塔机设计计算说明书.doc

目 录第一部分： 总体设计1．主要技术参数性能2．计算原则3．平衡重的计算4．塔机的风力计算5．整机倾翻稳定性计算第二部份： 结构设计计算1．塔身的计算2．臂架的主要参数选择计算3．平衡臂的计算4．塔顶的计算5．主要接头的计算6．塔身腹杆的计算7．起重臂拉杆的计算8．平衡臂的计算第一部份：总体设计一 主要技术性能参数1. 额定起重力矩： 65t.m2. 最大起重力矩： 75t.m3. 最大起重量： 6t4. 起升高度： 固定式 39.5m 附着式 140m5. 工作幅度： 最大幅度 56m 最小幅度 2.0m6. 小车牵引速度： 20/40m/min7. 空载回转速度： 0.61r/min8. 起升速度：倍 率 α=4 α=4起重量（t） 3 1.9 0.97 6 3.8 1.9速度 m/min 32.7 51.8 100 16.3 26 509. 顶升速度： 0.5m/min 10.起重特性曲线（见表一）41179σ= ——————=1416 kg/cm 2＜[σ] OK！0.828×35.119α=4 Q = M/（ R-0.75） -0.387二 计算原则1. 起重机的工作级别根据 GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》取定 TC5610 塔式起重机。

工作级别: A5 利用级别: U5 载荷状态: Q2 (中) 载荷谱系数:列产品 KP = 0.252. 工作机构级别项目 机构 起升机构 回转机构 牵引机构利用等级 T5 T4 T4载荷状态 L2 L3 L2工作级别 M5 M5 M4Kp 0.25 0.15 0.253. 载荷a. 起重载荷 (含吊钩、钢丝绳) φ 1.1=1.3 φ 1.2=1.1 φ 1.3=1.05R（m） 12.74 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23Q（t） 6.00 5.87 5.40 4.99 4.64 4.33 4.06 3.81 3.59 3.40 3.22 3.06R（m） 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35Q（t） 2.91 2.77 2.65 2.53 2.43 2.33 2.23 2.15 2.07 1.99 1.92 1.85R（m） 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47Q（t） 1.79 1.73 1.67 1.62 1.57 1.52 1.47 1.43 1.38 1.34 1.31 1.27R（m） 48 49 50 51 52 53 54 55 56Q（t） 1.23 1.20 1.17 1.14 1.11 1.08 1.05 1.03 1.00b. 风载荷 q 1=150N/m2用于机构计算及结构疲劳强度计算q2=250N/m2用于总体计算及结构疲劳计算q3.1= 800N/m2 0~20mq3.2=1100N/m2 20~100m 用于非工作状态的总体及结构计算c. 惯性载荷各机构的起、制动时间回转机构 t = 4S牵引机构 t = 3Sd. 基础倾斜载荷坡度按 0.01 计算e. 其实载荷动载按 1.15 倍的额定载荷 静载 1.25 倍的额定载荷4. 安全系数 n 的确定结构工作状态 n=1.34 工作状态整体稳定性 n≥1.15 结构非工作状态 n=1.22 非工作状态整体稳定性 n≥1.1起升钢丝绳 n≥5 牵引钢丝绳 n≥55 .主要材料的许应用力〔σ〕= 1700kg / cm 2a. Q235-C 〔τ〕= 1000kg / cm 2〔σj y〕= 3000kg / cm 2〔σ〕=2570kg / cm 2b. 16Mn 〔τ〕= 2000kg / cm 2〔σjy〕= 4400kg / cm 2〔σ〕= 1800kg / cm 2 c. 20＃ 〔τ〕=1070kg / cm 2〔σjy〕=3200kg / cm2〔σ〕= 2600kg /cm 2d. 45＃ 〔τ〕= 2010kg / cm 2〔σjy〕= 4500kg / cm 2〔σ〕= 5800kg / cm 2e. 40Cr 〔τ〕= 3300kg / cm 2〔σjy〕=10000kg / cm 2Q235-C 非工作状态 〔σ〕= 1920kg / cm2 〔τ〕= 1100kg / cm2 〔σjy〕=3300kg / cm2f. 主要焊缝许用应力Q235-C 〔σ〕 h= 0.8 x 1700= 1360kg / cm2〔τ〕 h= 0.8 x 1700 / = 960kg / cm22说明：计算上杆件形心相互汇交于节点中心，忽略其不能满足理想状态而产生的局部应力。

