（优秀毕业全套设计）QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计（整套下载）

选用标准节长度为.。

塔身结构腹杆系统塔身结构的腹杆系统采用角钢或无缝钢管制成，腹杆可焊装与角钢主弦杆内侧或焊装于角钢主弦杆外侧。

斜腹杆和水平腹杆可采用同规格，腹杆有三角形，字型等多种布置形式。

腹杆不同会影响塔身的扭转刚度和弹性稳定。

本次设计腹杆采用三角形布置。

适合于中等起重能力塔身结构采用的腹杆布置方式。

标准节间的联接方式塔身标准节的联接方式有盖板螺栓联接，套柱螺栓联接，承插销轴联接和瓦套法兰联接。

盖板螺栓联接和套柱螺栓联接应用最广。

本次设计的塔机采用套柱螺栓联接，其特点是套柱采用齐口定位，螺栓受拉，用低合金结构钢制作。

适用于方钢管和角钢主弦杆塔身标准节的联接，虽加工工艺要求比较复杂，但安装速度比较快。

塔身结构设计轻中型自升塔机和内爬式塔机宜采用整体式塔身标准节。

附着式自升式塔机和起升高度大的轨道式以及独立式自升塔机宜采用拼装式塔身标准节。

拼装式塔机塔身标准节的加工精度要求比较高，制作难度比较大，零件多和拼装麻烦，但拼装式塔身标准节的优越性更不容忽视是堆放储存占地小二是装卸容易三是运输费用便宜，特别是长途陆运和运洋海运，由于利用集装箱装运，其抗锈蚀和节约运费的效果极为显著。

属于中型自升式塔机，综合各种型式的特点，塔身结构采用整体式塔身标准节，如图所示图塔身结构示意图为减轻塔身的自重，充分发挥钢材的承载能力，并适应发展组合制式塔机的需要，对于达到起升高度的塔机塔身宜采用两种不同规格的塔身标准节，而起升高度达到的塔机塔身宜采用种不同规格的塔身标准节。

除伸缩式塔身结构和中央顶升式自升塔机的内塔外，塔身结构上下的外形尺寸均保持不变，但下部塔身结构的主弦杆截面则须予以加大。

塔身的主弦杆可以是角钢角钢拼焊方钢管无缝钢管式实心圆钢，取决于塔身的起重能力供货条件经济效益以及开发系列产品的规划和需要。

塔身节内必须设置爬梯，以便司机及机工可以上下。

在设计塔身标准节，特别是在设计拼装式塔身标准节时，要处理好爬梯与塔身的关系，以保证使用安全及安装便利。

爬梯宽度不宜小于，梯级间距应上下相等，并应不大于。

当爬梯高度大于时，应从高处开始装设直径为的安全护圈，相邻两护圈间距为。

当爬梯高度超过时，爬梯应分段转接，在转接处加休息平台。

对于高档的塔机，可根据用户要求增设电梯，以节省司机的体力，充分体现人机工程学的应用。

塔身的接高问题在遇到塔身需要接高问题时，应按下述两种不同情况分别处理在额定最大自由高度范围内，根据工程对象需要增加塔身标准节，使低塔机变为高塔机。

根据施工需要，增加塔身标准节，使塔身高度略超越固定式塔机的规定最大自由高度。

在进行具体接高操作之前，还应制定相关的安全操作规程，以保证拆装作业的安全顺利进行。

．转台装置转台是个直接坐在回转支承转盘上的承上启下的支撑结构。

上回转自升式塔机的转台多采用型钢和钢板组焊成的工字型断面环梁结构，它支撑着塔顶结构和回转塔架，并通过回转支承及承座将上部载荷下传给塔身结构。

．回转支承装置回转支承简称转盘，是塔式起重机的重要部件，由齿圈座圈滚动体隔离快连接螺栓及密封条等组成。

按滚动体的不同，回转支承可分为两大类是球式回转支承，另类是滚柱式回转支承。

柱式回转支承柱式回转支承又可分为转柱式和定柱式两类。

定柱式回转支承结构简单，制造方便，起重回转部分转动惯量小，自重和驱动功率小，能使起重机重心降低。

转柱式结构简单，制造方便，适用于起升高度和工作幅度以及起重量较大的塔机。

滚动轴承式回转支承滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为单排四点角接触球式回转支承双排球式回转支承单排交叉滚柱式回转支承三排滚柱式回转支承。

