QTZ63型塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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）,1954年撫順試制成功第一臺(tái)2-6t塔式起重機(jī)，仿建筑師-型。初名TQ2-6塔式起重機(jī)。首次在北京用于大型砌塊民用建筑施工，并取得成功。1965年列入國(guó)家生產(chǎn)計(jì)劃的沈陽建機(jī)廠開始批量生產(chǎn)紅旗-16型塔式起重機(jī)。20世紀(jì)80年代隨著改革開放和國(guó)際技術(shù)交流增多，我國(guó)曾先后有原聯(lián)邦德國(guó).法國(guó).意大利及丹麥引進(jìn)了為數(shù)可觀的塔式起重機(jī)產(chǎn)品，特別是1984年由法國(guó)POTAIN公司引進(jìn)的三種機(jī)型（H3/36B.F0/23B.GTMR360B）的生產(chǎn)許可證，極大地促進(jìn)了我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步。通過消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，對(duì)基礎(chǔ)部件，如電動(dòng)機(jī).電器.回轉(zhuǎn)支承.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及安全裝置等進(jìn)行定點(diǎn)生產(chǎn)，一些生產(chǎn)主機(jī)的專業(yè)大廠還進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，增設(shè)鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線，從而使國(guó)產(chǎn)塔式起重機(jī)的質(zhì)量迅速提高，一些主要機(jī)種已達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品質(zhì)量水平。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍建筑任務(wù)的增加進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期，年產(chǎn)量連年猛增，全國(guó)塔式起重機(jī)總擁有約為10萬臺(tái)。塔式起重機(jī)出口業(yè)務(wù)曾一度極為興旺。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模，應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量來衡量，我國(guó)均堪稱世界首號(hào)塔式起重機(jī)大國(guó)。改革開放以來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛和投資規(guī)模的擴(kuò)大，促進(jìn)了建筑機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，為塔機(jī)行業(yè)提供了良好機(jī)遇和發(fā)展空間。據(jù)有關(guān)方面提供的信息：我國(guó)西部開發(fā)建設(shè)、國(guó)家能源建設(shè)、煤炭基本建設(shè)、油田建設(shè)、住宅建設(shè)、城市地鐵建設(shè)等眾多項(xiàng)目，預(yù)計(jì)20012005年全社會(huì)固定資產(chǎn)投資規(guī)模約為60000億元，用于購置建筑機(jī)械的費(fèi)用每年約為700億元左右，其中相當(dāng)數(shù)額用于購置塔機(jī)。近幾年來，我國(guó)的塔式起重機(jī)制造行業(yè)發(fā)展速度很快。出現(xiàn)了一大批塔機(jī)制造廠家，開發(fā)了系列化塔機(jī)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品更新?lián)Q代，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面逐漸形成，特別是我國(guó)加入WTO以后，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)更趨激烈。為了塔機(jī)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品。但是我們的塔機(jī)企業(yè)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比存在一些不足之處，如產(chǎn)品檔次低，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，更新?lián)Q代速度慢，技術(shù)管理與生產(chǎn)管理落后等，因而難以有效地滿足市場(chǎng)不斷變化的需求，也制約了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)比國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過認(rèn)真分析，我們認(rèn)為：其中一個(gè)重要的原因是與企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重視程度和標(biāo)準(zhǔn)貫徹力度不足有很大的關(guān)系。企業(yè)要使產(chǎn)品技術(shù)性能的先進(jìn)性，結(jié)構(gòu)的合理性，操作使用的可靠性得到持續(xù)改進(jìn)，就必須不折不扣地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，并結(jié)合工藝技術(shù)的完善和管理水平的提高，使產(chǎn)品的制造成本逐步降低。因此塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)、學(xué)習(xí)和貫徹工作就顯得十分重要。1.2國(guó)外塔式起重機(jī)發(fā)展概況據(jù)資料報(bào)道，目前生產(chǎn)塔式起重機(jī)的國(guó)家有：德、法、意、英、西班牙、丹麥、瑞典、南斯拉夫、波蘭、捷克、俄、日等。國(guó)外著名塔式起重機(jī)工廠生產(chǎn)的塔式起重機(jī)多達(dá)600多余種型號(hào)，擁有塔式起重機(jī)的最多的是德國(guó)和俄國(guó)。20世紀(jì)末20余年國(guó)外塔式起重機(jī)技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)是：(1)組合塔式起重機(jī)得到迅速發(fā)展 所謂組合塔式起重機(jī)，就是以塔身為核心，按結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，將塔式起重機(jī)分解為若干部分，并依據(jù)系列化和通用化要求，遵循摸數(shù)制原理將各部分劃分并設(shè)計(jì)成若干模塊。根據(jù)參數(shù)要求，選用適當(dāng)模塊分別組拼成具有不同技術(shù)性能特點(diǎn)的塔式起重機(jī)，以滿足施工的具體要求。(2)一些超重型塔式起重機(jī)相繼問世 近年來，由于大功率電站.高壩，近海石油轉(zhuǎn)井平臺(tái).天然氣轉(zhuǎn)井平臺(tái)以及石油化工業(yè)工業(yè)的發(fā)展的需要，對(duì)重型和超重型塔式起重機(jī)提出了更多更高的要求。目前，幅度7090m，最大起重量為5060t,起升高度100300m的塔式起重機(jī)已非罕見?，F(xiàn)今世界最大的超重型塔式起重機(jī)當(dāng)推法國(guó)POTAIN廠2005年推出的MD22500型塔式起重機(jī)，其最大幅度100m時(shí)的起重量為180t,起升高度為99m。(3)適應(yīng)都市改建需要的城市塔式起重機(jī)應(yīng)運(yùn)而生并得到發(fā)展城市鬧市區(qū)改建工廠的特點(diǎn)是，場(chǎng)地狹窄，建筑基地面積??；建筑密度大，道路交通擁塞，塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)障礙多；地質(zhì)條件差，地下管道多；但道路交通不能中斷，所在地區(qū)銀行、商業(yè)銀行、商業(yè)辦公設(shè)施必須繼續(xù)正常營(yíng)業(yè)。為適應(yīng)這種都市改建工程的特點(diǎn)，西方某些工廠率先推出400700 KNm級(jí)的城市塔式起重機(jī)。在德國(guó)，把這種適應(yīng)在鬧市施工需要的“城市改建塔式起重機(jī)”,簡(jiǎn)稱為E Crane、經(jīng)濟(jì)塔式起重機(jī)。