三. 平衡重的计算各 部 件 重 重 心 表二序号顶目名 称 Gi（t）Xi（m） Gi Xi Yi（m） Gi Xi1 平衡臂 1.35 -6.405 -8.647 41.494 56.022 起升机构2.27 -9.07 -20.59 41.8 104.53 平衡臂拉杆0.275 -5.44 -1.495 45 12.374 塔顶 1.27 0 0 45 57.155 司机室 0.4 0.75 0.3 42.6 17.046 牵引机构0.324 7.425 2.406 41.5 13.4467 起重臂拉杆1.245 16.07 20 45 56.0258 起重臂 4.387 26.05 114.28 41.55 182.289 载重小车0.187 28 5.236 39 7.29310 吊钩 0.145 28 4.06 39 5.65511 回转机构0.4 0 0 41.8 16.7212 上支座 0.84 0 0 41.494 34.8513 下支座 1.208 0 0 40.58 49.0214 套架 3.11 0 0 37 115.0715 塔身 12.306 0 0 20 246.1216 回转支承0.6 0 017 平衡重 13 -11.036 -143.468 41 5331819∑ 30.197 - 152639.6（不含小车、吊钩）内 容 载 荷 内 容 载 荷平衡臂部分总重（t） 4.095 起重臂部分总重（不含小车吊钩）(t)5.956平衡臂后倾力矩（不含配重）-30.732 起重臂前倾力矩(t.m) 136.686平衡臂重心位置 -7.68 起重臂重心位置(m) 22.949空载时整机重量（不含配重）30.197 空载时整机重量1. 臂长 R = 56m 满载状态 Ri = 12.74m Q = 6tM 后 = -30.732 – 11.036 G 平 M 前 = 136.686t.mM 空 = 105.945 – 11.036G 平M 吊 = 6.387 x 12.74 = 81.370 t.mM 满 = M 吊 + M 空 = 81.370 + 105.945 – 11.036G 平 = 187.315 – 11.036G 平令 –M 空 = M 满 -105.945 + 11.036 G 平 = 187.315 – 11.036G 平 G 平 = 13.48t 取 G 平 = 13.5t M 满 =42.506t.m M 空 =37.523t.m若 M 吊 =5.387 x 14.72 = 79.3 t.mM 满 =187.315 – 11.036G 平-105.945 + 11.036 G 平 = 187.315 – 11.036G 平G 平 =13.45（ t） 仍取 G 平 = 13.5t M 满 =42t.m M 空 =37.5t.m2. R = 50m、R = 45m 时，仍按原 TC5013 设计执行。

四. 塔身的风力计算 计算公式 Pw = CKhqA1. 工作工况 I1.1 平衡臂 PW = 848N XC = -6.405m YC = 41.494m1.2. 起升机构PW = 240 NXC = – 9.07m YC = 41.8m1.3. 平衡重PW = 1140 NXC = – 11.036m YC = 41m以上合计：∑P W = 2228N∑M XW =∑P W×Xi = 20189N.m∑M YW =∑P W×Yi =98446N.mXC = – = – 9.06m ∑ Mxw∑ Pw1.4 起重臂 PW = 8284N 　 q w = Pw/55.5 = 149.27N/MXC = 26.5m YC = 47m1.5 牵引机构PW = 100NXC = 7.425m YC = 41.55m起重臂部份综合ΣP W = 8384NΣM kW = 236836.5N.m XC = =28.25m Σ MxwΣ Pw1.6 塔顶PW =781NX = 0 YC = 45m1.7 司机室PW =914NXC = 0 YC = 42.6m1.8 上、下支座PW = 653NXC = 0 YC =41.2m1.9 塔身A = 26.9568m2 PW = 10782NXC = 0 YC = 20m2. 工作工况Ⅱ 2.1 平衡臂 PW =98N2.2 起升机构PW = 240N2.3 平衡重PW = 669N合计 ΣPw i = 1007N XC = 0 YC = 41m2.4 起重臂PW = 127NXC = 0 YC = 41.55m2.5 牵引机构PW = 100NXC = 0 YC = 41.55m合计 ΣPw = 227N Y C = 41.55m2.6 塔顶 PW = 781NXC = 0 YC = 45m2.7 司机室 PW = 914N YC = 42.6m2.8 上、下支座 PW = 653N YC = 41.2mI2.9 塔身PW = 12939NYC =20m qw = Pw/λ= 323N/M3. 非工作工况 0～20m K 1 = 3.220～100 m K 2 = 4.4a. 平衡臂部份: P W =1007×4.4 = 4431N b. 起重臂部份: P W = 999Nc. 塔 顶: P W =3436Nd. 司 机 室: P W = 4022N e. 上、下支座: P W = 653×4.4 = 2875Nf. 塔 身: 0～20m P W1 = 3.2×323×20=20672N 20～100m P W2 = 4.4×323×20= 28424NΣPw i = PW1 + PW1 = 49096N风载荷综。