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。上、下支座均為塔機(jī)重要受力部件，常用中小型搭機(jī)上、下支座普通由面板、立板和若干筋板焊接而成，為簡(jiǎn)易箱形構(gòu)造。4.1.下支座機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)給定尺寸：塔身主肢距離:1.5m主肢角鋼型號(hào):160×160×16mm常用中小型搭機(jī)下支座普通由面板、立板和若干筋板焊接而成，為簡(jiǎn)易箱形構(gòu)造。在實(shí)際生產(chǎn)中，為便于生產(chǎn)運(yùn)送下支座普通重要由直接購買主肢組焊件、骨架組焊件以及若干耳板焊接而成。下支座生產(chǎn)材料選用Q235B，重要生產(chǎn)工藝為焊接。運(yùn)用三維建模軟件Solidwrks進(jìn)行建模如圖4.1：圖4.1下支座構(gòu)造模型圖4.2.下支座有限元后解決然后運(yùn)用有限元分析軟件ALGOR進(jìn)行后解決。為便于獲得更為精確成果在有限元后解決時(shí)將上、下支座和回轉(zhuǎn)支承進(jìn)行裝配后整體后解決，如圖4.2。圖4.2上下轉(zhuǎn)臺(tái)裝配圖本次塔機(jī)設(shè)計(jì)中重要對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)校核如下六個(gè)工況：1。上、下支座旋轉(zhuǎn)成0°，分別校核起重臂與水平線成15°、71°、82°時(shí)三個(gè)工況；2.上、下支座旋轉(zhuǎn)成45°，分別校核起重臂與水平線成15°、71°、82°時(shí)三個(gè)工況,運(yùn)用ALGOR進(jìn)行后解決加載如圖4.3：圖4.3裝配體要加載載荷如圖所示4.2.1后解決各工況加載數(shù)據(jù)其中，A處為全約束，B處不限制X向，C處不限制Y向，D處不限制X、Y方向。如下是各工況加載數(shù)據(jù)：上下支座成0°時(shí)1斜撐桿上作用力F0動(dòng)臂與水平成15°1處方向X=-1389Z=1438作用力54874N動(dòng)臂與水平成71°X=-1389Z=143823176N動(dòng)臂與水平成83°X=1389Z=14386620N2、3處起重臂作用力F1動(dòng)臂與水平成15°2處方向X=386Z=103作用力74779N3處方向X=386Z=1037333N動(dòng)臂與水平成71°2處方向X=32Z=9496152N3處方向X=32Z=949679N動(dòng)臂與水平成83°2處方向X=400Z=325770308N3處方向X=400Z=32572760N4、5、6、7處平衡臂某些、風(fēng)載、旋轉(zhuǎn)慣性力轉(zhuǎn)化作用力F2動(dòng)臂與水平成15°4處方向X=-238399Z=-8636作用力238555N5處方向X=-145157Z=-8637145414N6處方向X=-238399Z=-8636238555N7處方向X=-145157Z=-8637145414N動(dòng)臂與水平成71°4處方向X=-154663Z=-9142154933N5處方向X=-151420Z=-9142151696N6處方向X=-154663Z=-9142154933N7處方向X=-151420Z=-9142151696N動(dòng)臂與水平成83°4處方向X=-28032Z=-311728205N5處方向X=-31276Z=-311731413N6處方向X=-28032Z=-311728205N7處方向X=-31276Z=-311731431N上下支座成45°時(shí)1斜撐桿上作用力F0動(dòng)臂與水平成15°1處方向X=-982Z=-1438作用力54874N動(dòng)臂與水平成71°X=-982Z=-143823176N動(dòng)臂與水平成83°X=-982Z=-14386620N2、3處起重臂作用力F1動(dòng)臂與水平成15°2處方向X=273Z=103作用力74779N3處方向X=273Z=1037333N動(dòng)臂與水平成71°2處方向X=23Z=9496152N3處方向X=23Z=949679N動(dòng)臂與水平成83°2處方向X=283Z=325770308N3處方向X=283Z=32572760N4、5、6、7處平衡臂某些、風(fēng)載、旋轉(zhuǎn)慣性力轉(zhuǎn)化作用力F2動(dòng)臂與水平成15°4處方向X=-168599Z=-8636作用力238555N5處方向X=-102657Z=-8637145414N6處方向X=-168599Z=-8636238555N7處方向X=-102657Z=-8637145414N動(dòng)臂與水平成71°4處方向X=-109380Z=-9142154933N5處方向X=-107806Z=-9142151696N6處方向X=-109380Z=-9142154933N7處方向X=-107806Z=-9142151696N動(dòng)臂與水平成83°4處方向X=-19825Z=-311728205N5處方向X=-22119Z=-311731413N6處方向X=-19825Z=-311728205N7處方向X=-22119Z=-311731431N4.2.2后解決成果通過后解決得到如下數(shù)據(jù)：上、下支座角度-工況點(diǎn)位移應(yīng)變應(yīng)力mmmm/mmMpa45°-15°總體1.530.0007113.157下支座0.390.0007113.157上支座1.52690.000697.5545°-71°總體2.865790.00079127.763下支座0.16550.00302548.87上支座2.865790.00079127.76345°-83°總體3.788570.002357380.771下支座0.26650.0005691.03上支座3.788570.00235380.7710°-15°總體4.6460.00758122.49下支座0.448990.00069111.625上支座4.6460.000758122.490°-71°總體2.855120.00078126.4下支座0.44890.000069111.62上支座4.6460.00075122.490°-83°總體3.801680.000657106.159下支座0.277290.000657106.159上支座3.801690.000653105.5534.2.2.1最危險(xiǎn)工況后解決成果通過比較分析得裝配體和上轉(zhuǎn)臺(tái)在45°-71°時(shí)應(yīng)力最大，即此時(shí)最危險(xiǎn)，因而僅展示此工況下受力分析狀況：經(jīng)ALGOR軟件分析解決成果如下：裝配體建模圖如圖4.4：圖4.4裝配體網(wǎng)格劃分圖圖4.5裝配體加載荷和約束圖后解決成果如下：圖4.6轉(zhuǎn)臺(tái)點(diǎn)位移圖圖4.7轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)變圖對(duì)于下支座在45°-15°時(shí)應(yīng)力最大，即此時(shí)最危險(xiǎn)：因而只書寫此狀況下解決成果如下：圖4.8下支座點(diǎn)位移圖圖4.9下支座應(yīng)變圖圖4.10下支座應(yīng)力圖4.345°-15°解決成果文獻(xiàn)4.3.1設(shè)計(jì)分析項(xiàng)目創(chuàng)立于-5-17。

