《超大型平頭塔式起重機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)計(jì)概論》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《超大型平頭塔式起重機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)計(jì)概論（42頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1刖言 1.1選題的背景[1] 從目前的發(fā)展趨勢來看，國外的城市型和中型塔機(jī)中平頭塔機(jī)將逐步替代傳 統(tǒng)的塔機(jī)。目前，國內(nèi)生產(chǎn)平頭塔機(jī)的陣營同樣在迅速擴(kuò)大，用戶也在逐漸增多， 但是和帶有塔頭的普通塔機(jī)相比差距巨大，同時(shí)由于建筑施工企業(yè)的使用習(xí)慣， 我國平頭塔機(jī)的廣泛推廣和應(yīng)用尚需時(shí)日， 相信隨著我國平頭塔機(jī)的不斷發(fā)展和 完善，可以預(yù)見，具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的平頭塔機(jī)必將在中國市場上得到廣泛的推廣和 應(yīng)用。因此，如今平頭塔機(jī)在國內(nèi)外市場前景良好。 1.2選題的目的和意義 隨著建筑業(yè)的發(fā)展，塔式起重機(jī)（簡稱塔機(jī)）作為建筑施工的重要象征與主要 運(yùn)輸機(jī)械，在建筑業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。作為大型設(shè)備，塔機(jī)的工作

2、特點(diǎn)是根據(jù)建筑 需要將物品在很大空間內(nèi)升降和搬運(yùn)，屬于危險(xiǎn)作業(yè)。目前,在建筑施工中，由塔機(jī) 引起的人員傷亡和設(shè)備事故屢禁不止，重大事故發(fā)生率居高不下。如何提高塔式 起重機(jī)的本質(zhì)安全、合理地使用和管理塔機(jī)，讓塔機(jī)更好地發(fā)揮作用，是建筑業(yè)亟 待解決的難題之一。 塔身是平頭塔式起重機(jī)的核心部分。本課題在調(diào)研目前現(xiàn)有產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù) 資料的基礎(chǔ)上，明確塔身結(jié)構(gòu)型式和工作原理，在滿足多種工況要求的條件下， 從中選擇合理方案，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。給出塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 優(yōu)化設(shè)計(jì)、繪出結(jié)構(gòu)圖紙。 2平頭塔式起重機(jī)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r綜述 平頭塔機(jī)和傳統(tǒng)塔機(jī)的圖片 圖1傳統(tǒng)塔機(jī)（資料來

3、源：互聯(lián)網(wǎng)） 圖二平頭塔機(jī)（資料來源：互聯(lián)網(wǎng)） 2.1平頭塔式起重機(jī)的特點(diǎn)[2] 2.1.1平頭塔機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 沒有塔頭和拉桿是平頭塔機(jī)最顯著的結(jié)構(gòu)特征， 這也是平頭塔得名的由來。 由于這一特殊的結(jié)構(gòu)形式才使平頭塔與帶塔頭的塔機(jī)有了質(zhì)的區(qū)別， 這也決定了 平頭塔所特有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 與帶塔頭、拉桿的水平臂小車變幅式塔機(jī)相比， 平頭塔吊臂的受力狀況、連 接方式明顯不同。立塔后無論是工作和非工作狀態(tài)，平頭塔吊臂和平衡臂上下主 弦桿受力狀態(tài)不變，上弦桿主要受拉，下弦桿主要受壓，沒有交變應(yīng)力的影響， 其力學(xué)模型單一、簡明。正是基于這一點(diǎn)，平頭塔吊臂的連接設(shè)計(jì)才更簡便，非 常便于臂節(jié)之間

4、的快速拆裝，現(xiàn)代的平頭塔吊臂大多采用正三角形截面的空間桁 架結(jié)構(gòu)主要也是考慮這一受力狀況。上弦桿靠一個(gè)銷軸連接承受拉力，下弦桿則 靠結(jié)合處的端面承受壓力，這樣下弦桿的連結(jié)方式非常簡便，僅靠兩個(gè)定位鎖銷 并配鎖止螺栓。安裝時(shí)先將上面的銷軸連好，然后下落臂節(jié)，兩鎖銷自動(dòng)就位， 穿上螺栓即可，臂節(jié)間主要靠上弦桿的一個(gè)大銷軸連接， 既省力又省時(shí)，這是平 頭塔機(jī)的特色之一。 2.1.2平頭塔機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷加大人們逐漸發(fā)現(xiàn)了平頭塔的許多優(yōu)點(diǎn)，這是其它類 型塔機(jī)所無法替代的。近年來世界最著名的幾大塔機(jī)制造商，如 Potain\,Liebherr\,Terex Kroll等［3］公司紛紛涉

5、足平頭塔領(lǐng)域，使平頭塔成為一種 新潮。 1） 大大降低拆裝塔機(jī)對所需起重設(shè)備起重能力的要求。 平頭塔機(jī)由于取消了 塔頭，其單元質(zhì)量小、安裝高度低，最大安裝高度可比同級(jí)的其它塔機(jī)降低 10m 以上。普通塔機(jī)安裝吊臂時(shí)必須在地面上先將臂架、 拉桿等全部連接好再進(jìn)行整 體吊裝，此時(shí)對起重設(shè)備的要求最高，要有很大的起重量和起升高度。因?yàn)楸鄹?銷軸連好后還要將大臂抬高許多才能將吊臂拉桿連好，安裝吊臂拉桿時(shí)容易出現(xiàn) 安全事故，而平頭塔安裝則徹底被改善。平頭塔的吊臂節(jié)通常有4m、5m或10m 節(jié)。以50m長的吊臂為例，其最大單元質(zhì)量只相當(dāng)于吊臂總量的 1/5左右，臂架 在空中逐節(jié)拆裝和整體吊裝相比對起

