畢業(yè)論文qtz80塔吊設計

揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)論文課題名稱QTZ80塔吊設計院部機械工程學院總目錄第一部分任務書第二部分開題報告第三部分正文第一部分任務書畢業(yè)設計論文任務書院（部）機械工程學院專業(yè)機械設計與制造班級1002機制學生姓名指導教師職稱講師課題名稱QTZ80塔吊設計課題工作內容本次畢業(yè)設計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全面訓練，目的在于鞏固和擴大學生在校所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學生獨立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關技術問題。通過畢業(yè)設計，使學生掌握塔式起重機的總體設計、吊臂的設計、整體穩(wěn)定性計算等內容，為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的基礎。指標要求一、論文技術指標1、主要任務學生應在指導教師指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制機械與電氣工程圖紙，獨立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關圖表。2、知識要求學生在畢業(yè)設計工作中，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學習、鉆研與實踐，深化理論認識、擴展知識領域、延伸專業(yè)技能。3、能力培養(yǎng)要求學生應學會依據(jù)技術課題任務，完成資料的調研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學生掌握有關工程設計的程序、方法與技術規(guī)范，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養(yǎng)學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。4、綜合素質要求通過畢業(yè)設計，學生應掌握正確的設計思想；培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風；在工程設計中，應能樹立正確的生產觀、經濟觀與全局觀。二、設計說明書的撰寫1、畢業(yè)設計說明書按學院規(guī)定的撰寫格式、要求和紙張格式裝訂成冊，內容順序為封面、中英文摘要、目錄、說明書正文、參考書目錄、小結、封底；2、設計說明書的論證要有科學根據(jù)，要有說服力；3、說明書要求章節(jié)分明，層次清楚，文理通順；進程安排1、熟悉畢業(yè)設計（論文）的任務要求，搜集相關資料；1周2、查閱資料、外文文獻翻譯、開題報告；2周3、了解和掌握各種材料的選擇和加工工藝；3周4、總體方案設計；3周5、起重臂設計、變幅機構選擇；2周6、編寫說明書，整理并完成畢業(yè)設計論文；1周7、畢業(yè)設計成果審閱、評閱、答辯。主要參考文獻1、塔式起重機設計規(guī)范GB/T13752922、鋼結構宣國梅謝瑞健3、結構力學陳榮波編國防工業(yè)出版社4、工程起重機顧迪民中國建筑出版社5、互換性與技術測量廖念釗古瑩庵等編中國計量出版社6、機械零件設計手冊冶金工業(yè)出版社7、機械設計手冊機械工業(yè)出版社8、起重機設計手冊機械工業(yè)出版社9、機械設計鄂中凱等編東北工學院出版社10、材料力學張如三編中國建筑工業(yè)出版社起止日期2012年8月1日2012年11月1日院部蓋章教研室主任簽字年月日年月日說明畢業(yè)設計任務書由指導教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經系部審核蓋章后生效。此任務書要求按固定格式雙面打印,在畢業(yè)設計工作開始前一周內填寫并發(fā)給學生。第二部分開題報告揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院2013屆畢業(yè)設計（論文）開題報告書畢業(yè)設計（論文）開題報告書（表（表1）學生姓名專業(yè)機械設計與制造班級學號題目QTZ80塔吊設計指導教師職稱講師學位碩士題目類別工程設計基礎研究應用研究其它【課題的內容與要求】主要內容本文主要結合實例針對工藝流程進行闡述，對各種結構設計進行簡要論述和總結。具體要求1、凡給定的設計內容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。2、對設計的全部內容，包括設計計算、機械構造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結構與工藝要求，有比較熟練的認識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等亦有一般了解。3、說明書、計算書內容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設計計算步驟正確，數(shù)學計算準確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標準，且清潔整齊。