其特點(diǎn)是：采用短平衡臂，便于在建筑密集地區(qū)進(jìn)行架設(shè)、拆除、以避免在回轉(zhuǎn)過程中與建筑物突出部分發(fā)生矛盾。采用尺寸可在4m4m6m6m范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的X形底架，以利于在人行道上和馬路旁安裝固定。塔式起重機(jī)的塔尖（塔帽）、轉(zhuǎn)臺(tái)、司機(jī)室、起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)、小車、吊鉤滑輪、平衡臂以及臂架根部拼裝成一個(gè)擴(kuò)大組件。安裝后，接通電源即可投入運(yùn)行。運(yùn)輸方便快捷，一般只需三、四輛重型拖車便可將塔式起重機(jī)部件運(yùn)至工地，并可立即交付安裝。安裝架設(shè)速度快，450900kNm級(jí)E塔機(jī)借助液壓伸縮臂汽車起重機(jī)作為安裝輔機(jī)，在46天內(nèi)可安裝完成。采用較完善的調(diào)速、操縱系統(tǒng)和電子儀表。1.3我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域(1)為適應(yīng)城鎮(zhèn)興建經(jīng)濟(jì)實(shí)用住房的需要，應(yīng)積極發(fā)展工效高.投產(chǎn)便捷可與汽車吊競(jìng)爭(zhēng)的160250 kNm級(jí)下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機(jī)的生產(chǎn)。與此同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)發(fā)展安裝投產(chǎn)均比較簡(jiǎn)便的輪胎式輕型塔動(dòng)兩用起重機(jī)。(2)大力開發(fā)經(jīng)濟(jì)型城市塔式起重機(jī)。按額定起重力矩，這類塔式起重機(jī)分為三擋；450、600、1000 kNm，最大幅度45、50、55m。臂端起重量分別為1、1.2、1.8t。主要用于大中城市見縫插針型的中高層或高層建筑的施工。(3)適應(yīng)發(fā)展動(dòng)臂式自升塔式起重機(jī)和折曲式兩用臂架自升塔式起重機(jī)的生產(chǎn)，以適應(yīng)塔式起重機(jī)出口市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)大中城市內(nèi)某些特定工程和鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工的需要。(4)積極開發(fā)和完善采用變頻調(diào)速系統(tǒng)的起升機(jī)構(gòu)、繼續(xù)完善小車變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，頂升機(jī)構(gòu)，大車走行機(jī)構(gòu)的調(diào)速系統(tǒng)，務(wù)使加速、減速均能平穩(wěn)地變化，在突然剎車的情況下，無振動(dòng)沖擊現(xiàn)象。改變轉(zhuǎn)向時(shí)能自動(dòng)地減速。總之，應(yīng)大力改進(jìn)完善電控系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)，以提高塔式起重機(jī)工作平穩(wěn)性、安全可靠性和生產(chǎn)效能。(5)為了開拓塔式起重機(jī)出口市場(chǎng)，迎接加入WTO后所面臨的局面，今后推出的塔式起重機(jī)新產(chǎn)品必須按ISO有關(guān)規(guī)定對(duì)一些細(xì)部做法加以改進(jìn)。例如：為防止起升機(jī)構(gòu)卸載后出現(xiàn)的松繩、亂繩現(xiàn)象，應(yīng)加設(shè)排繩機(jī)構(gòu)；改進(jìn)一些輔助設(shè)施（如防護(hù)欄、扶梯、踏步、大燈防護(hù)罩、司機(jī)室活動(dòng)頂蓋及窗欄、吊臂上的走道板等）的構(gòu)造設(shè)計(jì)，完善其功能和固定的可靠性；改進(jìn)小車變幅綱絲繩斷繩保護(hù)裝置，以保證其靈敏和可靠等。此外，按ISO規(guī)定：塔式起重機(jī)大車走行緩沖裝置應(yīng)通過可靠性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)車速不得小于5m/s；起重力矩在600 KNm以上的塔式起重機(jī)，其懸掛式司機(jī)室懸掛高度不得低于20m，司機(jī)室內(nèi)不得設(shè)有容易觸發(fā)工傷事故的物件。ISO換規(guī)定：司機(jī)室吊頂應(yīng)平整，不得裝有影響室內(nèi)凈平頂高度的物件；司機(jī)室，門洞必須采用耐火材料制作；司機(jī)室內(nèi)應(yīng)備有消防器材；全部安全裝置均應(yīng)附裝壓簧；對(duì)司機(jī)室的噪聲，操縱臺(tái)上的控制裝置等ISO亦均有規(guī)定。總之塔式起重機(jī)新產(chǎn)品應(yīng)力求滿足上述要求。1.4 塔式起重機(jī)的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)以我國(guó)自行生產(chǎn)的QTZ63塔式起重機(jī)為例，該機(jī)為水平起重臂架，小車變幅，上回轉(zhuǎn)自升式多用途塔機(jī)，其最大工作幅度為50米，最大起重量為6噸，起重力矩符合最新塔式起重機(jī)基本參數(shù)。該機(jī)的主要特色有：(1)工作方式多，適用范圍廣。該機(jī)有無斜撐固定基礎(chǔ)式、帶斜撐固定基礎(chǔ)式、外墻附著式等工作方式，同時(shí)還可以根據(jù)需要變換臂長(zhǎng)為44m、 38m,以適用于各種不同的施工對(duì)象。無斜撐固定獨(dú)立的起升高度為37.5m,附著式是在獨(dú)立式的基礎(chǔ)上, 增加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和附著裝置而實(shí)現(xiàn)的，起升高度可達(dá)到140m,特殊訂貨請(qǐng)與廣東業(yè)豪機(jī)械制造有限公司聯(lián)系。(2)工作速度高，調(diào)速性能好，工作平穩(wěn)可靠。采用帶有渦流制動(dòng)器的三速電動(dòng)機(jī)，使得起升機(jī)構(gòu)獲得理想的起升速度及荷重的慢就位。小車牽引機(jī)構(gòu)裝有電磁盤式制動(dòng)器，使工作機(jī)構(gòu)速度高且制動(dòng)平穩(wěn)可靠。采用液力偶合器和行星減速器驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使得塔機(jī)回轉(zhuǎn)起動(dòng)、制動(dòng)平穩(wěn)，就位準(zhǔn)確，安全可靠。(3)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并國(guó)產(chǎn)化了的重量限制器、力矩限制器、高度限位器、幅度限位器、回轉(zhuǎn)限位器、回轉(zhuǎn)、牽引機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器具等安全裝置，以及小車防斷繩、防斷軸裝置，使塔機(jī)能適用于各種不同的施工環(huán)境，確保塔機(jī)工作可靠。 (4)駕駛室采用先進(jìn)的聯(lián)動(dòng)臺(tái)操縱各機(jī)構(gòu)動(dòng)作，操作容易，維修簡(jiǎn)單。(5)設(shè)計(jì)完全符合或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的依據(jù)、目的及意義 無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，塔式起重機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)中都起作非常重要的地位。它是現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志，是人類建設(shè)不可缺少的重要設(shè)備，它的高效性、安全穩(wěn)定性是塔機(jī)行業(yè)較普遍關(guān)心和注意的問題。在我國(guó)每年因塔機(jī)安全方面引起的傷亡事故較多，給不少的家庭和社會(huì)造成了嚴(yán)重的影響和巨大的損失。