6、重設(shè)備的要求大大降低，不僅節(jié)省拆裝費(fèi) 用，而且更加安全、快捷。⑷ 2） 適合于群塔交叉作業(yè)。由于平頭塔取消了塔頭，當(dāng)群塔交叉作業(yè)時(shí)每兩臺(tái) 交叉的高度差通?？山档?m，而帶塔頭的塔機(jī)要10m以上。平頭塔群交叉作業(yè) 總體高度可大大降低，則具有總體安裝時(shí)間少、對安裝設(shè)備的要求低、減小每臺(tái) 塔機(jī)的壓重及采用較小的塔身截面和底架等優(yōu)點(diǎn)。 3） 適合對高度有特殊要求的場合施工。平頭塔沒有塔頭，吊鉤的有效高度大 為提高，空間利用率高，因此非常適合于對高度有特殊要求的場合， 如機(jī)場的改 擴(kuò)建，機(jī)場旁的施工，隧道內(nèi)、廠房內(nèi)的施工，高壓線下的施工等，而傳統(tǒng)帶塔 頭的塔機(jī)往往很難勝任 4） 適合于對幅

7、度變化有要求的施工場合。平頭塔機(jī)臂節(jié)特殊的連接方式及沒 有塔頭、拉桿，使其吊臂的逐節(jié)拆裝非常簡易、安全，施工過程中如需要改變吊 臂的長度（加長或縮短）時(shí)都不用拆下整個(gè)吊臂，而在空中就可以完成臂節(jié)的加、 減。這種需要改變幅度的情形在電廠（站）的雙曲線冷卻塔施工中經(jīng)常會(huì)遇到， 當(dāng)冷卻塔建好后塔機(jī)通過雙曲線最小孔徑時(shí)， 往往需要拆除部分臂節(jié)甚至是大部 分臂節(jié)才能順利將塔機(jī)降下。普通塔機(jī)受拉桿的限制，吊臂只能拆掉吊點(diǎn)以外的 臂節(jié)，要拆掉吊臂拉桿難度很大，這時(shí)采用平頭塔就可以在空中很方便地任意拆 掉臂節(jié)。 5） 便于施工現(xiàn)場受限條件下的塔機(jī)拆裝 ⑸。如果受現(xiàn)場條件限制，汽車起重 機(jī)無法靠近時(shí)采用平頭

8、塔無疑是最佳的方案。 因?yàn)槠筋^塔獨(dú)有的吊臂連接方式使 整個(gè)臂架可以在空中逐節(jié)拆裝，必要時(shí)可以直接從運(yùn)輸車輛上取放臂節(jié)。 由于單 元臂節(jié)的質(zhì)量較小，可以利用工地上已有的塔機(jī)安裝其旁邊的平頭塔。 實(shí)際上拆 卸塔機(jī)時(shí)現(xiàn)場受限的情況更加普遍，如帶有裙樓的高層建筑，因種種因素塔機(jī)常 立在裙樓里，一旦工程完工拆塔時(shí)受裙樓的限制， 汽車起重機(jī)往往無法靠近，普 通塔機(jī)拆卸大臂是個(gè)難題，而這種情況拆平頭塔則容易得多。 6） 吊臂鋼結(jié)構(gòu)壽命長、安全性高。平頭塔沒有吊臂拉桿，其臂架的截面尺寸 通常比同級(jí)別的普通塔機(jī)要大，尤其是截面的高度較大，則剛度較大，吊載時(shí)屈 曲變形也較小。國內(nèi)用戶擔(dān)心平頭塔沒有拉桿不太安全

9、可靠，但事實(shí)恰好相反， 據(jù)國外司機(jī)反映，使用平頭塔比普通塔機(jī)更加平穩(wěn)，尤其在回轉(zhuǎn)或緊急制動(dòng)時(shí)， 平頭塔吊臂只受方向向下載荷的作用， 比較簡單；而普通塔機(jī)的吊臂還額外受到 因拉桿作用而產(chǎn)生的水平和向上分力的作用。 另外，普通塔機(jī)因變幅小車位置的 不同還使吊臂某一相同部位所受應(yīng)力明顯不同， 綜合作用的結(jié)果使吊臂主要受力 桿件經(jīng)常受到拉、壓交變應(yīng)力的作用，往往成為吊臂疲勞損傷甚至斷裂及焊縫開 裂的主要原因；而平頭塔的吊臂在垂直和水平兩個(gè)方向上都不受交變應(yīng)力的作 用，極大地提高了吊臂鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。 7） 吊臂的適用性好、利用率高。平頭塔吊臂的設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn)模數(shù)化，這一點(diǎn) 很重要。對制造

10、商來說，吊臂模數(shù)化可以大大降低設(shè)計(jì)和制造成本，從而降低平 頭塔價(jià)格；對用戶來說，能充分發(fā)揮吊臂的靈活性和適應(yīng)性。 如同系列不同級(jí)別 平頭塔的吊臂節(jié)可以互為利用，較大型號(hào)平頭塔的端部臂節(jié)可以用作較小塔機(jī)的 中間或根部節(jié)，這樣可以增加塔機(jī)的吊臂組合，提高吊臂的適用性和利用率。 8）設(shè)計(jì)成本低同。平頭塔的設(shè)計(jì)省去了塔頭、拉桿的設(shè)計(jì)和計(jì)算，而且吊臂 的計(jì)算工況少、力學(xué)模型簡單，計(jì)算量大大降低，計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際值，便 于進(jìn)行模數(shù)設(shè)計(jì)，從而大大減少設(shè)計(jì)周期。這一點(diǎn)對于生產(chǎn)廠家應(yīng)付瞬息萬變的 市場、滿足用戶多種要求來說也至關(guān)重要 2.2國外塔機(jī)發(fā)展簡述 平頭塔機(jī)起源于歐洲，叫法源于flat-top

11、 tower crane的譯名⑺,也有叫無塔 頭式塔機(jī)（topless tower crane的。平頭塔機(jī)的設(shè)計(jì)思想及雛形最早可追溯到 20世 紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)法國Richier公司研制的塔機(jī)外形已接近于現(xiàn)在的平頭塔機(jī)， 例 如其X1290和GT系列塔機(jī)塔頭較矮，通常不超過 4m,只稍稍高于吊臂和平衡 臂。但嚴(yán)格來講，這些塔機(jī)又不同于現(xiàn)在的平頭塔機(jī)，盡管塔頭較矮，但還是能 區(qū)分出塔頭、平衡臂、拉桿等。真正的平頭塔機(jī)誕生于 1975年，瑞典Linden公 司首次提出平頭塔機(jī)的概念，并率先推出了 Linden 8000平頭塔機(jī)模數(shù)系統(tǒng)，不 同型號(hào)平頭塔機(jī)的吊臂可以互換。Lin de n平頭