4、對國內外塔式起重機情況有一般的了解，對各種塔式起重機有一定的分析、比較能力。【前言】塔機是現(xiàn)代化工業(yè)和民用建筑的主要施工機械之一。在高層建筑中，塔機的利用幅度比其他類型的起重機高，在社會經濟飛速發(fā)展的今天，高層建筑越來越多，塔機的運用也成為高層建筑中不可缺少的機械之一，尤其是現(xiàn)代化建設日新月異的今天，塔機的身影更無處不在。由于塔機性能不斷完善，使得建筑工藝可能進行重大改革，能夠應用大型磚塊，甚至是箱形結構，實現(xiàn)建筑物結構件的預制轉配化、工廠化。同時，新技術的不斷出現(xiàn)反過來對塔機的性能和參數(shù)提出了更高的要求。相信隨著經濟的繼續(xù)發(fā)展，塔機將會發(fā)揮出更顯著的作用，貢獻更大力量?！痉桨傅谋容^與評價】通過電子圖書館，查閱及搜集書籍資料網絡，參考萬方、超星和中文科技期刊全文數(shù)據(jù)等相關網站資料，并利用UG軟件進行應力分析、利用AUTOCAD軟件完成二維圖的生成、利用SOLIDWORKS制作三維效果圖。【預期的效果及指標】1、凡給定的設計內容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。2、對設計的全部內容，包括設計計算、機械構造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結構與工藝要求，有比較熟練的認識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等亦有一般了解。3、說明書、計算書內容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設計計算步驟正確，數(shù)學計算準確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標準，且清潔整齊。4、對國內外塔式起重機情況有一般的了解，對各種塔式起重機有一定的分析、比較能力?！具M度安排】2012年8月1日2012年8月7日熟悉畢業(yè)設計（論文）的任務要求，搜集相關資料；2012年8月8日2012年8月22日查閱資料、外文文獻翻譯、開題報告；2012年8月22日2012年9月11日了解和掌握各種材料的選擇和加工工藝；2012年9月12日2012年10月2日總體方案設計2012年10月3日2012年10月16日起重臂設計、變幅機構選擇；2012年10月17日2012年11月1日編寫說明書，整理并完成畢業(yè)設計論文；【參考文獻】1、塔式起重機設計規(guī)范GB/T13752922、鋼結構宣國梅謝瑞健3、結構力學陳榮波編國防工業(yè)出版社4、工程起重機顧迪民中國建筑出版社5、互換性與技術測量廖念釗古瑩庵等編中國計量出版社6、機械零件設計手冊冶金工業(yè)出版社7、機械設計手冊機械工業(yè)出版社8、起重機設計手冊機械工業(yè)出版社9、機械設計鄂中凱等編東北工學院出版社10、材料力學張如三編中國建筑工業(yè)出版社【指導教師意見】（有針對性地說明選題意義及工作安排是否恰當?shù)龋┩馓峤婚_題論證修改后提交不同意提交（請說明理由）指導教師簽章年月日【系部意見】同意指導教師意見不同意指導教師意見（請說明理由）其它（請說明）院（部）主任簽章年月日揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院畢業(yè)設計（論文）中期檢查及指導記錄表畢業(yè)設計（論文）中期檢查及指導記錄表表表2（指導教師填寫）學生姓名專業(yè)機械設計與制造班級學號題目QTZ80塔吊設計指導教師姓名職稱講師學位碩士是否按計劃完成工作任務是基本按計劃要求否是否有能力獨立按期完成畢業(yè)論文（設計）是基本按計劃要求否【目前進展情況】（學生工作進展、資料搜集和利用情況、教師指導情況等）【對此后設計（論文）工作的建議，包括應注意的問題及采取的措施】指導教師簽章年月日【學院意見】同意指導教師意見不同意指導教師意見（請說明理由）其它（請說明）學院院長簽章年月日揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院畢業(yè)設計（論文）指導教師評分表畢業(yè)設計（論文）指導教師評分表（表（表3）學生姓名于順專業(yè)機械設計與制造班級1002機制學號1003120247分項評分標準評分內容具體要求分值ABCDE學習態(tài)度努力學習，遵守紀律，作風嚴謹務實，按期圓滿完成規(guī)定的任務。10108764創(chuàng)新論文（設計）有新觀點、新方法、新材料、新發(fā)現(xiàn)。10108764調研論證能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。10108764綜合能力能綜合運用所學知識和技能，發(fā)現(xiàn)及解決實際問題。20201715128表述論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理，繪圖（表）符合要求。20201715128文獻閱讀查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力和自己的見解。