為了減少或避免事故的發(fā)生，在塔機(jī)整體設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各相關(guān)參數(shù)，以人為本、安全第一的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)來進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以我國(guó)自行生產(chǎn)的QTZ63塔式起重機(jī)為例，該機(jī)為水平起重臂架，小車變幅，上回轉(zhuǎn)自升式多用途塔機(jī)，其最大工作幅度為50米，最大起重量為6噸，起重力矩符合最新塔式起重機(jī)基本參數(shù)。在進(jìn)行實(shí)地測(cè)量機(jī)器各部件的基礎(chǔ)上繪制機(jī)構(gòu)圖。在保證能恢復(fù)原機(jī)的前提下拆分機(jī)器，拆卸前畫出裝配結(jié)構(gòu)示意圖，在拆卸的過程中不斷修正，注意零件的作用和相互關(guān)系，進(jìn)行零件的測(cè)繪并繪制裝配圖，在測(cè)繪的過程中，探索其構(gòu)思過程和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，吸取其技術(shù)精華，并對(duì)其不足之處進(jìn)行改善，把自己的設(shè)計(jì)思想融入其中。2.2 產(chǎn)品的用途及適用范圍該塔式起重機(jī)適用于高層大樓，居民住宅，高層工業(yè)建筑，大跨度工業(yè)廠房及采用滑模法施工的高大煙囪及筒倉等大型建筑工程中。 2.3 基本技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)QTZ63型塔式起重機(jī)的技術(shù)性能參數(shù)如表2-1所示表2-1 QTZ63塔型式起重機(jī)的技術(shù)性參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值起重力矩整機(jī)質(zhì)量（平衡重除外）kNm63026186最大起重量t6頂升速度m/min0.69起升高度m37.5起升速度m/min20最大回轉(zhuǎn)半徑m51.8頂升機(jī)構(gòu)流量l/min10液壓泵壓力MPa20工作溫度-20402.4 頂升機(jī)構(gòu)工作原理 首先用起重吊鉤將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊起，使標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上端水平斜腹桿中部置于引進(jìn)小車吊鉤上，然后用吊鉤再吊起一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，移動(dòng)變幅小車至適當(dāng)位置。準(zhǔn)備頂升，先將油缸活塞桿縮回，把頂升橫梁兩端的銷軸準(zhǔn)確放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步口正中靠底，拆去下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的全部連接螺栓，然后稍微向上頂升一點(diǎn)套架，再重復(fù)調(diào)整滾輪間隙至最佳狀態(tài)，同時(shí)觀察下支座與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的套管是否能對(duì)位比較準(zhǔn)，如不準(zhǔn)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整變幅小車位置。對(duì)位好后，繼續(xù)頂升套架1.4米左右，使爬升銷軸踏在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的踏步上（兩爬升銷軸必須處于水平狀態(tài)并處于同一水平面上，并同時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步貼合）。爬升銷軸踏好后，再縮回液壓缸活塞桿，同時(shí)仔細(xì)觀察左右爬爪與踏步的貼合情況以及受力構(gòu)件有無異響、變形等異常情況（此時(shí)頂升橫梁還在原踏步內(nèi)）。確認(rèn)正常后，使頂升橫梁兩端銷軸進(jìn)入上面的踏步口中，確定頂升橫梁兩端的銷軸都放進(jìn)踏步口后，繼續(xù)頂升套架約1.6米，人工通過引進(jìn)梁和引進(jìn)小車把引進(jìn)鉤上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拉入至套架內(nèi)塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)正上方。而后，緩慢縮回液壓缸活塞桿，同時(shí)使引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)對(duì)正塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，落好后，（此時(shí)頂升橫梁應(yīng)繼續(xù)放在踏步內(nèi)）。取下引進(jìn)小車吊鉤。將剛引進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與塔身已固標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用特制高強(qiáng)度螺栓連接起來，用雙螺母緊固好。至此塔身加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的工作已完成，確認(rèn)正常后，縮回活塞桿，進(jìn)入上述工作循環(huán)，準(zhǔn)備加下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的頂升作業(yè)。2.5 關(guān)鍵問題及其解決方案頂升作業(yè)的關(guān)鍵問題就在于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的高度為2.8m,而液壓油缸的行程為1.6m,所以需要頂升兩個(gè)行程才能加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。這就涉及到一個(gè)換步的問題，就是在第一次頂升1.4m后，通過爬升銷軸踏在踏步內(nèi)，平衡臂以及上部重量通過套架和爬升銷軸轉(zhuǎn)移到塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上，所以爬升銷軸的強(qiáng)度以及套架的關(guān)鍵尺寸是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問題。2.6 塔式起重機(jī)的構(gòu)造金屬結(jié)構(gòu)主要包括：基礎(chǔ)節(jié)、塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、套架、上下支座、過渡節(jié)、塔帽、起重臂、平衡臂、以及附著裝置等。2.6.1基礎(chǔ)節(jié)塔身基礎(chǔ)節(jié)主弦桿用角鋼扣方而成，與其它型材組焊而成的整體框架結(jié)構(gòu)，下端通過法蘭與預(yù)埋基礎(chǔ)底架用高強(qiáng)地腳螺栓相連，上端用16件M30高強(qiáng)螺栓與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)相連，基礎(chǔ)節(jié)中心線尺寸為：166516652800。如圖2-1： 圖2-1 基礎(chǔ)節(jié)2.6.2塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿亦是用角鋼扣方而成，扣方的主弦桿與其它型鋼桿件焊接而成，主弦桿中心線為：166516652800，每節(jié)之間用16件M30級(jí)特制高強(qiáng)螺栓聯(lián)接。如圖3-2：圖2-2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)2.6.3套架套架由套架結(jié)構(gòu)、平臺(tái)、欄桿、滾輪總成、爬升銷軸等組成，安裝套架時(shí)，開口方向應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊有踏塊的方向相反，套架結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)先裝好滾輪，8套滾輪應(yīng)裝在規(guī)定的位置。如圖3-3： 圖2-3 套架2.6.4塔帽塔帽是由角鋼，方管、鋼板等組焊成的斜錐體，上端通過拉桿使起重臂與平衡臂保持水平，下端用16支M30100螺栓與回轉(zhuǎn)塔身連接，為了安裝吊臂拉桿和平衡臂拉桿，在塔頂上部設(shè)有工作平臺(tái)和滑輪組。2.6.5起重臂起重臂是組合式可變結(jié)構(gòu),共分九節(jié)。