12、塔機(jī)沒有傳統(tǒng)意義上的塔頭，而且 取消了拉桿，上部結(jié)構(gòu)形狀呈水平且均為剛性結(jié)構(gòu)， 沒有傳統(tǒng)塔機(jī)那種塔頭、平 衡臂、吊臂及拉桿之間的鉸接連接方式?？梢哉f，Linden平頭塔機(jī)的出現(xiàn)揭開了 平頭塔機(jī)發(fā)展的序幕。 20世紀(jì)60年代至70年代，國外塔機(jī)的品種、型號(hào)和產(chǎn)量不斷增加。設(shè)計(jì)和 制造塔機(jī)的主要國家有德、法、英、意、西班牙、丹麥、瑞典、俄羅斯以及美國 和日本等。比較著名的塔機(jī)廠家有德國的利波海爾公司、 沃爾夫公司、法國的波 坦公司及日本的小川公司等同。 2.3國內(nèi)塔機(jī)發(fā)展簡述 我國生產(chǎn)塔機(jī)已有40多年的歷史，經(jīng)歷了一個(gè)從測繪仿制到自行設(shè)計(jì)制造的 發(fā)展過程。在20世紀(jì)50年代，為了滿足經(jīng)濟(jì)

13、建設(shè)的需要,引進(jìn)了前蘇聯(lián)和東歐一 些國家的塔機(jī)，并進(jìn)行了仿制。60年代進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造階段，紅旗2號(hào)塔機(jī) 就是當(dāng)時(shí)我國自行設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品 同。1965年,我國已有塔機(jī)生產(chǎn)廠10余家, 生產(chǎn)塔機(jī)360多臺(tái)，這些塔機(jī)都是下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂式的。70年代我國塔機(jī)進(jìn)入了設(shè)計(jì) 水平提高、產(chǎn)品品種增多的階段。80年代以來，從法國等國家引進(jìn)了塔機(jī)技術(shù)， 從而使我國進(jìn)入了塔機(jī)快速發(fā)展時(shí)期。90年代我國的塔機(jī)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，無 論是在先進(jìn)性，還是在安全性、使用性能、技術(shù)性能等方面都有了極大的提高。 塔機(jī)產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到7 000臺(tái)左右（其中井架塔機(jī)約占一半），生產(chǎn)廠家達(dá)到300家左 右，出現(xiàn)了一批生產(chǎn)國優(yōu)名牌產(chǎn)品

14、的廠家，如北京機(jī)械廠、四川建機(jī)廠、沈陽建機(jī) 廠、哈爾濱工程機(jī)械廠、重慶建機(jī)廠、山東建機(jī)廠等 ［佝。 應(yīng)當(dāng)說國內(nèi)塔機(jī)生產(chǎn)制造，從技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、安全性能等方面，基本 能達(dá)到國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，滿足使用要求。但在結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)方面，都不同程度存在 一些問題。 在塔機(jī)類型及結(jié)構(gòu)方面，一些廠家特別是有一定規(guī)模的廠家， 過多地重視生 產(chǎn)規(guī)模，對產(chǎn)品的質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量不夠重視， 特別是忽視技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品的技術(shù) 水平多年來沒有大的提高。 一些廠家忽視 塔機(jī)安全性為第一位”的原則，盲目追求制造大噸位塔機(jī)，產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)存在較大的安全隱患。同時(shí)一些不具備制造技術(shù)及生產(chǎn)管控能力較差的小 廠，其產(chǎn)品質(zhì)量低劣，存在較大的

15、使用安全隱患。同時(shí)大多數(shù)廠家的產(chǎn)品型式比 較單一，與國外先進(jìn)水平有較大差距。 對塔機(jī)的智能化和安全預(yù)警，也缺乏必要 的研發(fā)投入。而對于結(jié)構(gòu)材料的抗疲勞試驗(yàn)，更無一個(gè)廠家具備相應(yīng)的技術(shù)設(shè)施 和手段。 有的廠家過度注重生產(chǎn)規(guī)模，或者不具備必要的生產(chǎn)設(shè)施，塔機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊 接質(zhì)量不高，材料和結(jié)構(gòu)基層不作噴丸除銹處理， 噴涂質(zhì)量不高。這些普遍存在 的問題，不僅造成行業(yè)技術(shù)水平落后，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不高，還增大了塔機(jī)后 期的使用成本［11］。 3塔機(jī)的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式 3.1主要技術(shù)參數(shù)[11] 起升機(jī)構(gòu) M5 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) M4 牽引機(jī)構(gòu) M3 起升高度（

16、m） 73 取大起重量（t ） 25 最大幅度（m） 80 幅度（m） 最小幅度（m） 3.5 起 倍率 a =2 a =4 升 速度 起重量（t） 12.5 6.25 1 25 12.5 2 機(jī) 速度（m/min） 0-27 0-53 0-80 0-13.5 0-27 0-40 構(gòu)電機(jī)型號(hào)功率 QP2580A，63KW 機(jī)構(gòu)型號(hào) 扭矩 HPV145B1.130B 3*145N.M 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)速 0-0.72 r/min 速度

17、機(jī)構(gòu)型號(hào) 功率 牽引機(jī)構(gòu) 0-100 m/min BP110A 11KW 總功率 96.5KW （不含頂升機(jī)構(gòu)） 3.2塔身結(jié)構(gòu)形式[12] 塔身是塔式起重機(jī)的主體，承載著起重機(jī)臂架的重量和載荷的重量。從結(jié)構(gòu) 上可分為薄壁圓筒和空間桁架結(jié)構(gòu)。塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長有 2.5m、3m和5m等多種規(guī) 格尺寸。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接方式有：法蘭連接、螺栓連接、套筒螺栓連接、銷軸連接等 幾種。塔身截面形式一般為正方形截面，主弦桿一般為方管鋼、角鋼和圓鋼管塔 身腹桿一般為角鋼和無縫鋼管，有三角形、K字形等多種布置方式。 結(jié)合主要技術(shù)參數(shù)和參考相關(guān)資料塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)節(jié)長為 5.78m，