10108764撰寫質量結構嚴謹、文字通順、用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，格式規(guī)范，符合規(guī)定字數(shù)要求。20201715128【指導教師評語畢業(yè)設計（論文）的價值；反映學生掌握知識、能力情況；設計（論文）的內容、結構、結論以及整體水平等】是否同意提交答辯是修改后提交否（請說明理由）評定成績（百分制）指導教師簽章年月日揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文）評評閱閱人人評評分分表表（表表4）學生姓名于順專業(yè)機械設計與制造班級1002機制學號1003120247分項評分標準評分內容具體要求分值ABCDE任務量畢業(yè)設計（論文）任務量飽滿，難度較大。20201715128創(chuàng)新設計（論文）有新觀點、新方法、新材料、新發(fā)現(xiàn)。10108764表述論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理，繪圖（表）符合要求。404035302520文獻閱讀查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力和自己的見解。10108764撰寫質量結構嚴謹、文字通順、用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，字跡工整、書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數(shù)要求。20201715128是否同意提交答辯是修改后提交否（請說明理由）評定成績（百分制）評閱人簽章年月日揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院2013屆畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文）答答辯辯評評分分表表（表（表5）學生姓名于順專業(yè)機械設計與制造班級1002機制學號1003120247分項評分標準評分內容具體要求分值ABCDE自述總結思路清晰，語言表達準確，概念清楚，觀點正確，分析歸納合理。303025211815創(chuàng)新設計（論文）有新觀點、新方法、新材料、新發(fā)現(xiàn)。10108764答辯能夠正確回答所提出的問題，基本概念清楚，有理有據(jù)。505045383020資料資料齊全，符合揚州工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）工作條例規(guī)定。10108764是否通過答辯通過不通過其它（請說明）答辯小組評定成績（百分制）答辯小組組長簽章年月日【學院）意見】是否同意答辯小組意見同意不同意（請附件說明理由）是否評定為院級優(yōu)秀論文是否學院院長簽章年月日揚州工業(yè)職業(yè)技術學院機械工程學院2013屆畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文）答答辯辯記記錄錄表表（表（表6）學生姓名專業(yè)班級學號題目答辯時間年月日答辯小組組長答辯小組成員【問題及回答要點】以問答形式記錄記錄人簽字年月日第三部分正文QTZ80塔吊設計于順1002機制摘要隨著我國社會主義經濟的發(fā)展，美麗的高層建筑已成為現(xiàn)代化城市的一個重要標志，與此相隨的高層建筑的建設就成為現(xiàn)代工業(yè)最重要的組成部分，塔式起重機是工業(yè)與民用建筑中最重要的施工設備，也是最具代表性的起重機械。塔式起重機既是最重要的建筑機械，同時，他的整體結構使用工況復雜，也是危險性最大的建筑機械，安全可靠與經濟性是塔機設計的關鍵，以往，設計者都是以類比的方法進行設計，考慮最多的是安全性，很難達到安全性與經濟性的統(tǒng)一，而且，這種設計方法，計算復雜，工作效率底，容易出現(xiàn)錯誤。我這次設計的是QTZ80塔式起重機，它的吊臂全長56米，分為七節(jié)三部分。上面包括牽引機構，變幅小車，吊鉤等。它的起重量在136噸。這次畢業(yè)設計中，我在周力軍、王波老師的指導下，對QTZ80塔式起重機吊臂進行設計，為了解決上述問題，我運用了已編好的程序，這樣，設計者只要按要求輸入原始參數(shù)，計算機就能自動的進行設計計算，輸出滿足強度和穩(wěn)定性的設計方案，達到經濟性和社會性的統(tǒng)一，并且設計更合理，更適用。關鍵詞塔式起重機、吊臂、牽引機構、變幅小車、吊鉤ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFMODERNCONSTRUCTIONINDUSTRY,THECONSTRUCTIONOFHIGHBUILDINGSCOMINGTOBETHEMAINCOMPONENTOFTHEMODERNCITIESCONSTRUCTIONTHETOWERCRANEISANIMPORTANTCONSTRUCTIVEMACHINEANDALSOARIPERTENTATIVELIFTINGMACHINEATTHESAMETIMETHETOWERCRANEISVERYDANGEROUS,CRANEWASDESIGNEDBYMEANSOFANALOGYORMANUALCALCULATIONANDTHEMORESAFEFACTORYWERECONSIDERED,SOTHATITISTOODIFFICULTTOREACHTHEBESTUNITYOFECONOMYANDRELIABILITYTHEDESIGNERSMUSTDOAGREATDEALOFCOMPLICATEDCALCULATIONWITHLOWEREFFICIENCYANDAFTERTHEYTENDTOMAKEMANYMISTAKETHISGRADUATIONDESIGNMAKESFULLUSEOFPOWERFULLCALCULATIONANDPROGRAMWITHFOTTRAN77COMPUTERLANGUAGE,WHATTHEUSERSNEEDTODOISTOINPUTTHEPRIMARYDESIGNPARAMETERS,ACCORDINGTOTHEDEMANDSOFPROGRAM,THEOPTIMUMMETHODISUSETOMAKEDESIGNRESULTGETTHEECONOMICAIMDOTINGPROGRAMMINGFORDESIGNCALCULATIONTHEOPTIMUMDESIGNPARAMETERSAREUSEDTOMEETTHEREQUIREMENTSOFSTRENGTHANDSTABILITY,SOTHATTHELOADTHELOADBEARINGCAPACITYOFMATERIALOFEACHPARTISCOMPLETELYUSEDTOGETTHERESULTSWITHTHELIGHTESTWEIGHTANDTHELOWESTCOSTIDESIGNISTHEQTZ800TOWERTYPEDERRICKTHISTIME,ITMOURNSTHEARMWHOLELONG56METERED,ISDIVIDEDINTOSEVENSECTIONSTHREEPARTINCLUDELEADINGTHEORGANIZATIONUP,CHANGINGRANGEUSELITTLECAR,MOURNTHEHOOKETCITSSINCETHEWEIGHTISIN136TONSINALLCOURSEOFTHISPRACTICEANDDESIGNING,IAMBADLYBENEFITEDFROMLIBIN,ANDALLSTAFFSFROMENGINEERINGMACHINE,HEREIWILLSHOWTHANKSTOTHETEACHERSFORTHEIRCARESANDSUPPORTSBUTITISHARDTOELIMINATEALLERRORSINCOURSEOFDESIGNING,DUETOMYFIRSTGENERAL,DETAILINGDESIGNINGBESIDESMYLITTLEKNOWLEDGE,RUSHHOURSCAREDATAANDINSUFFICIENTEXPERIENCEKEYWORDTOWERCRANECHANGINGRANGEUSELITTLECARLITTERCRANEOPTIMUMDESIGN目錄前言101吊臂起重特性及設計方案202吊臂力學分析403塔身的幾何特性參數(shù)3304配重的計算與選擇4105應力計算與穩(wěn)定性計算4206拉桿的長度計算4907材料選擇5008應力結果分析5109銷軸校核5210耳板校核5311參考文獻54致謝55前言塔機是現(xiàn)代化工業(yè)和民用建筑的主要施工機械之一。在高層建筑中，塔機的利用幅度比其他類型的起重機高，在社會經濟飛速發(fā)展的今天，高層建筑越來越多，塔機的運用也成為高層建筑中不可缺少的機械之一，尤其是現(xiàn)代化建設日新月異的今天，塔機的身影更無處不在。由于塔機可以靠近建筑，幅度利用率可達到全幅的80，而普通的輪胎式、履帶式起重機幅度利用率只達到50，而且隨著高度的增加而急劇減少，相比之下塔機顯示出了獨有的優(yōu)勢。因此塔機在工業(yè)與民用建筑施工中一直處于領先地位。運用塔機對于加快施工進度、縮短工期、降低工程造價起著重要作用。由于塔機性能不斷完善，使得建筑工藝可能進行重大改革，能夠應用大型磚塊，甚至是箱形結構，實現(xiàn)建筑物結構件的預制轉配化、工廠化。同時，新技術的不斷出現(xiàn)反過來對塔機的性能和參數(shù)提出了更高的要求。相信隨著經濟的繼續(xù)發(fā)展，塔機將會發(fā)揮出更顯著的作用，貢獻更大力量。本次設計的QTZ80塔式起重機是一種新型的塔式起重機，可廣泛應用于工業(yè)與民用建筑特別適合用于場地狹窄，地形復雜的施工現(xiàn)場。本機有起升、回轉、變幅三個工作機構，可以單獨或復雜動作以提高工作效率。起升機構具有兩種工作速度，可實現(xiàn)不同的工作要求；起重臂可實現(xiàn)正反自由旋轉360度；水平臂架、小車變幅、靈活可靠、起吊就位準確，可一次滿足施工中垂直及水平運輸?shù)囊?。本機最顯著的優(yōu)點是性能可靠。目前工程中普遍使用塔式起重機作為物料搬運機械，上回轉塔式起重機應用最多。但是，上回轉塔式起重機卻存在一些問題，如安裝吊臂后需要在懸空的吊臂上安裝起升鋼絲繩，調整變幅鋼絲繩等。這種工作危險大，勞動前度高，且特別臟。QTZ80塔式起重機采用了新技術方案，在原用的上回轉塔式起重機的基礎上增設了小車站，使得塔式起重機在拆裝中將變幅小車、起升釣鉤、滑輪組和上轉肽等上部結構形成一個單元，這樣可以避免安裝中在空中拆卸、安裝鋼絲繩。臂端變幅導向滑輪和起升繩的固定都是靠拖車和臂端的鎖定裝置自動連鎖固定，手動操縱分離。