上次更新于-5-17。項(xiàng)目檢查于-5-17。摘要模型信息分析類型-采用線性材料模型靜態(tài)應(yīng)力

單位-Custom-(N，mm，s，degF，degR，V，ohm，A，in*lbf)分析參數(shù)信息載荷工況乘數(shù)采用線性材料模型靜態(tài)應(yīng)力也許具備多重載荷工況。這樣就可以在解方程同步，一次性使用多重載荷分析模型。下表中載荷工況乘數(shù)將會(huì)在分析該模型時(shí)使用。載荷工況壓力/表面力加速度/重力已移位邊界熱電壓110000多物理場(chǎng)信息缺省節(jié)點(diǎn)溫度0°F節(jié)點(diǎn)溫度源無

傳熱分析時(shí)間步長最后

解決器信息解算器類型變帶寬

取消應(yīng)變計(jì)算和輸出否

計(jì)算反作用力是

調(diào)用帶狀解算器否

避免帶寬最小化否

剛度計(jì)算后停止否

輸出文獻(xiàn)中位移數(shù)據(jù)否

輸出文獻(xiàn)中應(yīng)力數(shù)據(jù)否

輸出文獻(xiàn)中方程編號(hào)數(shù)據(jù)否

輸出文獻(xiàn)中單元輸入數(shù)據(jù)否

輸出文獻(xiàn)中節(jié)點(diǎn)輸入數(shù)據(jù)否

輸出文獻(xiàn)中離心載荷數(shù)據(jù)否

零件信息零件標(biāo)號(hào)零件名稱單元類型材料名稱\l"PartID1"1回轉(zhuǎn)支撐塊體\l"AISIE52100Steel->塊體"AISIE52100Steel\l"PartID2"2下轉(zhuǎn)臺(tái)-平臺(tái)塊體\l"AISIE52100Steel->塊體"AISIE52100Steel\l"PartID3"3上轉(zhuǎn)臺(tái)塊體\l"AISIE52100Steel->塊體"AISIE52100Steel用于如下內(nèi)容單元屬性:回轉(zhuǎn)支撐下轉(zhuǎn)臺(tái)-平臺(tái)上轉(zhuǎn)臺(tái)單元類型塊體兼容性非強(qiáng)制