18、連接方式為螺 栓連接，結(jié)構(gòu)形式為空間桁架行、截面為正方形 2.5 25m，主弦采用圓鋼，塔身 腹桿采用無縫鋼管，并采用“米”行布置形式。其具體集合數(shù)值和材料參數(shù)如下 表 表3:塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)各桿件參數(shù)表 桿件 長度（mm 直徑（mr）i 重量（kg） 數(shù)量 主弦桿 5780 ①140 823 4 斜腹桿 1444 066*5 17 32 橫腹桿 978 ① 42*3 2.8 16 表4 :塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)各節(jié)參數(shù)表 節(jié)數(shù) 高度（mm 重量（kg 1 5780 4720 2 5780 4720 3 5780 4720 4

19、5780 4720 5 5780 4720 6 5780 4720 7 5780 4720 8 5780 4720 9 5780 4720 10 5780 4720 11 5780 4720 內(nèi)塔身 11000 4212 合計(jì) 74580 575332 其proe建模截圖如下圖 圖3 （資料來源：三維圖截圖） 3.3塔身的幾何參數(shù)[13] 本文研究的平頭塔式起重機(jī)塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)分為 11節(jié)，所有節(jié)的結(jié)構(gòu)和材料完 全相同。塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的橫截面為正方形的、 主弦的結(jié)構(gòu)形式的三維截圖和二維截 圖余下: 圖4 （資

20、料來源：三維圖截圖） W 了 8CI 圖5 （資料來源：三維圖截圖） 由于在米字型結(jié)構(gòu)中左半部分主要拉力、 而右半部分主要受壓力，所以腹桿左邊 和右邊采用不同結(jié)構(gòu)形式。左邊采用焊接板鋼，用螺栓連接形式，以增加腹桿的 抗拉作用。左半部分的斜腹桿和橫腹桿的三維建模圖和二維設(shè)計(jì)圖的截圖如下： 10 # （資料來源：左腹桿三維圖截圖） 圖7 （資料來源：左斜腹桿三維圖三維圖截圖） # 匚 !■ : I :■ 1 , : : L ” ” 1 r -匕

21、 — ~ —-1 ----------- ”—- ■ :三 —-1 —14 — 圖8 （資料來源：左斜腹桿二維圖截圖） 12 圖9 （資料來源：左橫腹桿三維圖截圖） 13 # 圖10 （資料來源：左橫腹桿

22、二維圖） 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)米字型結(jié)構(gòu)右半部分主要承受壓應(yīng)力， 為了避免應(yīng)力集中，不能采用 螺栓連接，而是直接采用鋼管和主弦焊接的方式使右半米字型結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。 其 具體三維和二維圖如下： # 圖11 圖12 14 # （資料來源：右腹桿三維圖 截圖） （資料來源：右斜腹桿三維圖截圖） # # # # 圖13 # # （

23、資料來源：右斜腹桿二維圖截圖） 圖14 15 （資料來源：右橫腹桿三維圖截圖） 3D 廠 圖15 （資料來源：右橫腹桿二維圖截圖） 4標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的二維設(shè)計(jì)和三維裝配 4.1標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的二維設(shè)計(jì)[14] 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的二維設(shè)計(jì)的零件圖和二維裝配圖， 以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)詳見附加圖 紙。 4.2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)零件的三維設(shè)計(jì) 由徐工集團(tuán)提供的XCP560平頭塔式起重機(jī)的CAD圖紙進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和三 維特征歸類，在PROE-ENGINNEER4.0中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的三維設(shè)計(jì)。其中主弦桿, 斜腹桿和橫腹桿的三維零件圖見 3.2中

24、三維插圖。相關(guān)連接件的三維圖余下： 圖16 圖17 （資料來源：主弦中部耳板 三維圖截圖） （資料來源： 主弦斜腹桿耳板三維圖截圖） 16 18 （資料來源：主弦上端耳板三維圖截圖） 圖19 （資料來源：米字節(jié)點(diǎn)耳板三維圖截圖） 圖22 圖20 圖21 （資料來源： 主弦下端耳板 三維圖截圖） （資料來源：主弦橫腹桿連接耳板三維圖截圖） 17 4.3標(biāo)準(zhǔn)節(jié)三維裝配圖 （資料來源：主弦斜腹桿耳板三維圖截圖） [15] 圖24 圖23 （資料來源：1/4標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配圖三維圖截圖） （資料來源： 單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配圖三維圖截圖） 圖2

25、5 （資料來源：11節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)裝配圖三維圖截圖） 18 4.4標(biāo)準(zhǔn)節(jié)桁架連接和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間連接三維圖 圖26 （資料來源：主弦中部和斜腹桿鏈接三維圖截圖） 圖27 （資料來源：主弦和橫腹桿連接三維圖截圖） 19 # 圖28 圖29 （資料來源： 斜腹桿和橫腹桿米字型連接 （資料來源：斜腹桿與主弦上部連接圖 三維圖截圖） 三維圖截圖） 圖30  (資料來源：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)節(jié)之間的連接圖三維圖截圖) 5有限元軟件分析 [16] MSC/PATRA是工業(yè)領(lǐng)域最著名的有限元前、后處理器， 是一個(gè)開放式、多 功能的三維MCA軟件包，具有集工程設(shè)

26、計(jì)、工程分析、和結(jié)果評估功能于一體 的、交互圖形界面的CAE集成環(huán)境。 主要特點(diǎn)：命令過程自動(dòng)文件記錄，記錄文件可編輯修改并用于模型參數(shù) 化研究；交互的超文本在線幫助系統(tǒng)； 數(shù)據(jù)庫不同平臺(tái)相互兼容； 強(qiáng)大的 PATRAN命令語言(PCL)可使用戶開發(fā)自己的分析模塊和完全集成已有的分析程 序；CAD莫型直接讀入；Uni graphics幾何特征讀寫和編輯功能； 獨(dú)立的幾何 模型的創(chuàng)建和編輯工具； 完全集成MSC勺各種分析求解器及外部、第三方的分 析求解器；豐富、高質(zhì)量的1D, 2D和3D網(wǎng)格劃分器；任意的梁截面庫定義； 載荷、邊界條件、材料和單元特性可直接施加在幾何模型上；可視化的與時(shí)間