另外該機的變幅繩全部布置在臂架的外側下邊，變幅繩由兩個卷筒驅動，可分別實現(xiàn)放繩、收繩過程。工作時可用兩個卷筒連在一起，實現(xiàn)正常的變幅工作。因此，該機可實現(xiàn)快速的拆裝，減輕了工作強度，降低了工作的危險性，節(jié)省了時間，提高了效率。1吊臂起重特性及設計方案11、設計方案起重臂采用等腰三角形桁架結構，上弦桿為圓鋼管，下弦桿為等肢角鋼焊成的方管。斜腹桿為圓鋼管，節(jié)點間距為125CM。臂架全長為56米，由七節(jié)臂組成。前四節(jié)臂每節(jié)長10米，五六兩節(jié)節(jié)長5米，七節(jié)節(jié)臂長6米，第一臂節(jié)裝有小車牽引機構。節(jié)臂結構如下圖。圖11圖1212起重特性按移動載荷對上鉸點的力矩為恒值計算起重特性曲線標定56米處起重量為1300KGKGRMQ13089MAX1考慮小車質量為GC182KG，吊具質量為G147KG則這一幅度的運動載荷對上鉸點的力矩為MJ（Q1GCG）RMAXEGCERGCAX因此得起重特性方程為1MAXAX891MRGGCEREGGCMQ式中QMAX起升機構額定起重量（6000KG）M標定起重力矩（800KNM）GC小車質量（182KG）G吊鉤質量（147KG）RMAX基本臂最大幅度（56M）E上鉸點到回轉中心距離（058M）R1QMAX所能達到最大幅度其中8415014782605613EGGCQMAXR1R）（）但最小幅度為2M表112吊臂力學分析塔式起重機的小車變幅的水平吊臂，以往多采用單吊點形式，結構簡單，設計計算、生產和使用都比較容易。但隨著建筑業(yè)的發(fā)展，長臂架起重機逐漸增多，如仍采用單吊點形式，必然使結構笨重，材料利用不充分。因此目前多數(shù)長臂架塔式起重機采用雙吊點結構形式，使吊臂受力情況大為改善，與單吊點結構形式相比，大大減少了結構尺寸，減輕了自重。但雙吊點結構使吊臂受力強框更為復雜，在起升平面內，雙吊點結構構成了一個一次超靜定系統(tǒng)。在計算吊臂穩(wěn)定性前，必須了解此靜定系統(tǒng)。塔式起重機受力為空間力系，下邊分別討論。21吊點的確定211單吊點情況下吊點位置B（或）的確定2L取整個吊臂是等截面的，吊點B以左是一簡桁架梁，以右是一個懸臂梁。當小車位于懸臂最外端C點，很明顯B點的彎矩最大，其截面上各弦桿中的內力也最大。但當小車從B向A行走時，到何處其跨間各弦桿中的內力為最大呢如果找到了這樣的一個位置，解出一個來，使其各弦桿中最大內力與上述B2L點截面上相應各弦桿中的最大內力相等，則這個就是近似的理想的吊點位置。2當設計好吊臂尺寸后，再將自重，慣性力，風力等影響考慮進去，再以中跨間各弦桿中的最大應力和吊點位置處各弦桿中的最大應力相等為目標，可以再次求得一個對于該吊臂來講的一個理想的吊點位置。在未選取截面尺寸時，先初選吊點B位置，其近似方法如下XK（1）XXMAYR2LDX1X0D22X2L4就是說，當小車從B向A行走時，當小車的第一個行走輪壓力走到距A1P點的距離為（）時，行走輪壓力處的彎矩最大。2L4D1P但是，當我們取上面所得到的X，不會是正好在桁架的1個節(jié)2L4D1點上。譬如節(jié)點可能在和之間，而由于跨距AB很大，節(jié)點間的距離W1P2與之比是很小的，我們可以近似的取它在附近的一個節(jié)點上，這樣是不會有很大的影響的。通過求得的X，就可以得到AB跨中上弦桿中的最大內力。令2L4D20S等于，也即是等彎矩原理，這樣就可以解出極為近似的理想的20S102MB來了。2LK（1）20S2LDXHX（1）1022KSINQQ解出2L424422KKDLDLKD由上式計算出來的，就是我們的近似理想的吊點位置。若要精確些，必須是在截面選定后，甚至考慮全部載荷的影響，在強度和穩(wěn)定相等的條件下求得吊點的理想位置。22、起升平面內力學分析221力學模型在起升平面內，吊臂可看作是彈性支承的超靜定多塔連續(xù)架，其上作用有自重載荷和起升載荷，前面?zhèn)z拉桿可看作兩個彈性支承，如下圖所示圖21圖22圖23Q1，Q2，Q3吊臂自重載荷T1，T2拉桿拉力MA，MB，MC，MT，集中理想中心簡化的附加力矩PI起升載荷G變幅機構自重TI鋼絲繩拉力R幅度MAT11T22E2COSSM2T11E1MCT22E1COSMTTIE2一第一、二節(jié)臂臂架高度為H110CM，寬度為B125CM1上弦桿截面面積2293684CMACML2545136I查表有1/AII897IL9802下弦桿截面面積（焊成邊長為87MM的方管）26043CCML5143897I查表有2/AI9IL31903斜桁架斜腹桿48352284184CMCML82496I查表有5/AI357IL7404水平桁架斜腹桿423226834CMACML256144076I查表有381/I213IL51305自重載荷CMKGQI920145966繞X軸的轉動慣量。圖24CMLX963429201LS754221895763424309251CMIX（二）第三四五節(jié)臂臂架高度為H10945CM，寬度為B125CM1上弦桿截面面積2293684CMACML254451I查表有612/AII8947IL8902下弦桿截面面積（焊成邊長為76MM的方管）2849CMCL1549741203I查表有/AI6IL9103斜桁架斜腹桿423228364CMCML4244076I查表有381/AI29IL6704水平桁架斜腹桿3232276CMCL15844934I查表有01/AI152IL2905自重載荷CMKGQI6976繞X軸的轉動慣量。CML376285140851LS736926149382914022XI（三）第六七節(jié)臂臂架高度為H109CM1上弦桿截面面積226815864CMACML1254465864CMI查表有/AII25IL8902下弦桿截面面積（焊成邊長為67MM的方管）28612436CCL14787MI查表有5/AI50IL803斜桁架斜腹桿323227364CCL12449MI查表有01/AI71IL4704水平桁架斜腹桿28322368CCML6594487164MI查表有90/AI39IL205自重載荷CMKGQI546繞X軸的轉動慣量。CML79342168091CLS724094226597341281685CMIX四吊臂總重KGQ413總222超靜定結構的計算方法本程序的求解方法就是結構力學中求解超靜定系統(tǒng)的一般方法，即由一個力矩平衡方程和一個位移協(xié)調方程聯(lián)立求解未知拉桿力。力矩平衡方程采用對上鉸點A的力矩平衡方程，即21MRPIA2132BCABSQSSQSINSI212113LTLGLSCBABC0位移協(xié)調方程式采用對B點的位移協(xié)調方程，預先設定兩拉桿拉力為，則去掉B點約束而代之以未知力后有下式成立21T,1TTBCBBAXBMYYMQYP21CBLRG式中BRYMGBQYPCBTTCCBAABXB支座力在點產生的位移在彎矩電引起的位移變幅機構自重在點引起的位移在力矩點引起的位移在力矩點引起的位移在力矩點引起的位移自重載荷在點引起的位移起升載荷在點的真實位移點的真實位移223位移計算11A1BSINSEL222TYC式中為短拉桿，長拉桿的長度BAL,為短拉桿，長拉桿的截面面積21SE為材料的楊氏彈性模量（1）單位載荷作用于B點時的彎矩方程和彎矩圖圖25單位力作用下彎矩方程XLMX121L（2）自重載荷作用下彎矩方程和B點位移21221ABAAAASLSQSQVLBCBC3圖26彎矩方程2211AAAAXSXQSXQVMLXSAB點位移DXMEIYXLBQ11XIASLLXDX1Q21V12A02122EIDXVSXAADXQSQXAA2211整理得1XBQEIY61383214212LQVLQLVAA21141213SSLSAAA21212233QLLVEIAX222132146SQSLQAA842122111AAASLQLSV22211AASQLQ（3）彎矩MA作用下的彎矩方程和B點位移圖27彎矩方程（0XL）AAXML在B點產生的位移DXEIMYXA1120211LXDXLASLALXDXMEIDXASXAA112整理得3231312112LSMLLMLEIYAAAXAB112121SAAA23112132ABAAAXSLMSLSLMEI（4）彎矩作用下B點位移BY,圖28彎矩方程BMXLLX1DEIYXB1DXLMXLXBSBLXA120211DMEIBLSXA122整理得23121112LSMLLIYABBBXBBAABSSM33121131121322ABABBAXSLMSLMSLEI（5）彎矩作用下B點位移CMCY圖29彎矩方程XLMCX0LXDEIYXB1DXLMXXLXCSLCLXA10211DMEILSXA12整理得CACACXCBMLSLSLEIMY2331112312123XI12（6）支座反力BYR點位移引起的BYR圖2101SINTRBY彎矩方程BYBYXRLXM1201LXDEIRYXB11220211LXXLLSBYLXA12122EIDRXLSXBYYAXLLBYY12整理得331312121LSRLREIRYABYBYXB121221SLABYABY322322ABYYXSLRSLREI1ABYSL7彎矩TTMM點位移作用下圖211彎矩方程TXM0LX（DEIYXTB1DXMLXXXLTSLTXA120211DMEITX122整理得21121121LSLSLIMYATATTXTB211ATATXMSLEI（8）移動載荷作用下B點位移IBPY塔式起重機在工作過程中，起升載荷在吊臂上按一定步長改變作用點，而吊臂為了減輕自重往往也做成變截面形式，因此由起升載荷PI產生的B點位移計算必須分段進行。IBPY彎矩方程XPLRMIIIXRX圖212A時之間時，即作用在當1100LRLPIDXMEYXIBIILIRXPRXXPLI11220DXDISLA11PLRXEIISXA12整理得IIXIBRLEPY2311323211121AIAISRLPSPIAXIAILREPLSRPL121113123121AIASPSBAIRLLP之間時，即作用在當11102111LPXRDXPLRXEIPYILILXIBDISRA11DXPLXLEIISXA12整理得IIXIBPLRLRPY2312311111SSPEIAIAIXIXIAPLRELRS321232321AIIASPLRSLSPCAI之間時，即作用于當DXMEYXIB1120211LXPLIASLILXREIDXRISXIA22DXLPLLIRI11整理得33312121SPREIPYAIIXIB321221AIXAISRLEILSLR32131RLPSRPLIAI1321IID時之間，即作用在當CCISRLSLP圖213彎矩方程XLRPMIXDEIYXB1XLXILX120DRPASLI121XLXEISIXA122整理得33131