QTD120A动臂塔机总体、平衡臂与A形架设计.docx

塔式起重机是一种用于工业和民用建筑施工的工程起重机，主要用于吊装预制构件和其他建筑材料、工具等工作。它是一种非连续性搬运机械，具有高效率、广泛适用、大回转半径、高起升高度、易于操作以及安装和拆卸简便等特点.本次设计的动臂式塔机是通过臂架俯仰运动进行幅度变幅的一种塔式起重机。它采用变幅卷扬机和变幅滑轮组系统，实现幅度的改变。相比其他类型的起重机，它具有臂架受力状态良好、自重较轻、施工方便、起升高度大、起重力矩大等优点。本次的设计是QTD120A动臂塔机总体、平衡臂与A形架。所设计设备主要技术指标为额定起重力矩为120OkNm,最大额定起重量为8000kg,主臂长度为30-50m,仰角范围为15°850,工作幅度为4.5m-50m0主要内容：（1）完成QTD120A动臂式塔机工作级别确定，总体方案选取论证，总体参数、工作级别确定和结构组成要素确定等；（2）初步确定不同臂长组合工作幅度及其起重量；（3）进行整机重量分配和配重计算，进行倾覆稳定性校核计算；（4）建立平衡臂和A形架三维模型及参数的初步确定，确定三种典型的工况，进行受力分析和校核计算；（5）进行系统安装与运输方案设计；（6）进行经济和社会效益分析。对QTD120A动臂塔机总体、平衡臂与A形架设计完善了市场上这一吨位现有的动臂式塔式起重机平衡臂、A形架型式的不足，对提高塔式起重机的整机工作效率具有重要意义，对今后相同吨位的动臂式塔式起重机平衡臂、A形架设计具有参考意义。关键词：QTDl20A动臂式塔机；总体；平衡臂；A型架QTD120ABoomTowerCraneOverall,BalanceArmandA-FrameDesignAbstractTowercraneisanengineeringcraneusedforindustrialandcivilconstruction,mainlyusedforliftingprefabricatedcomponentsandotherbuildingmaterials,tools,andotherwork.Itisanon-continuoushandlingmachinewithhighefficiency,wideapplicability,largeturningradius,highliftingheight,easyoperation,andeasyinstallationanddisassembly.Theboomtypetowercranedesignedinthisdesignisatowercranewithamplitudevariationthroughboompitchmotion.Itadoptsluffingwinchandluffingpulleyblocksystemtorealizeamplitudechange.Comparedtoothertypesofcranes,ithasadvantagessuchasgoodarmforcestate,lightselfweight,convenientconstruction,largeliftingheight,andlargeliftingtorque.ThedesignforthistimeistheoverallQTD120Aboomtowercrane,balancearm,andA-frame.Themaintechnicalindicatorsofthedesignedequipmentarearatedliftingtorqueof1200kNm,amaximumratedliftingweightof8000kg,amainarmlengthof30-50m,anelevationrangeof,andaworkingrangeof4.5m-50m.Maincontent:(1)CompletethedeterminationoftheworkinglevelofQTD120Aboomtowercrane,theselectionanddemonstrationoftheoverallplan,thedeterminationoftheoverallparameters,workinglevel,andstructuralcompositionelements;(2)Preliminarydeterminationoftheworkingrangeandliftingcapacityofdifferentarmlengthcombinations;(3)Performoverallweightdistributionandcounterweightcalculation,andperformoverturningstabilityverificationcalculation;(4)Establishathree-dimensionalmodelandpreliminarydeterminationofparametersforthebalancearmandA-frame,determinethreetypicalworkingconditions,andconductforceanalysisandverificationcalculations;(5)Designsysteminstallationandtransportationplans;(6)Conducteconomicandsocialbenefitanalysis.TheoveralldesignoftheQTD120Aboomtowercrane,aswellasthedesignofthebalancearmandA-frame,hasimprovedtheshortcomingsoftheexistingboomtowercranebalancearmandA-frametypesinthemarket.ItisofgreatsignificanceforimprovingtheoverallworkefficiencyofthetowercraneandhasreferencesignificanceforthedesignofthebalancearmandA-frameofthesametonnageboomtowercraneinthefuture.KeyWords：QTD120Aboomtowercrane；overall；Balancingarm；Aframe摘要I关键词：QTDI20A动臂式塔机；总体；平衡臂；A型架IAbstractII1 绪论-1-1.1 塔式起重机组成及分类-1-1.2 塔式起重机发展及国内外品牌-2-1.3 主要设计内容-5-2动臂塔机组成、功能及总体设计要求-6-2.1 动臂塔机组成和功能-6-1. 1.1金属名吉构-6-2. 1.2工作机构-9-3. 1.3电气系统-10-2.2 总体设计要求-11-2.2.1 工作级别-11-2.3 塔机几何与性能参数-13-2.4 起重特性-13-3整机的抗倾覆稳定性计算-14-3.1 平衡重计算-14-3.2 风载荷计算-15-3.2.1 风载荷估算原则-15-3.2.2 风载荷计算-15-3.3.1 整机稳定条件-16-3.3.2 确定计算工况与载荷状态-17-4平衡臂结构设计与校核计算-20-4.1 平衡臂总体结构设计-20-4.2 力学模型建立-20-4.3 载荷组合分析-22-4.4 4工况选择-23-4.4.1工况一-23-4.4.2工况二-34-4.4.3工况三-44-5安装与运输-55-5.1 安装方案-55-5.1.1 塔机基础设计-55-5.1.2 塔机安装工艺流程-55-5.1.3 塔机安装安全预案-58-5.2 塔机安装运输方式-59-6经济和社会效益分析-60-设计总结-61-参考文献-62-附录A英文文献-63-附录B中文翻译-63-致辞-64-1绪论1.1 塔式起重机组成及分类塔式起重机是建筑行业中的重要设备，简称塔机，它们的私用能够极大地提高施工效率，并且成为衡量施工企业技术实力的重要指标，它们的出现，大大改变了传统的人力搬运方式。用于垂直起重、移动建筑材料和安装建筑构件。动臂安装在塔身的上面。大部分应用于垂直运输建筑施工中材料的和安装构件。由金属结构、工作机构和电气系统组成。金属结构包括平衡臂、动臂、塔身等。工作机构由变幅、起升、行走和回转组成。电气系统包括电动机、配电箱等。图Ll动臂塔机结构图通过固定底座，将塔式起重机安装在地面的混凝土板上，塔机的底部与塔身相连,塔机的高度由塔身来增加。此外，将塔身与回转机构相连，使塔机具有360度的旋转角度。塔机工作场地较大。塔式起重机的部署能够显著减轻承建商的负担，同时也能够有效地提升施工的速度。塔式起重机可以分为两种：上回转式和下回转式：(1)上回转式塔式起重机：塔身保持不动，而回转支承以上的部分则通过回转机构围绕塔身中心线进行旋转。这种起重机有多种种类，包括运行式、附着式、内爬式和固定式。(2)下回转式塔式起重机:回转支承位于底座和转台之间，所有的工作机构除了行走机构外都放置在转台上，与转台一起回转。这种起重机有轨道式、履带式和轮胎式等多种类型，所有类型的起重机整机重心低，可以很方便地进行拆装和转移，而且灵活轻便，广泛适用于多层建筑的施工过程中。1.2 塔式起重机发展及国内外品牌自20世纪50年代以来，中国塔机行业经历了从零到有、从小到大的发展历程，并且在过去的60年里，不断完善和优化，最终形成了一个完备的体系和多样的产品类别。此后工程起重机的发展将重点放在以下几个领域：通过引入最新的技术与材料,使相似类别的起重机重量减少20%以上；提供多样化的配套零设备，以适应变化的需求；开始普及电液比例控制器、人工智能监控显示器操作系统，以提供更为简单、舒适、安全的操作体验；向起重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展。QTD120A动臂式塔式起重机是上回转式塔式起重机，具有施工方便、臂架质量轻、起升高度大、起重力矩大等特点，是一种利用动臂变幅作业的起重机，起重臂与塔身钱接，通过改变起重臂的俯仰角度实现起吊作业，广泛应用于建筑及各种施工领域。国内品牌，中联重科主要从事工程机械、农业机械等高新技术装备的研发制造，目前动臂式塔式起重机63t小型塔吊有：L125-8F、L125-10F、L200-10E等型号；Ioot以上大型塔吊有LH3350-120、L760-50等型号。如图1.2所示：图1.2L760-50塔式起重机徐工公司主营产品包括路面机械、工程起重机械、铲土运输机械、混凝土机械、建筑机械、高空消防设备、工程机械专用底盘、液压件、柴油机、工程轮胎等系列工程机械主机和基础零部件产品。其中，70%的产品达到国内领先水平，10%的产品达到国际当代先进水平。其中动臂式塔式起重机63t小型塔吊有：XGTL160,XGTL750.XAL602520等型号。如图1.3所示：I显图1.3XGTLI60塔式起重机川建公司在技术改造、经验积累、市场拓宽、技术提升的基础上，建立起一套完善的塔式起重机体系，充分利用其雄厚的科研开发和生产能力，先后研制生产出C5013、C5013A、C6024>FO23BC>C7030>C7050(B)>M630、M900>D90、D400、D1200.P125等30多个不同的型号，从63吨米到2400吨米的塔式起重机。其中动臂式塔式起重机63t小型塔吊有：D1200>D400、