27、或 溫度相關(guān)的載荷和材料特性的定義及顯示；豐富的結(jié)果后處理功能；豐富可調(diào)的 色彩顯示方案；直接訪問材料管理系統(tǒng) MSC/MVISIO中的各種材料數(shù)據(jù)。 5.1工況分類 5.1.1工況一 工況一是當(dāng)風(fēng)吹的方向與起重臂，平衡臂成垂直狀態(tài)起重臂在 80m出起升3t重 物，起重臂與塔身成零度角是的狀態(tài)。 風(fēng)載荷方向與起重臂、平衡臂垂直如圖 4所示： 圖31 工作工況一示意圖 5.1.2 工作工況二 工況二是當(dāng)風(fēng)吹的方向與起重臂，平衡臂成平行狀態(tài)。起重臂在 80m出起升3t 重物，風(fēng)載荷方向與起重臂方向平行如圖 5所示： 圖32工作工況二 5.1.3 非工作工況三 工況三當(dāng)

28、風(fēng)吹的方向與起重臂，平衡臂成平行狀態(tài)。起重臂不起升重物 風(fēng)載荷方向與起重臂方向平行如圖 6所示： 22 非工作工況下的風(fēng)壓 0-20m 800 Pa； 20m以上1100 Pa,此種狀態(tài)下，風(fēng)對塔 機(jī)的作用方向與工作工況U相同。 5.2載荷的計(jì)算 根據(jù)起重機(jī)規(guī)范、平頭塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)所受的載荷主要包括四類： 自重載 荷、起升載荷、水平慣性載荷、風(fēng)載荷以及其他載荷。 (1) 自重載荷。自重載荷是平頭塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)必須考慮的主要載 荷之一。根據(jù)XCP560平頭塔式起重機(jī)圖紙統(tǒng)計(jì)，自重載荷包括主弦桿的自重、 斜腹桿的自重。橫腹桿的自重等。 (2) 起升載荷。起升載荷含吊具

29、、吊車和吊重。當(dāng)起升時(shí)、小車突然啟動(dòng) 或停車時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加載荷。動(dòng)載荷通過載荷系數(shù)進(jìn)行考慮的。 (3) 水平慣性載荷。包括回轉(zhuǎn)慣性載荷和離心載荷。 (4) 風(fēng)載荷。平頭塔機(jī)一般在露天工作，因此必須考慮風(fēng)載荷的作用。一 般計(jì)算中所用到的風(fēng)載荷是指塔機(jī)在正常情況下所承受的最大風(fēng)力。 (5) 其他載荷包括溫度載荷、實(shí)驗(yàn)載荷以及其他載荷，在這里不做考慮。 由于本文只對塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，故臂架的自重、風(fēng)載荷、 水平慣性載荷、起重載荷等都需要通過計(jì)算轉(zhuǎn)化到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上轉(zhuǎn)換公式 f = f m =f l 根據(jù)臂架同學(xué)提供的數(shù)據(jù)，在水平方向 Fx=F 水平 +Pw Mx=FxX L

30、水平 +PWXL 中 式中：F水平 為水平慣性載荷 Pw為風(fēng)載荷 L水平 為水平作用點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離 L中風(fēng)載荷作用力中心島標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離 521風(fēng)載荷的計(jì)算 1) 起重臂風(fēng)載荷計(jì)算，n片型式尺寸相同，且間隔相等的并列結(jié)構(gòu)在縱向風(fēng)力 作用下，總迎風(fēng)面積如下計(jì)算： A=(1-n n)3 iAi/(1-n ) (6) 式中：Ai=0.4 X 2.028 X 1.255 - 2=0.51 m2 結(jié)構(gòu)充實(shí)率3 1=0.4 擋風(fēng)折減系數(shù)n =0.4 得 A= (1-0.4 12)X 0.4 X 0.51 - 0.6=0.34 m2 已知：風(fēng)力系數(shù)Cw=1.3 計(jì)算風(fēng)壓Pw=250P

31、a 代入得，F(xiàn)w=1.3X 250X 0.34=110.5N 2) .平衡臂風(fēng)載荷計(jì)算 已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率3 =0.3 2 貝U A=0.3X 2.3X 1.4=0.966m 風(fēng)力系數(shù)Cw=1.3 計(jì)算風(fēng)壓Pw=250Pa 代入得，F(xiàn)w=1.3X 250X 0.966=313.95N 3) .平衡重風(fēng)載荷計(jì)算 平衡重迎風(fēng)面積按實(shí)體計(jì)算 已知：結(jié)構(gòu)充實(shí)率3 =1 r r 2 則 A=1 X 2.5X 2.5=6.25m 風(fēng)力系數(shù)Cw=1.3 計(jì)算風(fēng)壓Pw=250Pa 代入得，F(xiàn)w=1.3X 250 X 6.25=2031.25N 4) .塔身風(fēng)載荷計(jì)算 在此工況下，風(fēng)

32、對著矩形截面空間結(jié)構(gòu)對角線方向吹，矩形截面的邊長比為 1： 1.2，風(fēng)載荷取為風(fēng)向著矩形邊長作用時(shí)的 1.2倍 則 Fw=1.2 X 28928.9=34714.68N 5.2.2自重和載重 不管在那種工況下，自重和載重的不變 豎直方向Fy=664KN My =4050KN*M 523總結(jié)工作工況下載荷數(shù)據(jù) 0 風(fēng)平行臂架的時(shí)候（工況一） 水平方向M= 255 KN?M 風(fēng)垂直臂架的時(shí)候（工況二） 2455.7 N 風(fēng)平行臂架的時(shí)候（工況一） 風(fēng)載荷 Pw= 30724 N 風(fēng)垂直臂架的時(shí)候（工況二） 很明顯在工況一下, 塔身受力要比工況二大，故在只對工況一