212SPLRPLRIPYAIIXIB3123212112AIXAISEISLR21AISLPRL（9）小車牽引機構自重G引起的B點位移BGY圖214彎矩方程XGLMX3L3DEIYXBG1XDLGXLLLX13312320ASLDGX1312SXAXLEI3122整理得231231323GLLIYXBG31231312LSAGEIGLSLSAXAA311212SAA3321231224以上各位移的表示方法（1）自重引起的位移表示方法61333121LSQVLWAAALQSVLSLQWAA821312421412EI216333121AAASLQSLS2441112124QLVIAAA21ASLLQSQIAA82212121525436EII6YBQ（2）MA引起的位移表示方法LSLSLEIAAX331211231212311SLA3121222SLIAXAABMY1（3）MB引起的B點位移的表示方法23111212113LSSLSLEIAAAX1212322AAXIBBMY1（4）引起的位移表示方法CLSLSLEICAAX23311123212122AAXICCBMY1（5）在B點引起的位移表示法R332121231211LSLSLEIDAAX121SA321212222AAAXSLLSLI1211SINTDRDRYBYB（6）引起的位移表示法TM2111211LSLSEIGAAX1222LIAXTTBMY1（7）變幅機構自重引起的位移表示方法GLSLSSLZAAA3211231310GEIX12230231L33212312112GSLSLSEIZAAAX1ZYBG（8）起升載荷引起的位移表示方法IP起升載荷作用在不同位移時的位移計算公式中的系數(shù)均用I表示，參看源程序FNT,、IFNIBPTY225解超靜定結構力矩平衡條件M002121122122331LSINTICOSETOSETCOSEOSEGLSQSQRPBABABAI將上式看作則可令21O1321122121SINCOSGLSQSSQRPOLEBCABABAI位移協(xié)調條件BCBGMTBCMBARYBQPIYLYY21將以上各式代上式中，可得112212211221SINSINCOSCOSCOINESLTSLETETCEBEADYYABBMTQPIG將上式看作是則可令PT2111212121SINCOSCOSSINESLEBEADPAYBGMTBQYPISELCEAB22121212212ICO解聯(lián)立線性方程組得PTO210/212121POT因為建立了力學模型時將拉桿當作彈性支撐處理。因此，有可能使解方程解出的兩拉桿力1與出現(xiàn)負值。這種情況不符合拉桿本身的力學特性。故在解方程得拉桿2T力為負時，程序作如下處理如果0，則令0，將系統(tǒng)看作只有長拉桿作用，短拉桿不起11T作用，則系統(tǒng)變成靜定系統(tǒng)，按力矩平衡方程解出長拉桿拉力2TCOSSIN/1221133ELGLSQSSQRPTBCABABAI如果則令同理可解出022T1TCOSSIN/21211332ELGLSQSSQRPTBCABABAI至此，求解超靜定系統(tǒng)完畢，并已解出了兩根拉桿的拉力與。下一1T2步就是計算截面內力。226起升平面內內力計算圖215支座反力AIBCBAYVTPGSQSSQR213SINSI起升平面內截面內力是分段函數(shù)（1）當截面在0之間，即0X時，3L3LA當RX則彎矩21RXPQMVITA軸力IXTN21SINCO剪力IAPQB當RX則21XQMVTAIXTN21SINCOQA（2）當截面位于之間，即X時，3L13L1A當RX則TAMXQ213IAGPVMITTN21COSSXQIAXBRX則TAMQ213AXLGVMITTN21COSSXQGVAX1（3）當截面在之間時，即X時1LS1LASA當RX則BTAMLXMXSIN2PM1113IAITN2COSIIAXPQGV11SINBRX則BTAMLXMSIN21LM113AXITNCOSIIAXPQGV11SI4當截面位于之間時即XSLASLA當RX則2211A13IAX1SIN2XQGPVMABTASQLXMITN2COSSIN211AIAAXSXQPSGVBRX則2211A13AX1SIN2LMABTSQLXMITN2COSSIN211AIAAXSXQSGV5當截面位于之間時即XLBSLBSA當RX則TBCBCBMXQM22132ITN23SSQBBCXBRX則22132XRPMSXSXSMITBCBCBXITNIBBCXPSQSQ236當截面位于之間時即X時CBCSA當RX則TCMSM2321ITN3XQCXBRX則2123XRPMSMITCXITNICXQ3（三）、回轉平面內力學計算231力學模型吊臂在回轉平面內可以按懸臂梁處理。其上作用有風載荷和回轉起制動慣性載荷，其中桁架部分的風載荷按均布載荷處理。吊重風載荷按集中載荷處理。吊臂桁架的慣性載荷按線性分布載荷處理，吊重的慣性載荷按集中載荷處理。考慮最危險情況，把風載荷取與慣性載荷同向。如圖示圖231232、載荷計算臂架風載荷CBHSAKQF式中KH風力高度變化系數(shù)CB風力系數(shù)（臂架）結構充實率Q計算風壓AB臂架的迎風面積吊重風載荷DWAQCP式中CD吊重風力系數(shù)AD吊重迎風面積臂架回轉慣性力取一微元體，則慣性力為YDIPDTWLGQD如果要計算出某一截面的由慣性力引起的載荷，用上式作積分單元，在計算長度上積分即可得到。