滚动轴承式回转支承装置结构紧凑，可同时承受垂直力水平力和倾覆力矩是目前应用最广的回转支承装置。

为保证轴承装置正常工作，对固定轴承座圈的机架要求有足够的刚度。

滚动轴承式回转支承，回转部分固定，在大轴承的回转座圈上，而大轴承的的固定座圈则与塔身底架或门座的顶面相固结。

设计选用球式回转支承，其优点是刚性好，变形比较小，对承座结构要求较低。

钢球为纯滚动，摩擦阻力小，功率损失小。

根据构造不同和滚动体使用数量的多少，回转支承又分为单排四点接触球式回转支承双排球式回转支承单排交叉滚柱式回转支承和三排滚柱式回转支承。

设计采用单排四点接触球式回转支承，它是由个座圈和齿圈组成，结构紧凑，重量轻，钢球与圆弧滚道四点接触，能同时承受轴向力径向力和倾翻力矩。

．底架塔机底架构造随着塔身结构特点转柱式塔身或定柱式塔身，起重机的走形方式轨道式轮胎式或履带式及爬升方式内爬式或外附着自升式而异。

小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架结构可分为十字型底架，带撑杆的十字型底架，带撑杆的井字型底架，带撑杆的水平框架式杆件拼装底架和塔身偏置式底架。

本次设计采用的是带撑杆的底架。

底架用工字钢焊接成框架结构，在四角安装有四条辐射状可拆卸支腿，该支腿用槽钢焊接而成，用螺栓与框架结构连接，底架通过个预埋地脚螺栓与基础固定，螺栓为，底架外轮廓尺寸约为长宽高。

撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连，形成个空间结构，增加塔机整体稳定性。

由于塔身撑杆的设置，塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面，同时塔身根部平面对底架的作用减小，从而改善底架的受力情况。

底架安装时，将底架拼装组合，放置于混凝土基础上，对正四角的放射形支腿地脚螺栓，使底架垫平牢实，要求校平，平面度小于，拧紧个的地脚螺栓。

.附着装置附着装置由套附着框架，四套顶杆和三根撑杆组成，通过它们将起重机塔身的中间节段锚固在建筑物上，以增加塔身的刚度和整体稳定性．撑杆的长度可以调整，以满足塔身中心线到建筑物的距离限制．塔身附着装置是用角钢对焊组合成的附着框架，由螺栓联接成框形，包箍于塔身标准的外表面，在附着框架下方的塔身主弦杆上分别固定个小抱箍，以支持附着框架的重量，再由三根可伸缩调整的附着撑杆，通过销轴把该框架与建筑物连接，使塔机在规定高度与建筑物附着。

．附着装置如图所示附着装置.套架与液压顶升机构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装置等组成。

套架是套在塔身标准节外部。

套架用无缝钢管焊接而成，节高.米，截面尺寸米。

外侧设有平台和套架爬升导向装置爬升滚轮。

在套架内侧的下方，还设有支承套架的支块，当套架上升到规定位置时，需将此支块连同套架支托于塔身标准节的踏块上。

为便于顶升安装的安全需要特设有工作平台，爬升架内侧沿塔身主弦杆安装个滚轮，支撑在塔身主弦杆外侧，在爬升架的横梁上，焊上两块耳板与液压系统油缸铰接承受油缸的顶升载荷，爬升架下部有两个杠杆原理操纵的摆动爪，在液压缸回收活塞以及引进标准节等过程中作为爬升架承托上部结构重量之用。

顶升机构顶升机构主要由顶升套架顶升作业平台和液压顶升装置组成，用于完成塔身的顶升加节接高工作。

套架上回转自升塔机要有顶升套架。

整体标准节用外套架。

外套架就是套架本体套在塔身的外部。

套架本身就是个空间桁架结构。

套架由框架，平台，栏杆，支承踏步块等组成。

安装套架时，大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。

套架的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接，其前方的上半部没有焊腹杆，而是引入门框，因此其弦必须作特殊的加强，以防止侧向局部失稳。

门框内装有两根引入导轨，以便与标准节的引入。

液压顶升按顶升接高方式的不同，液压顶升分为上顶升加节接高中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种形式。