33、進(jìn)行四根主弦 24 # 受力情況分析。 豎直方向有公式 4F仁Fy # # 4 2.5 2 F 2 = My 四根主弦左邊兩根受力相同成為 F左，右邊兩根受力相同成為F右 F 左=Fi-F2 =644000 N F 右=Fi+F2=976000N 水平方向 有公式4F3=Pw # # 4 2.5“ 2 、2F4 二 Mx # # F 點(diǎn) iz=v2/2F4+F3=164651N F 點(diǎn) ix=a2/2F4=156970N # # F 點(diǎn) 2z=v2/2F

34、4+F3=-156970N F 點(diǎn) 2x=-辺/2F4=-156970N # # F 點(diǎn) 3x=-v2/2F4=156970N F 點(diǎn) 3x=-辺/2F4=-156970N F 點(diǎn) 3z=-v2/2F4+F3= 149289N F 點(diǎn) 3z=-v2/2F4+F3= -156970N 5.3有限元前處理[17] 塔身由許多標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)具有相同的結(jié)構(gòu)形狀、 幾何尺寸和截 面類型。塔身由豎向的立柱和斜向腹桿構(gòu)成， 立柱主要承擔(dān)豎向的荷載，腹桿則 主要配合立柱受力，它主要在塔身承受扭轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)揮作用。 5.3.1塔身建模 根據(jù)圖紙確定一節(jié)有限元模型的點(diǎn)的左

35、邊，具體坐標(biāo)如下表 占 八、、 號(hào) 坐標(biāo) （x y z） 占 八、、 號(hào) 坐標(biāo) （x y z） 占 號(hào) 坐標(biāo) （x y z） 占 八、、 號(hào) 坐標(biāo) （x y z） 1 0 0 0 8 2.5 5.78 0 15 2.5 1.445 2.5 22 2.5 1.445 1.25 2 0 0 2.5 9 0 2.89 0 16 2.5 1.445 0 23 1.25 1.445 2.5 3 2.5 0 2.5 M0 0 2.89 2.5 17 0 4.335 0 ￥ 0 1.445 1.25 4 2.5 0 0

36、 11 2.5 2.89 2.5 18 0 4.335 2.5 25 1.25 4.335 0 5 0 5.78 0 12 2.5 2.89 0 19 2.5 4.335 2.5 26 2.5 4.335 1.25 6 0 5.78 2.5 M3 0 1.445 0 20 2.5 4.335 0 1 27 1.25 4.335 2.5 7 2.5 5.78 2.5 14 0 1.445 2.5 21 1.25 1.445 0 28 0 4.335 1.25 有點(diǎn)創(chuàng)建桿，并將相關(guān)的點(diǎn)和桿關(guān)聯(lián)，得出標(biāo)準(zhǔn)節(jié)模型如下圖 圖34 （資

37、料來源：有限元標(biāo)準(zhǔn)節(jié)幾何模型圖截圖） 5.3.2整個(gè)塔身建模 通過平移復(fù)制操作，將11節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的模型建立如下圖 25 圖35 （資料來源：有限元幾何模型截圖） 5.3.3劃分有限元網(wǎng)格 每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦劃分成10段、而斜腹桿和橫腹桿由于只有拉壓力，故只用分析 成1段。然后再消除重節(jié)點(diǎn)，完成有限元網(wǎng)格的劃分。 5.3.4定義材料標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的材料選用的都是 Q235B鋼［佝，其彈性模量去2e10泊松比為0.3密度 為 9850. 5.3.5定義單元屬性 主弦桿定義為1D team，斜腹桿和橫腹桿定義為1D rod。 5.3.6添加約束和載荷［19］ 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿的底端都為全

38、約束 6個(gè)方向的約束 27 # # 圖37 （資料來源：有限元幾何模型截圖） 5.3.7結(jié)果分析 最大應(yīng)力圖如下 圖38 （資料來源：有限元結(jié)果分析截圖） 29 最大變形

39、分析圖如下 圖38 （資料來源：有限元結(jié)果分析截圖） 30 6結(jié)論 6.1剛度和強(qiáng)度校核 (1)強(qiáng)度校核，工況一中最大應(yīng)力 S max=35.9Mpa。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦和 腹桿的材料均采用Q345其屈服強(qiáng)度為345,按照參考文獻(xiàn)[20]設(shè)計(jì)規(guī) 范要求，對于Q345材料， S s/ S b=345/510=0.676<0.7 安全系數(shù)n=1.34，所以許用應(yīng)力值

40、 [S ]=(0.5* S s+0.5* S b)/n=216.94 Mpa 計(jì)算所得應(yīng)力S max<[ S ],故滿足要求。 (2)剛度校核，按照參考文獻(xiàn)規(guī)范[21]要求位移許用值為[YL] 0.7? |2 [Yl]二 二 4480 mm n 在有限元分析中YL=282mm[YL],故剛度滿足文獻(xiàn)要求 6.2二維和三維模型總結(jié) 塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用的聯(lián)接方式，應(yīng)用最廣的是蓋板螺栓聯(lián)接和套柱 螺栓聯(lián)接，其次是承插銷軸聯(lián)接和插板銷軸聯(lián)接。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)有整體式塔 身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和拼裝式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。本人采用的拼裝式塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加工精 度高，制作難，但是堆放占地小，運(yùn)費(fèi)少。塔身節(jié)內(nèi)必須設(shè)置爬梯, 以

41、便司機(jī)及機(jī)工上下。 并且把塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成腹桿片焊件和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)片焊件 兩大焊件和其他連接小零件。讓塔身在組裝和運(yùn)輸更方便，更有市場 32 腹桿片和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)片的二維截圖如下 33 # 圖38 （資料來源：cad設(shè)計(jì)圖截圖） # fl 圖39 （資料來源：cad零件圖截圖） 在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)， 但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所 學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的

42、一種提高。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明 白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什 么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí) 是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自 己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 35 參考文獻(xiàn) [1] GB/T5031 — 2008 塔式起重機(jī)技術(shù)條件 ? [2] GB/T 13752 — 92.塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. [3] 張連文，馬新敏，王昊，郭衛(wèi)軍，劉繼忠，雙吊點(diǎn)塔式起重機(jī)臂架整體穩(wěn)定性計(jì)算 J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，2004, (2): 16-18. [4] 顧迪民.工程起