起重臂上、下弦桿都是用兩條角鋼拼焊而成的方管，整個(gè)臂架為三角形截面，節(jié)與節(jié)之間用銷軸連接，拆裝方便，為了提高起重性能，減輕吊臂的重量，吊臂采用雙吊點(diǎn)變截面空間桁架結(jié)構(gòu)，在起重臂第一節(jié)放置小車牽引機(jī)構(gòu)，在小車上設(shè)置有吊籃，便于安裝與維修，臂架根部第一節(jié)與回轉(zhuǎn)塔身用銷軸連接。為了保證起重臂水平，在第二節(jié)、第六節(jié)臂設(shè)有兩吊點(diǎn)，通過這兩點(diǎn)與塔帽連接。起重臂在組裝時(shí)，必須嚴(yán)格按照每節(jié)臂上序號(hào)標(biāo)記組裝，不允許錯(cuò)位或隨意組裝，起重臂最長(zhǎng)為50米，根據(jù)施工要求也可以組裝成44米臂長(zhǎng)和38米臂，其中變44米臂長(zhǎng)時(shí)，拉桿吊點(diǎn)位置不變；變38米臂長(zhǎng)時(shí)拉桿吊點(diǎn)位置也不變。兩組起重臂拉桿上端通過特制的銷軸與塔帽耳板連接，其下端通過特制銷軸分別與起重臂上弦桿的吊點(diǎn)銷孔連接而將起重臂懸掛為水平形式。50米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+7+8+944米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+7+938米臂組裝順序：1+2+3+4+5+6+92.6.6平衡臂平衡臂為工字鋼及角鋼組焊而成的結(jié)構(gòu)，分兩節(jié)，用耳板銷軸連接，平衡臂上設(shè)有欄桿及過道，尾部設(shè)置工作平臺(tái)，平衡臂的一端用兩根特制的銷軸與回轉(zhuǎn)塔身相連，另一端組合剛性拉桿同塔帽相連，尾部裝有平衡重和起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)本身有獨(dú)立的底座，用四根銷軸平衡在平衡臂上，平衡重的重量隨吊臂長(zhǎng)度改變而變化，50米臂時(shí)為13噸，44米臂時(shí)為12噸，38米臂時(shí)為11噸。平衡臂拉桿分兩組，通過特制的銷軸分別將塔帽和平衡臂尾部的拉桿耳板連接，將平衡臂掛至水平位置。2.6.7上支座上支座上部用16個(gè)M30100高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)塔身底部的法蘭板連接，下部用36個(gè)M24高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈連接，在上支座兩側(cè)對(duì)稱地安裝兩套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，安裝在它下部的小齒輪準(zhǔn)確地與回轉(zhuǎn)支承外齒圈嚙合。2.6.8下支座下支座是上部通過回轉(zhuǎn)支承與上支座連接，下部與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和套架連接的金屬結(jié)構(gòu)，它主要是由鋼板拼焊而成的，它的上部平面用36個(gè)M24高強(qiáng)度螺栓與回轉(zhuǎn)裝置的外齒圈連接，支承上部結(jié)構(gòu)，下部四個(gè)支腳和四角平面分別用16套M30100高強(qiáng)度螺栓與套架連接，用16套M30級(jí)高強(qiáng)度螺栓與塔身連接。2.6.9回轉(zhuǎn)塔身回轉(zhuǎn)塔身是用角鋼扣方而成的主弦桿與其它形鋼組焊而成的,上端用法蘭與塔帽連接,下端通過法蘭與上支座連接。2.6.10駕駛室駕駛室為外掛式，其下部通過支承槽鋼與上支座連接，如有特別要求，還可在司機(jī)室上部通過拉桿斜拉在塔帽主弦桿上，以使司機(jī)室更穩(wěn)固。2.7工作機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)包括：起升機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)及液壓頂升機(jī)構(gòu)等裝置，分別簡(jiǎn)介如下2.7.1起身機(jī)構(gòu)QTZ63塔式起重機(jī)采用了YZTD225L2-4/8/32三速帶渦流制動(dòng)電機(jī)，通過帶制動(dòng)輪的聯(lián)軸器帶動(dòng)變速箱再驅(qū)動(dòng)卷筒獲得三種繩速，根據(jù)吊重再選擇不同的滑輪倍率。當(dāng)選用2繩時(shí)，速度可達(dá)到10、40、80米/分三種；若選用4繩時(shí)，則速度達(dá)到5、20、40米/分三種。這樣對(duì)于不同的起吊重量有不同速度，以充分滿足施工要求。為達(dá)到啟動(dòng)和制動(dòng)迅速又平穩(wěn)，在電動(dòng)機(jī)的另一端帶有渦流制動(dòng)器。在變速箱的輸入軸聯(lián)軸器上裝有YWZ315/45型液壓推桿制動(dòng)器，起升機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，制動(dòng)機(jī)構(gòu)永遠(yuǎn)處在制動(dòng)位置。在卷筒軸另一端裝有高度限位器，高度取位器可根據(jù)實(shí)際需要的高度進(jìn)行調(diào)整。 2.7.2回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)YZR132M-6/2.2kw電機(jī)驅(qū)動(dòng)。經(jīng)液力偶合器帶動(dòng)小齒輪,從而帶動(dòng)塔機(jī)上部的起重臂、平衡臂等左右回轉(zhuǎn)，其速度為0.62rpm，由于采用液力偶合器聯(lián)結(jié)，因此塔機(jī)在起動(dòng)和制動(dòng)中平穩(wěn)無沖擊。內(nèi)置式電磁停止器可對(duì)塔機(jī)起重臂作精確定位，使得物品就位準(zhǔn)確。2.7.3小車牽引機(jī)構(gòu) 小車牽引機(jī)構(gòu)是載重小車變幅的驅(qū)動(dòng)裝置，由YDEJ132S-4/8二速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由液力推動(dòng)制動(dòng)器，擺線針輪減速器帶動(dòng)卷筒，通過鋼絲繩（619-7.7-170-I-甲-鍍-右交GB1102-74）使載重小車以20/40米/分的速度在臂架軌道上來回變幅運(yùn)動(dòng)。兩牽引繩均一端纏繞后固定在卷筒上，另一端則固定在載重小車上，變幅時(shí)靠繩的一收一放來保證載重小車正常工作。3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書3.1頂升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的確定 1）頂升力的計(jì)算頂升力按頂升部件的總重力和頂升過程中的摩擦阻力計(jì)算。摩擦阻力和風(fēng)阻力可取為被頂升部件總重力的1020。 上回轉(zhuǎn)塔式起重機(jī)的頂升力 (3.1)式中 頂升部件總重力;這里 ; 附加載荷影響系數(shù)，通常取;頂升力與回轉(zhuǎn)軸線的夾角。起重機(jī)的頂升力F隨塔身的接高而變化，即從逐漸向增大，頂升力和回轉(zhuǎn)軸線的夾角得頂升機(jī)構(gòu)在最大負(fù)載。2）頂升速度和功率 塔式起重機(jī)的頂升工作不頻繁，因此頂升速度底。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮安全性，可取,下放速度不宜大于頂升速度。 頂升功率 (3.2)式中頂升機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率，取； v頂升速度（m/s）.v取0.0115得3）液壓油缸的選型計(jì)算為適應(yīng)不同液壓設(shè)備的需要，液壓設(shè)計(jì)有不同的壓力級(jí)，一般根據(jù)液壓設(shè)備的工作性質(zhì)確定液壓系統(tǒng)的壓力。表3-1 按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力主機(jī)類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)中、大型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重機(jī)運(yùn)輸機(jī)磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力P(Mpa)235881010182032根據(jù)上表暫選20Mpa作為初定液壓系統(tǒng)的壓力。