式中QI積分位置所對應的自重載荷G重心加速度W回轉速度T塔式起重機回轉起制動時間吊重回轉制動慣性力M吊重質量T意義同上。TMPG/3、轉平面內力計算1當計算截面位于0之間，即0X，ASASARX,則2/303021XSQDYXLTGXQDYXLTGDPXYMYCFSDSDSCXCBBAA303021XSDYLTGXDYLTGYCFSDSDCBBAABRX則2/303021XRPXSQDYXLTGXQDYXLTGMYWGCFSDSDCBBAAWGCFSDSDXPDYLTGDYLTYCBBAA3030212當截面位于之間時即X時AASBARX,則2/30302XSQDYXLTGXQDYXLTGXQMYCFSDSDCBB2TTFSSXCBBBRX則2/3030XRPXSQDYXLTGQDYXLTGMYWGCFSDSDCBBWGCFSDXPSQDYLTGCBB303當截面位于之間時即X時BARX,則2/603XSQDYXLTGXQMYCFSDC3TFSXCBRX則2/30XRPXSQDYXLTGMYWGCFSDCWGCFSDPSQDYTC30以上就把計算截面的內力全部求解完畢。3塔身的幾何特性參數(shù)31、單肢參數(shù)311、主弦桿AA截面主肢角鋼16016016圓鋼50截面積4906719635D687022CM圖31X慣性矩22121XXHAII40875CM4268306CDI2149CA235M0201XZ4906745519635413037583CMCAXD42170685MZHX901C321402231065678375XI121464CMX回轉半徑CAIRDXX2470681慣性矩0Y2020121YYYHAII0XZA4563912496CMCAXD1820764CHY01CM450182342220450631986795YI52094C的回轉半徑0YCMAIRDYY754206890單肢長度CML0125長細比3947Y查塔機設計規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)906BB截面主肢角鋼16016016圓鋼38截面積490671134160408DA2CM圖32X慣性矩22121XXHAII40875CM4223506CMDI2149CA23M0201XZ4906745511341352629483CCMAXD5408692CMXZHX197035401822285304162875XI1195474CMX回轉半徑CAIRDXX49086715慣性矩0Y2020121YYYHAII0XZA534311621CMCAXD1920486CHY01CM29315222093140674948YI515594C的回轉半徑0YCMAIRDYY924086510單肢長度L長細比7920Y查塔機設計規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)9130CC截面主肢角鋼16016016截面積49067DA2CM圖33X慣性矩410875CMIX回轉半徑CAIRDXX894071慣性矩0Y4598CMIY的回轉半徑0CAIRDYY1430790單肢長度ML25長細比81430Y查塔機設計規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)928322橫腹桿和斜腹桿由于橫腹桿為零桿，所以不予考慮。斜腹桿角鋼90908截面積13944DA2CM圖34X軸慣性矩47106CMIX回轉半徑CAIRDXX7629413慣性矩0Y47CMIY的回轉半徑0CAIRDYY7819430單肢長度ML5長細比07810Y查塔機設計規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)5321AA截面XX軸的慣性矩圖3524XLAIDXA24180761215746134CM截面積468702274808DA2CM322BB截面XX軸的慣性矩圖3624XLAIDXB2354806719513875134CM截面積468702241632DA2CM323CC截面XX軸的慣性矩（如下頁圖）圖37204ZLAIDXC254879817511220644CM截面積4490719628DA2CM334塔身各截面的XYI0335塔身的計算長度CML451820總I90總336用AA截面計算長細比CMIRAX758024163長細比97考慮變截面等因素，取12查塔機設計規(guī)范得穩(wěn)定系數(shù)4604、配重的計算與選擇吊臂中為4134KG重心在距回轉中心2637M處撐架拉索重為1995KG重心在距回轉中心9273M處平衡臂重為3420KG重心在距回轉中心69M處起升機構重為1300KG重心在距回轉中心10M處變幅機構重為400KG重心在距回轉中心5214M處電控箱重為300KG重心在距回轉中心233M處起重量限制器重為20KG重心在距回轉中心129M處司機室重為378KG重心在距回轉中心1174M處吊鉤重為147KG變幅小車重為182KG其余固定載荷可視為重心在回轉中心上，前部載荷引起的前傾力矩為2910743821450273915372641QM130068067MKG后部自重（不含配重）引起的后傾力矩32013963420H37297KG空載后傾力矩3729061852XMH1255X92771067滿載前