43、重機(jī)[M]，北京：中國建筑出版社， 1998. [5] 張連文，郭衛(wèi)軍，王昊，馬新敏，張忠海，陳以田，劉振 .雙吊點(diǎn)臂架整體穩(wěn)定性校核段 的選擇[J].建筑機(jī)械化,2003, 24(2): 28-29. ⑹劉懷恒.結(jié)構(gòu)及彈性力學(xué)有限元法 [M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2007. [7] 徐格寧.起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995年. [8] 吳應(yīng)鶴.塔式起重機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社， 1995. [9] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年。 [10] 吳應(yīng)鶴.塔式起重機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算[M].成都：四川科

44、學(xué)技術(shù)出版社， 1995. [11] 林清安.完全精通Pro/ENGINEER野火4.0零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)入門 電子工業(yè)出版社，2009年. [12] GB/T 3811-2008.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. [13] 陳瑋璋.起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)[M],北京：人民交通出版社，1985，193 [14] 宋君亮.結(jié)構(gòu)力學(xué)與鋼結(jié)構(gòu)[M],北京：水利電力出版社，1986.6,265-276 [15] 須雷，起重機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 [M]，起重運(yùn)輸機(jī)械。1996.8,3-7 [16] T J Lardner, R R Archer.Mechanics of Solids an introduction

45、.McGraw-Hill, INC, 1994 [17] 劉鴻文.材料力學(xué)(I、II兩冊)[M].北京：高等教育出版社， 2010. [18] Jelicic ZD, Atanackovic TM(2006) On an optimization problem for elastic rods.Struct Multidisc Optim 32:59-64 [19] 林清安.Pro/E wildfire 2.0零件設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社， 2006年 [20] MSC.SOFTWARE Corporatio n. MSC.PATRAN Refere nee Ma nuals, F

46、in ite Eleme nt An alysis[M]. MSC.SOFTWARE suppliers, San ta Ana CA USA, 2004. [21] 劉懷恒.結(jié)構(gòu)及彈性力學(xué)有限元法[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2007. 學(xué) 號(hào)：20101321 TIANJIN UNIVERSITY OF COMMERCE 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 超大型平頭塔機(jī)的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 教學(xué)系： 機(jī)械與包裝工程系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械1001班 學(xué)生姓名： 肖紅光 指導(dǎo)教師： 張連文 教授 2014年3月 1選題的目的和意

47、義 從目前的發(fā)展趨勢來看，國外的城市型和中型塔機(jī)中平頭塔機(jī)將逐步替代傳 統(tǒng)的塔機(jī)。目前，國內(nèi)生產(chǎn)平頭塔機(jī)的陣營同樣在迅速擴(kuò)大，用戶也在逐漸增多， 但是和帶有塔頭的普通塔機(jī)相比差距巨大，同時(shí)由于建筑施工企業(yè)的使用習(xí)慣， 我國平頭塔機(jī)的廣泛推廣和應(yīng)用尚需時(shí)日， 相信隨著我國平頭塔機(jī)的不斷發(fā)展和 完善，可以預(yù)見，具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的平頭塔機(jī)必將在中國市場上得到廣泛的推廣和 應(yīng)用。因此，如今平頭塔機(jī)在國內(nèi)外市場前景良好。 ⑴ 塔身是平頭塔式起重機(jī)的核心部分。本課題在調(diào)研目前現(xiàn)有產(chǎn)品和相關(guān) 技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，明確塔身結(jié)構(gòu)型式和工作原理，在滿足多種工況要求的條件 下，從中選擇合理方案，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性

48、設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。給出塔身標(biāo) 準(zhǔn)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)、繪出結(jié)構(gòu)圖紙。 2平頭塔式起重機(jī)發(fā)展及其現(xiàn)狀 塔式起重機(jī)的發(fā)展及其應(yīng)用在國內(nèi)雖然還不到半個(gè)世紀(jì)， 但在國外已有近百 年的歷史。半個(gè)多世紀(jì)以來，以法國波坦（Potain）和德國利勃海爾（Liebherr） 公司為代表的歐洲幾大塔機(jī)制造商一直是世界塔機(jī)技術(shù)的領(lǐng)跑者， 在塔機(jī)的機(jī)構(gòu) 性能、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)用領(lǐng)域等各方面都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。就結(jié)構(gòu)形式而言， 動(dòng)臂變幅式、水平臂架小車變幅式塔機(jī)等都曾經(jīng)在很長的時(shí)期內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位， 在最近幾十年水平臂架小車變幅式的自升塔機(jī)無論在國內(nèi)還是國外的市場上一 直占據(jù)主導(dǎo)地位⑵。 近幾年國外塔機(jī)市場上，一種結(jié)構(gòu)新穎

49、的平頭式塔機(jī)發(fā)展很快， 大有流行之 勢；在國內(nèi)市場雖然也有廠家推出平頭塔機(jī)， 但用戶對其了解不多，有的用戶還 沒有平頭塔機(jī)的概念，所以發(fā)展較慢。 隨著平頭塔機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被越來越多的用戶所認(rèn) 可，于是一些制造廠家紛紛涉足平頭塔機(jī)的研制， 以至于波坦和利勃海爾等大公 司也以各種方式推出平頭塔機(jī)，由此極大地推動(dòng)了平頭塔機(jī)的發(fā)展。 近5年是國 外各大塔機(jī)制造商相繼推出平頭塔機(jī)最集中的時(shí)期，也是發(fā)展最快的時(shí)期。 3課題研究內(nèi)容 在畢業(yè)設(shè)計(jì)老師的指導(dǎo)下，需完成一下任務(wù): 3. 1查閱現(xiàn)有資料、明確平頭塔機(jī)塔身的常用結(jié)構(gòu)型式和工作原理［3］。結(jié)合 圖紙及關(guān)于起重機(jī)介紹的書籍，