圖3-1 油缸直徑示意圖 (3.3)式中P油缸壓強(qiáng) 這里D油缸直徑要使所選油缸產(chǎn)生的推力能完成頂升過程，則必須，可推出 根據(jù)液壓傳動(dòng)表來確定活塞桿的直徑表3-2 液壓缸活塞桿直徑推薦值活塞桿受力情況受拉伸受壓強(qiáng),工作壓力P1(MPa)P155P17P17活塞桿直徑d(0.10.5)d(0.50.55)d(0.50.7)d0.7d由上表即可知活塞桿直徑d與缸筒直徑D成d=0.7D的關(guān)系按GB234880將這些圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)得：;根據(jù)上面數(shù)據(jù)選擇工程液壓缸，型號(hào)為 HSG L01-125/90E-1 121-16001920液壓油缸的流速q： (3.4)式中 D液壓缸直徑(m) 頂升速度(m/s)得4）液壓泵的確定液壓缸在頂升過程中最大工作壓力為,如取進(jìn)油回路上的壓力損失為0.8MPa，則液壓泵的最大工作壓力為：液壓泵向液壓缸提供的最大流速為8.46l/min，若回路中泄露按液壓缸輸入10估計(jì),則液壓泵要提供的流速為：；根據(jù)以上壓力和流速的數(shù)據(jù)查閱產(chǎn)品目錄，確定最后用16GY14-1B液壓泵。該泵的總效率為左右，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所需要的功率為：； （3.5）式中液壓泵的最大工作壓力； 液壓泵的最大流速；根據(jù)此數(shù)值查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選定Y132S-4型電動(dòng)機(jī)，其額定功率為5.5 kw。5）閥類元件及輔助元件的確定根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力和通過各個(gè)閥類元件和輔助元件的實(shí)際流量，可選出這些元件的型號(hào)和規(guī)格，列于表3-3中3-3 液壓元件表元件名稱估計(jì)通過的最大流速l/min型號(hào)額定流速l/min額定壓力MPa高壓柱塞泵9.30616GY14-1B2420高壓溢流閥10YF-L32H3225壓力表開關(guān)K-6B安全閥10AXQF-E10B1025三位四通換向閥1034DY-15BY1525低壓溢流閥10Y-10B1025平衡閥10YF3-E10B10256）液壓系統(tǒng)原理圖及工作過程 圖3-2 液壓系統(tǒng)原理圖液壓頂升系統(tǒng)的工作，主要是靠安裝在套架內(nèi)側(cè)面的一套液壓油缸、泵、閥和油壓系統(tǒng)來完成。當(dāng)需要頂升時(shí)，由起重吊鉤吊起標(biāo)準(zhǔn)節(jié)送進(jìn)引入架，拆去塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與下支座的16個(gè)M36的連接螺栓，開動(dòng)電機(jī)使液壓缸工作，頂升上部結(jié)構(gòu)之后借助操縱爬升銷軸支持上部重量，收回活塞，再次頂升，這樣兩次工作循環(huán)可接一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。液壓頂升過程的液壓動(dòng)力是這樣傳遞的，當(dāng)Y132S-4型5.5kw的電機(jī)開動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)油泵，輸出20MPa的油壓和10l/min流量液壓動(dòng)力。油泵供出的高壓油進(jìn)入手動(dòng)三位四通換向閥，中間裝有一支Y-60壓力表，便于觀察油壓讀數(shù)，手動(dòng)換向閥為的是控制油液的進(jìn)油和回油的方向，然后手動(dòng)換向閥的液壓油經(jīng)過平衡閥送到油缸中去進(jìn)行油缸的伸縮頂升工作。工作油缸的高壓腔接有平衡閥，主要是防止起重機(jī)在自升過程中，由于油路系統(tǒng)故障引起起重機(jī)超速下降。3.2塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程作簡(jiǎn)單的描述如圖3-3：（1）將頂升橫梁兩端的軸頭放入踏步的半圓槽內(nèi)；（2）啟動(dòng)動(dòng)液壓系統(tǒng)使活塞桿伸出，找正塔機(jī)頂部的平衡；繼續(xù)啟動(dòng)液壓系統(tǒng)直至兩個(gè)爬升銷軸能擔(dān)在上面一個(gè)踏步上；（3）將兩個(gè)爬升銷軸推進(jìn)同時(shí)操縱換向閥停止頂升而后轉(zhuǎn)為活塞桿收縮，直到頂升橫梁兩端的軸頭能放入上面一個(gè)踏步的槽內(nèi)為止；（4）再次使油缸活塞桿伸出，直到塔身上方恰好有能裝入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的空間。然后引入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，由以上過程可以看出：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步、頂升橫梁和爬升銷軸等件在塔機(jī)的頂升過程起關(guān)鍵作用。圖3-3頂升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步的設(shè)計(jì)工作過程如下：外套架上端以銷軸連接下支座，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上焊接塔步，液壓油缸安裝在外套架的橫梁上。油缸產(chǎn)生的推力通過頂升橫梁作用在塔步上，靠反作用力將套架及套架以上部件向上抬起，超過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)一半的高度后，靠爬升銷軸卡在塔步上，將套架固定。油缸縮回帶動(dòng)頂升橫梁跨在上一個(gè)塔步上，取下爬升銷軸繼續(xù)頂升。當(dāng)下支座和已安裝的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的空間足以放下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時(shí)，在外套架外部引入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，并與下一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)接連接緊固。下面以QTZ63塔式起重機(jī)為例， 進(jìn)行頂升機(jī)構(gòu)的受力分析：踏步的計(jì)算包括踏步焊縫剪應(yīng)力和踏步與頂升橫梁軸頭的接觸應(yīng)力的計(jì)算兩部分；（1）計(jì)算焊縫剪應(yīng)力：踏步類似于建筑結(jié)構(gòu)中的牛腿，圖4是QTZ63塔s式起重機(jī)踏步的結(jié)構(gòu)尺寸和受力分析簡(jiǎn)圖，從受力簡(jiǎn)圖上可以看到，載荷Q對(duì)焊縫產(chǎn)生剪切應(yīng)力之外，還應(yīng)該考慮軸頭中心到主肢的距離e產(chǎn)生的彎距對(duì)焊縫的影響，用下面的公式來計(jì)算焊縫的當(dāng)量剪切應(yīng)力: ; (3.6)式中：Q 單踏步承受的頂升重量，;e 軸頭中心到焊縫型心的距離,112mmhf 焊縫高度，240mmlm 焊縫長(zhǎng)度，14mm焊縫許用剪切應(yīng)力，101.2MPa.圖3-4踏步結(jié)構(gòu)尺寸和受力圖得，可以滿足要求。（2）踏步接觸應(yīng)力計(jì)算：根據(jù)材料力學(xué)的公式，不同直徑的半圓柱體產(chǎn)生的接觸應(yīng)力 , （3.7）其中：，分別是軸頸和踏步的接觸面圓弧部半徑，Q為單踏步承受的頂升重量，;E彈性模量，;L接觸面寬度，28mm;踏步材料：Q235A，許用接觸應(yīng)力 . 得;從計(jì)算上來看，計(jì)算應(yīng)力小于許用應(yīng)力，因此，不會(huì)有變形的可能。2）頂升橫梁的載荷及強(qiáng)度計(jì)算除去踏步之外，在塔機(jī)頂升時(shí)，頂升橫梁也是一個(gè)也是一個(gè)核心的受力件。圖3-5是QTZ63塔機(jī)的頂升橫梁的結(jié)構(gòu)圖：圖3-5頂升橫梁結(jié)構(gòu)圖自升式塔機(jī)在頂升時(shí)，應(yīng)使各部件的重心在落在頂升中心線上。通過計(jì)算配重的重量和調(diào)整吊重的位置來保證。經(jīng)計(jì)算，QTZ63塔式起重機(jī)的頂升包含以下部件：塔頂、平衡臂、平衡重、起升機(jī)構(gòu)、平衡臂拉桿、司機(jī)室、起重臂、起重臂拉桿、變幅機(jī)構(gòu)、載重小車、吊鉤、上轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、下轉(zhuǎn)臺(tái)、半節(jié)、電氣系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)（共兩節(jié)）、套架、液壓系統(tǒng)等?？傊亓?。