積分階第2階

無應(yīng)力參照溫度0°F材料信息AISIE52100Steel-塊體材料模型Standard

材料源AlgorMaterialLibrary

材料源文獻(xiàn)d:\algor\MatLibs\algormat.mlb

上次更新日期/10/28-16:02:00

材料闡明None

質(zhì)量密度.N*s^2/mm/mm3彈性模量210000N/mm2泊松比0.3

剪切彈性模量80000N/mm2熱膨脹系數(shù)01/°F4.3.2載荷與約束信息4.3.2.1載荷載荷集1：Unnamed表面力IDDescriptionPartIDSurfaceID數(shù)值VxVyVz1未命名35254874.2982.4-982.41438.682未命名35354874.2982.4-982.41438.683未命名35054874.2982.4-982.41438.684未命名35154874.2982.4-982.41438.685未命名34327291.6-273.2273.2103.5286未命名34027291.6-273.2273.2103.5287未命名348109404-273.2273.2103.5288未命名345109404-273.2273.2103.5289未命名349148651104935-104935-863610未命名346148651104935-104935-863611未命名344145414102642-102642863612未命名341145414102642-102642863613未命名339145414-102642102642863614未命名337145414-102642102642863615未命名336148651-102642102642863616未命名334148651-10264210264286364.3.2.2約束約束集1：Unnamed表面邊界條件IDDescriptionPartIDSurfaceIDTxTyTzRxRyRz1未命名2104是是是是是是2未命名2152是否是是是是3未命名2117否是是是是是4未命名2130否否是是是是4.3.3解決器輸出解決器摘要ALGOR(R)StaticStresswithLinearMaterialModelsVersion18.00-WIN30-SEP-Copyright(c)1984-ALGOR，Inc.Allrightsreserved.Warning：UnabletouseALGTlocationfortemporaryfilesDATE：MAY17，TIME：02:27PMPROGRAMVERSION：18000010alg.dllVERSION：18000002agsdb_ar.dllVERSION：18000000algconfig.dllVERSION：1700algsolve.exeVERSION：18000005amgsolve.exeVERSION：033000001****CONTROLINFORMATIONnumberofnodepoints(NUMNP)=34514numberofelementtypes(NELTYP)=3numberofloadcases(LL)=1numberoffrequencies(NF)=0analysistypecode(NDYN)=0equationsperblock(KEQB)=0bandwidthminimizationflag(MINBND)=0gravitationalconstant(GRAV)=9.8146E+03numberofequations(NEQ)=103406****PRINTOFNODALDATASUPPRESSED****PRINTOFEQUATIONNUMBERSSUPPRESSED****Harddiskfilesizeinformationforprocessor:Availableharddiskspaceoncurrentdrive=43774.629megabytes1****ELEMENTLOADMULTIPLIERSloadcasecaseAcaseBcaseCcaseDcaseE11.000E+000.000E+000.000E+000.000E+000.000E+00****InvokingParallelAMGIterativeSolver...****SymbolicAssemblingUsingtheRow-HitsMatrixProfile...****AssembledinOneBlock.****RealSparseMatrixAssembly...1****STIFFNESSMATRIXPARAMETERSminimumnon-zerodiagonalelement=1.0015E+04maximumdiagonalelement=2.8973E+09maximum/minimum=2.8931E+05averagediagonalelement=3.3003E+07theminimumisfoundatequation18012：node=6050Txthemaximumisfoundatequation37538：node=12558Tzintheupperoff-diagonalmatrix:numberofentriesintheprofile=19735132numberofsymbolicnonzeroentries=2381087numberofrealnonzeroentries=2381010****SparseMatrixAssembledinOneBlock****Loadcase1****EndAMGIterativeSolverSolutionReactionSumsandMaximaforLoadCase1SumofappliedforcesX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment-7.8896E+047.8896E+042.6358E+050.0000E+000.0000E+