50、再根據(jù)個(gè)人對起重機(jī)的觀察，了解平頭塔機(jī)的工 作原理，結(jié)構(gòu)形式，以及構(gòu)成塔身的比較重要的結(jié)構(gòu)件。 3.2明確塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)所受載荷和典型工況要求。查閱相關(guān)資料，了解平頭塔 機(jī)塔身的主要承載結(jié)構(gòu)，熟悉塔機(jī)在不同工作狀態(tài)下的塔身各個(gè)構(gòu)件的不同受載 情況⑷。 3.3方案選擇和設(shè)計(jì)。包括塔身主弦和腹桿等。結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)選取 比較合適的方案，以至于起重機(jī)在工作過程中可以表現(xiàn)的更加穩(wěn)定。 3.4熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)“ GB/T 3811-2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. ”和“ GB/T 13752 —92.塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.”。了解塔身的具體情況，掌握不同的工作狀態(tài)下， 塔身各個(gè)構(gòu)件的剛度，及強(qiáng)度的

51、計(jì)算校驗(yàn)方法。 3.5不同工況下塔身彎矩、剪力、變形計(jì)算。在參考以上書籍之后，對塔身 構(gòu)件進(jìn)行一些力，力矩及變形的計(jì)算，并且熟知計(jì)算結(jié)果。 3.6查閱起重機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算的書籍⑺8］，對起重機(jī)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性 校核計(jì)算。參考塔身構(gòu)件的材料，查閱相關(guān)資料［9、10］, 了解塔身各個(gè)構(gòu)件的需用 應(yīng)力，然后和上述計(jì)算結(jié)果作對比，分析塔身構(gòu)件在各個(gè)工作狀態(tài)下的強(qiáng)度， 剛 度，穩(wěn)定性是否符合條件。 3.7手工計(jì)算結(jié)果的分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析手工計(jì)算結(jié)果，并且結(jié)合起重機(jī) 相關(guān)設(shè)計(jì)書籍［11］來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 3.8繪制2D圖紙。用相關(guān)軟件，如CAD畫出塔身構(gòu)件及塔身整體的二維圖 形。 3.9畫

52、出3D模型。用三維軟件PROE繪制塔身構(gòu)件的三維圖形，建立3D模 型，便于以后的分析檢驗(yàn)。 重點(diǎn)解決的問題是計(jì)算結(jié)果對比分析及 2D及3D的圖形繪制。對起重機(jī)塔 身的受力狀況進(jìn)行手工計(jì)算的分析。繪制出塔身構(gòu)件的 2D及3D模型可以讓人 一目了然，方便分析過程中對具體結(jié)構(gòu)的討論。 在此之前，掌握了一些計(jì)算方法及圖形繪制軟件的使用。 其中力學(xué)的計(jì)算問 題可以參照材料力學(xué)和理論力學(xué)的課程學(xué)習(xí)，用 PROE建立三維模型 網(wǎng)上有大量的相關(guān)資料及書籍，是研究過程中一個(gè)比較重要的參考資源的來 源。在大學(xué)期間認(rèn)真學(xué)習(xí)了專業(yè)課程，對課本［12、13、14、15］有比較深刻的認(rèn)識(shí)。這 些都為研究設(shè)計(jì)的進(jìn)行創(chuàng)

53、造了條件。 4課題研究計(jì)劃： 2012.12-2012.01熟悉平頭塔機(jī)工作原理及性能指標(biāo)，理解設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，明確 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。資料收集、文獻(xiàn)查閱，市場調(diào)研，提交調(diào)研報(bào)告。 2013. 02-2013.03完成開題報(bào)告；明確塔身受力特點(diǎn)和計(jì)算方法、接受必 要的培訓(xùn)；明確塔身設(shè)計(jì)方案。英文翻譯資料確定并完成。 2013.04-2013.04.20畢業(yè)實(shí)習(xí)并完成報(bào)告；塔身單肢強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算及數(shù) 據(jù)分析整理。 2013.04.21—2013.05臂架2D、3D設(shè)計(jì)；完成手工計(jì)算。 2013.05-2013.05.15撰寫畢業(yè)論文并完成初稿。 2013.05.16-2013.06提交畢業(yè)實(shí)

54、習(xí)報(bào)告、英譯漢最終版；論文定稿、印刷裝 訂、進(jìn)行答辯 40 5參考文獻(xiàn) [1] GB/T5031 — 2008 塔式起重機(jī)技術(shù)條件 ? [2] GB/T 13752 — 92.塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. [3] 張連文，馬新敏，王昊，郭衛(wèi)軍，劉繼忠，雙吊點(diǎn)塔式起重機(jī)臂架整體穩(wěn)定性計(jì)算 J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，2004, (2): 16-18. [4] 顧迪民.工程起重機(jī)[M]，北京：中國建筑出版社， 1998. [5] 張連文，郭衛(wèi)軍，王昊，馬新敏，張忠海，陳以田，劉振 .雙吊點(diǎn)臂架整體穩(wěn)定性校核段 的選擇[J].建筑機(jī)械化,2003, 24(2): 28-29. ⑹劉懷

55、恒.結(jié)構(gòu)及彈性力學(xué)有限元法 [M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2007. [7] 徐格寧.起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995年. [8] 吳應(yīng)鶴.塔式起重機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社， 1995. [9] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004年。 [10] 吳應(yīng)鶴.塔式起重機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社， 1995. [11] 林清安.完全精通Pro/ENGINEER野火4.0零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)入門 電子工業(yè)出版社，2009年. GB/T 3811-2008.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 41 致謝

56、歷時(shí)將近四個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完， 在論文的寫作過程中遇到了無 數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要感謝我的論文指導(dǎo)老 師一張連文老師，他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的 修改和改進(jìn)。 另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的 支持與幫助。以及我們專業(yè)課任課老師對論文的專業(yè)指導(dǎo)， 和學(xué)校對提供大量資 源。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 同時(shí)，還要感謝我們論文小組的同學(xué)-董嚴(yán)案同學(xué)，他在資料整理和數(shù)據(jù)計(jì) 算方面給我提供了大量的幫助，以及小組的其他同學(xué)。在此向你們表示最衷心的 感謝 最后感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。 本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)， 如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材， 還在論文的 撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友 批評和指正！ 42