由于液壓油缸中心線是傾斜的，載荷G會(huì)產(chǎn)生水平分力，經(jīng)計(jì)算，油缸中心線傾斜的最大角度為3.8度，水平載荷Gy=Gtan(3.8)=13.656KN。由于頂升橫梁上的油缸支腳間距為100，應(yīng)將載荷分解為兩個(gè)相同的數(shù)值，單支腳垂直載荷，水平載荷.圖3-6是頂升橫梁的主視圖圖3-6 頂升橫梁主視圖其中的集中載荷和通過頂升橫梁作用在兩端的塌步上。從圖上可以看出，我們需要校核AA和BB兩斷面應(yīng)力，BB斷面的剪切應(yīng)力和兩端軸頸的接觸應(yīng)力。根據(jù)材料力學(xué)的公式，經(jīng)計(jì)算AA和BB兩斷面的彎距；圖3-7為頂升橫梁的A-A斷面圖，可以用積分的方法計(jì)算出該斷面的截面特性：圖3-7頂升橫梁A-A面斷面圖慣性距 抵抗距 圖3-8是頂升橫梁的B-B斷圖面，同樣可以用積分的方法計(jì)算該斷面的截面特性： 圖3-8 頂升橫梁B-B面斷面圖慣性距 抵抗距 由此可計(jì)算出兩斷面的應(yīng)力： 應(yīng)力疊加后;頂升橫梁的材料為Q235A, 按載荷組合B計(jì)算許用應(yīng)力，許用抗壓彎應(yīng)力: ; 許用剪切應(yīng)力: ；可見，頂升橫梁的強(qiáng)度滿足要求。軸頸斷面接觸應(yīng)力： （3.8）其中：，分別是軸頸和踏步的接觸面圓弧部半徑，P和的合力, ;E彈性模量，;L接觸面寬度，;得； 按材料力學(xué)最基本的擠壓計(jì)算方法: （3.9）其中：R為接觸面半徑，； L為接觸面寬度，； P為和的合力, ;得；軸頸材料：30調(diào)質(zhì)，許用接觸應(yīng)力；可見，無論用哪一種方法計(jì)算軸頸接觸應(yīng)力均能滿足要求。3）爬升銷軸的設(shè)計(jì)爬升銷軸放入踏步內(nèi)的簡(jiǎn)圖如下 圖3-9 爬升銷軸受力簡(jiǎn)圖這是一個(gè)懸臂梁，其中的集中載荷 P為踏步作用在爬升銷軸上的力?？梢钥闯觯珹-A斷面受彎距最大，需要計(jì)算AA斷面的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力： 銷軸AA斷面的彎距;銷軸直徑50mm,面積.抵抗距 .由此可以計(jì)算，銷軸剪切應(yīng)力;彎曲應(yīng)力;銷軸材料： 40Cr調(diào)質(zhì)處理，; ; 所以銷軸滿足要求。4）頂升套架的設(shè)計(jì)QTZ63外套架式液壓自升式塔式起重機(jī)的頂升過程：將起重臂調(diào)整到正前方向（與引進(jìn)梁同向），并把要加的塔身節(jié)按此方向在地面排好。吊起一個(gè)塔身節(jié)掛在引進(jìn)梁小吊鉤上，這時(shí)卸下下轉(zhuǎn)臺(tái)與塔身節(jié)之間的高強(qiáng)度螺栓。將頂升橫梁兩端的軸頭放入踏步的槽內(nèi)，開動(dòng)液壓系統(tǒng)使活塞桿伸出2030 mm,使下轉(zhuǎn)臺(tái)與塔身節(jié)結(jié)合面剛剛分開。同時(shí)，要使回轉(zhuǎn)電磁制動(dòng)器起作用以保證起重臂不再左右擺動(dòng)。將爬升銷軸抽出后操縱液壓系統(tǒng)使活塞桿繼續(xù)伸出，直至頂升橫梁兩端軸頭能擔(dān)在上面一個(gè)踏步上時(shí)，將兩個(gè)爬升銷軸推進(jìn)同時(shí)操縱換向閥停止頂升而后轉(zhuǎn)為活塞桿收縮，此時(shí)爬升銷軸應(yīng)可靠地放在踏步上，直到頂升橫梁兩端的軸頭能放入上面一個(gè)踏步的槽內(nèi)為止，然后再次使油缸外伸（軸頭離開踏步后馬上將爬升銷軸抽出）直到塔身上方有能裝入一個(gè)塔身節(jié)的空間。這時(shí)將掛在引進(jìn)梁外端的塔身節(jié)引入套架內(nèi)與塔身對(duì)正螺栓孔，然后縮回油缸至上下塔身節(jié)連接面接觸，用高強(qiáng)度螺栓將兩塔身節(jié)連接牢固，將引進(jìn)吊鉤拉至最外端，然后油缸繼續(xù)縮回，使下轉(zhuǎn)臺(tái)落在新加的塔身節(jié)上，用高強(qiáng)度螺栓連接牢固。至此，完成了一次頂升過程。 套架中液壓油缸型號(hào)選定以及頂升橫梁、爬升銷軸、滾輪等關(guān)鍵件定位尺寸的確定，首先應(yīng)先知道以下幾個(gè)尺寸：（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度H=2800mm；（2）踏步圓弧中心與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上下兩平面的距離h1=470、h2=930；（3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水平斜腹桿上平面到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上平面的距離A=125mm和水平斜腹桿的高度尺寸B=50mm（4）下轉(zhuǎn)臺(tái)底面到水平腹桿下底面（引進(jìn)梁上平面）的距離D=265mm；（5）引進(jìn)梁上平面到引進(jìn)吊鉤內(nèi)腔的距離E=308mm；（6）頂升橫梁軸頭與油缸支座中心距F=3mm；（7）踏步外沿上平面到踏步底面的距離T=140mm；（8）踏步槽（頂升橫梁軸頭）半徑R=30mm。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步位置要與套架協(xié)調(diào)定位，為防止踏步與高強(qiáng)度螺栓干涉，所以確定踏步圓弧中心與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上下兩平面的距離h1、h2還需要：連接套長(zhǎng)度G=130mm；選用的高強(qiáng)度螺栓長(zhǎng)度J=320mm、螺母厚度K=20mm；踏步圓弧中心到踏步上下兩平面的距離M=160mm、N=120mm。設(shè)計(jì)可分四步來進(jìn)行： 引進(jìn)梁 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上支座 頂升橫梁 圖3-10 頂升機(jī)構(gòu)關(guān)鍵尺寸確定液壓油缸行程和安裝距先根據(jù)已知尺寸計(jì)算出引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)需要的最小空間L,L=E-D+(A+B)+H+30=304830為引進(jìn)時(shí)兩標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的間距L也就是液壓油缸的兩次行程至少要頂升的距離，根據(jù)L可以確定需要的液壓油缸的最小行程Pmin:Pmin = L H/2 Q =1593mm 同時(shí)，因?yàn)樯舷聝蓪訚L輪的間距越大，套架整體受力越好，所以可根據(jù)上滾輪最高不能超過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的上平面的原則，再由尺寸3048 mm確定上滾輪橫梁的位置，初定上滾輪橫梁距離套架頂部橫梁3268 mm。確定爬升銷軸的位置確定爬升銷軸位置的原則是：在頂升換步時(shí)與頂升橫梁軸頭不干涉；盡量地便于在套架主肢上生根定位。在塔機(jī)正常狀態(tài)時(shí)，爬升銷軸應(yīng)在踏步附近。如果爬升銷軸在踏步槽上方，那么在第一次頂升時(shí)就會(huì)減少頂升高度，造成第一次頂升完畢換步時(shí)頂升橫梁銷軸低于踏步槽，無法進(jìn)行第二次頂升。由此可以看出爬升銷軸應(yīng)低于踏步槽或與踏步槽同一位置。如果低于踏步槽，這樣在第一次頂升時(shí)就會(huì)增加油缸行程，但是不應(yīng)超過油缸的最大行程。即踏步槽和爬升銷軸的最小中心距Umin 為0，最大中心距Umax為：;由于爬升銷軸只在第一次頂升縮回油缸時(shí)將爬升銷軸放入踏步內(nèi)起支撐上部重量的作用，所以在本設(shè)計(jì)中將爬升銷軸的位置與踏步槽中心定為0。即在第一次頂升的時(shí)候頂兩個(gè)踏步間的距離為1400mm.由于油缸的行程為1600mm,所以能滿足要求。為防止在連接高強(qiáng)度螺栓時(shí)踏步干涉，所以上下兩層踏步的極限位置是：兩塔身節(jié)連接后上層踏步上平面至少低于高強(qiáng)度螺栓下端面一個(gè)螺母厚度； 下層踏步底面至少高于連接套上平面一條高強(qiáng)度螺栓長(zhǎng)度。即： ; 所以準(zhǔn)節(jié)上踏步圓弧中心距離標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上平面 , 的尺寸合乎要求，無須重新定位。根據(jù)平臺(tái)定位原則確定上層平臺(tái)距離套架上水平腹桿1100mm,上下兩平臺(tái)間距為2000。這樣人站在上下平臺(tái)上便于操作。4.