000.0000E+00SumofreactionsX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment-1.1586E-072.6265E-07-8.8835E-070.0000E+000.0000E+000.0000E+00SumofresidualsX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment-7.8896E+047.8896E+042.6358E+050.0000E+000.0000E+000.0000E+00SumofunfixeddirectionresidualsX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment-9.0732E-03-2.8034E-02-7.8973E-040.0000E+000.0000E+000.0000E+00LargestappliedforcesandmomentsNodeNodeNodeNodeNodeNodeX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment1214112141121500001.7489E+04-1.7489E+047.6753E+030.0000E+000.0000E+000.0000E+00LargestnodalreactionsNodeNodeNodeNodeNodeNodeX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment1214120752267000-1.7489E+042.1074E+04-6.2979E+040.0000E+000.0000E+000.0000E+00LargestnodalresidualsNodeNodeNodeNodeNodeNodeX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment226720752267000-1.7201E+042.1074E+04-6.2979E+040.0000E+000.0000E+000.0000E+00LargestunfixeddirectionresidualsNodeNodeNodeNodeNodeNodeX-ForceY-ForceZ-ForceX-MomentY-MomentZ-Moment3065330924309240008.2550E-02-7.3682E-02-5.9593E-020.0000E+000.0000E+000.0000E+001****TEMPORARYFILESTORAGE(MEGABYTES)UNITNO.7：0.793UNITNO.8：1.185UNITNO.9：0.000UNITNO.10：0.000UNITNO.11：0.000UNITNO.12：0.789UNITNO.13：0.793UNITNO.14：0.000UNITNO.15：0.000UNITNO.17：0.000UNITNO.51：9.365UNITNO.52：260.474UNITNO.54：0.394UNITNO.55：8.688UNITNO.56：17.377UNITNO.58：0.789UNITNO.59：0.000TOTAL：300.648Megabytes 4.3.4解決器日記ALGOR(R)StaticStresswithLinearMaterialModelsVersion18.00-WIN30-SEP-Copyright(c)1984-ALGOR，Inc.Allrightsreserved.Warning：UnabletouseALGTlocationfortemporaryfiles3451431000****Linearstressanalysis****MemoryDynamicallyAllocated=1013192KBOptionsexecutedare：NOMINSTRAINAMGSUPCNFSUPELMSUPNODREACENORprocessing...****OPENINGTEMPORARYFILESNDYN=0DATE：MAY17，TIME：02:27PMPROGRAMVERSION：18000010alg.dllVERSION：18000002agsdb_ar.dllVERSION：18000000algconfig.dllVERSION：1700algsolve.exeVERSION：18000005amgsolve.exeVERSION：03300000****BEGINNODALDATAINPUT34514NODES10000(29.%)nodes0(0.%)nodes****ENDNODALDATAINPUT****BEGINTYPE-8dataINPUTPART1CONTAINING7415ELEMENTS4000(54.%)elements(27.%)elements0(0.%)elements****endTYPE-8dataINPUT****BEGINTYPE-8dataINPUTPART2CONTAINING31838ELEMENTS28000(88.%)elements26000(81.%)elements24000(75.%)elements2(69.%)elements0(63.%)elements18000(56.%)elements16000(50.%)elements14000(44.%)elements1(38.%)elements10000(31.%)elements8000(25.%)elements6000(19.%)elements4000(13.%)elements(6.%)elements0(0.%)elements****endTYPE-8dataINPUT****BEGINTYPE-8dataINPUTPART3CONTAINING37468ELEMENTS33000(88.%)elements30000(80.%)elements