上顶升加节接高的工艺是由上向下插入标准节，多用于俯仰变幅的动臂自升式塔是起重机。

下顶升加节接高的优点人员在下部操作，安全方便。

缺点是顶升重量大，顶升时锚固装置必须松开。

中顶升加节接高的工艺是由塔身侧引入标准节，可适用于不同形式的臂架，内爬，外附均可，而且顶升时无需松开锚固装置，应用面比较广。

本次设计的塔式起重机采用上顶升加节接高。

按顶升机构的传动方式不同，可分为绳轮顶升机构链轮顶升机构齿条顶升机构丝杠顶升机构和液压顶升机构等五种。

绳轮顶升机构的特点是构造简单，但不平稳。

链轮顶升机构与绳轮顶升机构相类似，采用较少。

齿条顶升机构在每节外塔架内侧均装有齿条，内塔架外侧底部安装齿轮。

齿轮在齿条上滚动，内塔架随之爬升或下降。

丝杠爬升机构的丝杠装在内塔架中轴线处，或装在塔身的侧面内外塔架的空隙里。

通过丝杠正反转，完成顶升过程。

本次设计的塔式起重机采用液压顶升机构。

液压顶升机构由电动机驱动齿轮油泵，液压油经手动换向阀平衡阀进入液压缸，使液压缸伸缩，实现塔机上部的爬升和拆卸。

其主要优点是构造简单工作可靠平稳安全操作方便爬升速度快。

本机构另有套手动操作的爬升吊装装置与顶升液压系统配合工作。

液压顶升系统如图所示液压顶升系统电动机联轴器齿轮泵滤油器溢流阀压力表开关压力表手动换向阀油缸平衡阀顶升液压缸的布置顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。

所谓中央顶升，是指挥顶升液压缸布置在塔身的中央，并设上，下横梁各个。

液压缸上端固定在横梁铰点处。

顶升时，活塞杆外身，通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。

液压缸的大腔在上，小腔在下压力油不断注入液压缸大腔，小腔中液压油则回入油箱，从而使液压缸将塔式起重机的上部顶起。

所谓侧顶升式，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。

顶升时，压力油不断泵入油缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。

活塞杆外伸，通过顶升横梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块间距视活塞有效行程而定。

般取.。

由于液压缸上端铰接在顶升套架横梁上，故能随着液压缸活塞杆的渐渐外伸而将塔机上部顶起来。

侧顶式的主要优点是塔身标准节长度可适当加大，液压缸行程可以相应缩短，加工制造比较方便，成本亦低廉些。

本次设计的塔式起重机采用侧顶式。

.基础固定式塔式起重机，可靠的地基基础是保证塔机安全使用的必备条件。

该基础应根据不同地质情况，严格按照规定制作。

除在坚硬岩石地段可采用锚桩地基分块基础外，般情况下均采用整体钢筋混凝土基础。

钢筋混凝土基础有多种形式可供选用。

对于有底架的固定自升式塔式起重机，可视工程地质条件，周围环境以及施工现场情况选用形整体基础，四个条块分隔式基础或者四个独立块体式基础。

对于无底架的自升式塔式起重机则采用整体式方块基础。

如这种塔机必须安装在深基坑近旁，或者塔机安装位置地质条件较差，则应采用钻孔灌注桩承台基础。

形整体基础的形状及平面尺寸大致与塔式起重机形底架相似。

塔式起重机的形底架通过预埋地脚螺栓固定在混凝土基础上，此种形式多用于轻型自升式塔式起重机，如图所示图形整体基础长条形基础由两条或四条并列平行的钢筋混凝土底梁组成，其功能犹如两条钢筋混凝土的钢轨轨道基础，分别支承底架的四个支座和由底架支座传来的上部荷载。

如果塔机安装在混凝土砌块人行道上，或是安装在原有混凝土地面上，均可采用这种钢筋混凝土基础。

分块式基础由四个独立的钢筋混凝土块体组成，分别承受由底架结构传来的整机自重及载荷。

钢筋混凝土块体构造尺寸视塔机支反力大小基地耐力而定。

由于基础仅承受底架传递的垂直力，故可作为中心负荷独立柱基础处理。

其优点是构造比较简单，混凝土及钢筋用量都比较少，造价便宜。

无底架固定式自升式塔机的钢筋混凝土基础，必须是整体大块体式大体积混凝土基础。

塔机的塔身结构通过塔身基础节预埋塔身框架或预埋塔身主角钢等固定在钢筋混凝土基础上。

由于塔身结构与混凝土基础联固成整体，混凝土基础能发挥承上启下的作用将塔机上不得载荷全部传给地基。

由于整体钢筋混凝土基础的体形尺寸是考虑塔式起重机的最大支反力地基承载力以及压重的需求而选定的，因而能确保塔机在最不利工况下均可安全工作，不会产生倾翻事故。

基础预埋深度根据施工现场地基情况而定，般塔式起重机埋设深度为.米，但应注意须将基础整体埋住。

本次设计的塔式起重机，选用的混凝土基础为基础如图所示。

混凝土外轮廓尺寸约为长宽高长宽高，总混凝土方量约立