使用說明書4.1頂升作業(yè)第一步：先將要加的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)吊至塔身引入的方向一個(gè)個(gè)依次排列好，然后將大臂旋轉(zhuǎn)至引進(jìn)橫梁的正上方，打開回轉(zhuǎn)制動(dòng)開關(guān)，使回轉(zhuǎn)處于制動(dòng)狀態(tài),用吊鉤吊起一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，放到引進(jìn)橫梁的吊鉤上。這時(shí)塔式起重機(jī)的上部重心落在頂升油缸上的鉸點(diǎn)位置上，最后卸下轉(zhuǎn)臺(tái)與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的8 個(gè)M30的連接螺栓，將頂升橫梁兩端的軸頭放入塔身的踏步槽內(nèi)。第二步：開動(dòng)液壓系統(tǒng)使活塞桿伸出2030mm。使下支座與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)合面剛剛分開，然后將爬升銷軸抽出后操縱液壓系統(tǒng)使活塞桿繼續(xù)伸出，大約頂升1.4米左右，使爬升銷軸能準(zhǔn)確的放入踏步槽內(nèi)。第三步：這時(shí)操縱液壓的換向閥，使活塞桿收縮，使頂升橫梁的兩端軸頭能放在上一個(gè)踏步槽內(nèi)，繼續(xù)操縱液壓系統(tǒng)頂升1.6米左右，使塔身上方剛好能裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的空間。第四步：將一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)通過引進(jìn)橫梁人工拉到塔身的正上方，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的螺栓連接孔，先將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)下方的螺栓連接好。然后，縮回活塞桿至上、下標(biāo)準(zhǔn)節(jié)接觸吻合后，用8個(gè)M30的高強(qiáng)度螺栓將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和下支座按一定的予緊力連接可靠。即完成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的加節(jié)過程。4.2頂升過程的注意事項(xiàng)（1）頂升過程中必須利用回轉(zhuǎn)制動(dòng)器將吊鉤鎖住，嚴(yán)禁吊臂回轉(zhuǎn)，保證起重臂與引入塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的方向一致。（2）加完一個(gè)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)后，若需吊臂回轉(zhuǎn)，起吊下一塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，則必須使塔身各弦桿和下支座至少有一個(gè)4套M30高強(qiáng)度螺栓相連接。4.3液壓頂升系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng)（1）使用液壓油嚴(yán)格按潤(rùn)滑表中的規(guī)定進(jìn)行加油和換油，并清洗油箱內(nèi)部。（2）溢流閥的壓力調(diào)整后，不得隨意更動(dòng)，每次進(jìn)行爬升之前，應(yīng)用油表檢查其壓力是否正常。（3）應(yīng)經(jīng)常檢查各部管接頭是否緊固嚴(yán)密，不準(zhǔn)有漏油現(xiàn)象。濾油器要經(jīng)常檢查有無堵塞，檢查安全閥在使用后調(diào)整值是否變動(dòng)。（4）油泵、油缸和控制閥，如發(fā)現(xiàn)滲漏應(yīng)及時(shí)檢修。（5）組裝和大修初次起動(dòng)油泵時(shí)，應(yīng)檢查入口和出口是否接反，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否正確。吸油管是否漏氣，然后用手試轉(zhuǎn)，最后在規(guī)定轉(zhuǎn)速內(nèi)起動(dòng)和試運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）在冬季起動(dòng)時(shí)，要開開停停往復(fù)數(shù)次，待油溫上升和控制閥動(dòng)作靈活后再正式使用。4.4一般說明（1） 起重機(jī)必須符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的基礎(chǔ)上工作。（2） 起重機(jī)的操作人員必須經(jīng)過訓(xùn)練，了解機(jī)械的構(gòu)造和使用，必須熟知機(jī)械的保養(yǎng)和安全操作規(guī)程，非安裝、維護(hù)人員未經(jīng)許可不得攀登塔機(jī)。（3） 起重機(jī)正常工作氣溫為20+40，風(fēng)速低于6級(jí)。（4） 起重機(jī)每轉(zhuǎn)移一次工地重新安裝后，必須進(jìn)行空載、靜載、動(dòng)載試驗(yàn)后方能進(jìn)行吊裝作業(yè)，其靜載試驗(yàn)吊重為額定載荷的125%，動(dòng)載試驗(yàn)吊重采用額定載荷的110%。（5）在夜間工作時(shí)，除塔機(jī)本身備有照明外，施工現(xiàn)場(chǎng)必須備有充分的照明設(shè)備。（6） 司機(jī)室內(nèi)禁止存放潤(rùn)滑油，油棉紗及其它易燃易爆物品。冬季用電爐取暖更要注意防火。（7） 起重機(jī)必須有良好的電氣接地措施，防止雷擊，遇有雷雨，嚴(yán)禁在底架的附近走動(dòng)。（9）塔機(jī)應(yīng)定機(jī)定人，專機(jī)專人負(fù)責(zé)制。非機(jī)組人員不得進(jìn)入司機(jī)室和擅自操作，在處理電氣事故時(shí)，必須有專職人員二人以上。4.5 起重機(jī)的塔身升、降作業(yè)說明（1） 在整個(gè)塔身升、降作業(yè)過程中，必須有專人指揮；專人照管電源；專人操縱液壓系統(tǒng)；專人照管頂升橫梁，塔身踏步和爬爪；專人緊固螺栓；專職司機(jī)操作塔機(jī)。非有關(guān)作業(yè)人員不得登機(jī)。（2） 升、降工作應(yīng)在白天進(jìn)行，若遇特殊情況，需在夜間工作時(shí)，必須備有充足的照明設(shè)備。（3） 只準(zhǔn)在4級(jí)風(fēng)以下進(jìn)行頂升作業(yè)。如在作業(yè)過程中，突然遇到風(fēng)力加大，必須停止工作，并緊固連接螺栓，使下塔身連接為一體。（4） 頂升前必須放松電纜，使電纜放松長(zhǎng)度略大于總的爬升高度。（5） 升、降過程中，應(yīng)把回轉(zhuǎn)部分緊緊剎住，嚴(yán)禁回轉(zhuǎn)及其它作業(yè)。（6） 在升、降過程中，如發(fā)現(xiàn)故障，必須立即停車檢查，非經(jīng)查明真相和故障排除，不得繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。（7） 每加高一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，必須先把該節(jié)與塔身連接好后，方可繼續(xù)加高下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，只能拆該節(jié)與塔身及下支座的連接螺栓。不得提前拆卸塔身的其它大螺栓。（8） 兩個(gè)爬爪因一定時(shí)間內(nèi)不用產(chǎn)生銹蝕或運(yùn)輸碰撞等原因，很可能不能自動(dòng)恢復(fù)到水平狀態(tài)，故在加進(jìn)或拆除標(biāo)準(zhǔn)節(jié)時(shí)，必須事先對(duì)兩爬爪進(jìn)行仔細(xì)檢查。（9） 塔身加高過程中兩爬爪是自然翻過踏步的。而在塔身下降過程中，當(dāng)頂升油缸收缸時(shí)應(yīng)拉起爬爪以避過踏步。當(dāng)頂升油缸需要換步時(shí)再用爬爪支承踏步。（10） 頂升橫梁的兩端頂升銷，必須是兩端放入踏步內(nèi)，且與踏步良好地貼合。（11） 每次升降作業(yè)前后，必須認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作和收尾工作，應(yīng)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，作空載試車，檢定安全壓力，特別在頂升以后，各連接螺栓應(yīng)按規(guī)定的預(yù)緊力緊固，不得松動(dòng)，爬升套架滾輪與塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的間隙應(yīng)調(diào)整好，操作桿應(yīng)回到中間位置，液壓系統(tǒng)的電源應(yīng)切斷等。4.6起重機(jī)的操作必須嚴(yán)格執(zhí)行ZBJ80012-89塔式起重機(jī)操作使用規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，司機(jī)必須是按勞動(dòng)人事部門有關(guān)規(guī)定進(jìn)行考核并取得合格證者。（1）司機(jī)必須在得到指揮信號(hào)后，方可進(jìn)行操作，操作前必須鳴笛，操作時(shí)要精神集中。（2） 司機(jī)必須嚴(yán)格按起重機(jī)性能表中規(guī)定的幅度和起重量進(jìn)行工作，不許超載使用。（3） 起重機(jī)不得斜吊物品，并禁止用于拔樁等到類似的作業(yè)。（4） 工作中塔梯上嚴(yán)禁有人，并不得在工作中進(jìn)行調(diào)整或維修機(jī)械等作業(yè)。（5） 工作時(shí)嚴(yán)禁閑人走近臂架活動(dòng)范圍以內(nèi)。（6） 液壓系統(tǒng)安全閥的數(shù)值、電氣系統(tǒng)保護(hù)裝置的調(diào)整值及其它機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)部件的調(diào)整值（如制動(dòng)器、限位開關(guān)等），均不允許隨意更動(dòng)。（7） 有兩臺(tái)以上塔機(jī)工作時(shí)，要根據(jù)工程特點(diǎn)注意相互間的位置，并采用不同標(biāo)高的方法，以避免塔機(jī)的起重臂，平衡臂相互碰撞，以及與建筑物碰撞。（8） 起重機(jī)作業(yè)完畢后，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)松閘，吊鉤升起。5標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告QTZ63塔式起重機(jī)頂升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已基本完成，現(xiàn)具備全套圖紙和一些基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審查，結(jié)果如下：（1）設(shè)計(jì)圖紙和文件圖紙和文件所用的編號(hào)原則符合以下標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定：GB/T177101999 數(shù)據(jù)處理校驗(yàn)系統(tǒng)；JB/T 5054.81991 產(chǎn)品圖樣既涉及文件通用和借用件管理辦法；JB/T 5054.42000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號(hào)原則；JB/T 88231998 機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則。（2）產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件符合以下標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定：GB/T 10609.11989 技術(shù)制圖 標(biāo)題欄；GB/T 10609.21989 技術(shù)制圖 明細(xì)欄；GB/T 146891993 技術(shù)制圖 圖紙幅面和格式；GB/T 17825.21999 技術(shù)制圖 比例；GBN/T 17825.101999 CAD文件管理 基本格式；JB/T 5054.62000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件 更改辦法。結(jié)論近年來，隨著建設(shè)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大、高層建筑的日益增多，液壓自升式塔式起重機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑施工中。但是塔機(jī)的機(jī)械事故和安全事故也時(shí)有發(fā)生，從事故分析來看發(fā)生在安裝和拆卸過程中的比例比較大，縱觀事故原因，主要是操作不當(dāng)引起的，但是結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)不合理和預(yù)防措施不完善也是原因之一。為使設(shè)計(jì)者和使用者對(duì)塔機(jī)的頂升有更深的了解，避免事故的發(fā)生，本設(shè)計(jì)就QTZ63型塔式起重機(jī)的頂升機(jī)構(gòu)做了研究和設(shè)計(jì)，根據(jù)頂升機(jī)構(gòu)所承受的載荷，確定了頂升機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)，最終選定16GY14-1B液壓泵，該泵確保頂升機(jī)構(gòu)能穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)頂升作業(yè)，頂升機(jī)構(gòu)機(jī)械部分是塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)充分全面地計(jì)算載荷，精確的計(jì)算受力件踏步、頂升橫梁、爬升銷軸的應(yīng)力。能夠保證塔式起重機(jī)的正常使用和安裝拆卸，結(jié)構(gòu)比較合理，安全可靠，通過校核。能夠保證塔式起重機(jī)安全、穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)頂升加節(jié)過程，保證施工的安全。參考文獻(xiàn)1 劉佩衡.塔式起重機(jī)使用手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20022 吳曾評(píng).機(jī)械工程手冊(cè).第二版M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19953 劉佩衡.鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝用塔式起重機(jī)M.北京：建筑技術(shù)出版社，19974 張良成.材料力學(xué)M.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，20035 張祖立.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 20046 顧迪民.工程起重機(jī)M.鄭州：建筑工業(yè)出版社，19827 王昌長(zhǎng).起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一版）M.北京：中國(guó)鐵道出版社，1998 8 顧迪民.工程起重機(jī)（第二版）M.哈爾濱：哈爾濱建筑大學(xué)，19889 王積水，毛瑞年.塔機(jī)設(shè)計(jì)縱橫談. J 200510 劉國(guó)生. 建設(shè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造M.北京：人民交通出版社，2001 11 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：高等教育出版社，1998 12 李壯云.中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典M.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，200113 李楠.塔式起重機(jī)頂升原理J.建筑施工.200414 章宏甲，黃誼.液壓傳動(dòng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200015 王文翰，焊接技術(shù)手冊(cè)M.洛陽：河南科學(xué)技術(shù)出版社，200016 孫恒，陳作摸.機(jī)械原理（第六版）M.北京：高等教育出版社，2000致謝本文是在王七斤老師的悉心指導(dǎo)下完成的，四年來老師在學(xué)習(xí)和生活中給予了諄諄教誨和無微不至的關(guān)懷，尤其是在論文的選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)施、數(shù)據(jù)處理和論文完成過程等方面都傾注了老師大量的心血，畢業(yè)之際，特向恩師致以誠(chéng)摯謝意。另外，在畢業(yè)之際，特向四年來從各方面給予我關(guān)懷和幫助的工程技術(shù)學(xué)院的各位老師，同學(xué)致意誠(chéng)摯的謝意。31