塔机计算书完整版Word文档格式.docx

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2.6塔身的扭转角49

2.7塔身的连接51

三整机稳定性的计算53

3.1第一种工况（无风，验算前倾）：

54

3.2第二种工况（无风，验算后倾）55

3.3第三种工况（最大风力作用下，验算前倾）55

3.4第四种工况（最大风力作用下，验算后倾）55

3.5第五种工况（45度转角）56

3.6第六种工况（非工作状态、暴风侵袭）56

3.7第七种工况（突然卸载，验算后倾）57

四变幅机构计算58

4.1正常工作时变幅机构的作用力58

4.2最大变幅力59

4.3机构的参数计算60

五回转机构63

5.1回转阻力矩计算63

六起升机构的计算66

6.1钢丝绳与卷筒的选择66

6.2选择电动机66

6.3选择减速器67

6.4选择制动器68

6.5选择联轴器68

6.6起制动时间验算69

七行走机构的计算70

7.1运行阻力的计算70

7.2电动机的选择71

7.3减速器的选择73

7.4制动器的选择73

7.5联轴器的选择74

7.6运行打滑验算74

一．臂架计算

1.1俯仰变幅臂架

1.1.1载荷

起重臂架的主要载荷为起升载荷、臂架自重载荷、物品偏摆水平力、各种惯性力和风力。

臂架按两个平面的作用载荷进行计算：

1）变幅（垂直）平面：

受有起升载荷、物品偏摆力、自重载荷、惯性力和风力。

2）回转（水平）平面：

受有物品偏摆力、惯性力和风力。

1.1.2臂架计算

1）计算模型

臂架整体受力分析如图1-1所示，分别受距头部起升滑轮Lx1处的变幅拉板力和起升载荷作用，同时承受导向轮处起升单绳拉力。

图1-1臂架受力简图

根据力矩平衡原理，对臂架铰点取矩，拉板力Fg为：

式中，－起升载荷冲击系数，；

－起升载荷；

－额定起重量，随幅度而变化；

－吊具质量；

－起升载荷力臂；

－臂架长度；

－臂架仰角；

－臂架自重冲击系数；

－臂架自重；

－臂架质量；

－臂架自重力臂；

－臂架重心位置；

－起升绳拉力；

－起升倍率与滑轮组效率；

－起升单绳拉力力臂；

－起升滑轮处绕绳直径；

－起升单绳与臂架轴线夹角；

－变幅拉板力对臂架铰点的力臂；

－距臂头Lx1处的臂架截面高；

－变幅拉板与臂架轴线夹角；

臂架轴向力为变幅拉板力、起升载荷和起升单绳拉力合力：

2）临界力Plinx、Pliny计算

变幅平面内，最小截面高度为，最大截面高度为。

单个弦杆截面面积：

式中，－弦杆外径与内径。

最小惯性矩：

最大惯性矩：

根据，查《起重机设计规范（报批稿）》85页表J3可知值。

长细比：

换算长细比：

临界力：

式中，－与支承方式有关的长度系数，查83页表J1，得

臂架在旋转平面内为悬臂梁，；

臂架在变幅平面内，；

－变截面系数；

－变幅平面内，最大截面回转半径；

－各弦杆截面面积和；

－垂直于y-y轴的平面内各腹杆截面面积和；

－单个腹杆截面面积；

－腹杆外径；

－腹杆内径；

旋转平面内，最小截面宽度为，臂架标准节截面宽度为。

根据，查《起重机设计规范（报批稿）》85页表J1可知值。

式中，－旋转平面内，最大截面回转半径；

－拉臂绳或起升绳影响的长度系数；

－起升滑轮铰点到变幅拉板后铰点的水平距离，作图得知。

其中：

3）臂架整体的稳定性

假想长细比查表取值；

，查《附录H》表，由这里的（相当于表中的）得，其中取和中较大的一个。

整体稳定性：

（加了自重）

4）距臂头Lx处截面的稳定性

距臂头Lx处的臂架截面宽×

高为B×

Hmm，变幅平面内弯矩为端部弯矩是由起升单绳拉力、变幅拉板力和起升载荷偏心引起的：

横向载荷引起的弯矩是由起升单绳拉力、变幅拉板力和起升载荷在垂直臂架轴线方向分析（力？

）引起的：

回转平面内弯矩

两根起升导向绳对称：

单根起升导向绳作用：

式中，－滑轮组宽；

横向集中载荷引起的弯矩：

横向均布载荷引起的弯矩：

式中，－臂架侧向风载，以40％折算到头部。

式中，－风力系数，；

－计算风压；

－结构充实率，对于钢管桁架结构，取；

－两片相邻桁架前片对后片的挡风折减系数，根据和取。

（应该是）

以此截面弯矩计算得臂架整体稳定性为（放大系数法，根据《规范》22页3.6.2.1）：

－两端端部弯矩不等折减系数；

（回转平面为悬臂）

（变幅平面根部销轴连接，不承受弯矩，=0）

－横向载荷弯矩系数，横向载荷为集中力时，

－绕强轴的端部弯矩对绕弱轴的端部弯矩的影响系数，本截面为封闭截面，抗扭性强，故取。

－x轴抗弯模量；

－y轴抗弯模量；

5）距臂头Lx处截面的弦杆单肢稳定性

此处弦杆长细比：

式中，－支承长度系数，两端简支，＝1；

－截面处弦杆节间距；

－弦杆回转半径。

式中，

假想长细比（规范22页3.6.1.2b），查规范71页得轴心受压稳定性系数值。

单肢弦杆稳定性：

（放大系数法）

1.2小车变幅臂架计算（单吊点三角截面）

1.2.1载荷

起重臂架的主要载荷为起升载荷、臂架自重载荷、物品偏摆水平力、各种惯性力和风力。

臂架按两个平面的作用载荷进行计算：

受有小车载荷和自重载荷，拉索对简支跨内还有压缩作用，悬臂段和简支跨内的小车载荷是不相同的（悬臂段的小车载荷小），所以臂架内力应在自重载荷和不同位置的小车载荷作用下分别计算，同时要将三角形截面臂架所受的垂直外力沿斜面桁架和水平桁架作分解计算。

受有惯性力和风力，按悬臂桁架计算，主要由下水平桁架承受。

臂架形式可分为以下两种：

单吊点起重臂；

双吊点起重臂。

1.2.2臂架计算

计算工况分三种：

小车在最大幅度起吊额定起重量；

小车在简支跨的最大内力幅度（初步理解为在两简支点内某处，额定载荷在改点处，臂架的内力最大）下起吊额定起重量；

小车在最小幅度下起吊额定起重量。

12.2.1单吊点位置的确定

一般情况下，在臂架截面未选出之前，根据主要载荷在简支跨产生的最大弯矩与伸臂吊点处最大弯矩相等的条件，可以确定出一个使臂架结构最轻的近似理想的吊点位置。

图2-1臂架吊点位置计算模型

设臂架的外伸长度为，简支跨为，为最大幅度时移动载荷（包括吊重和小车自重），为相应x处的移动载荷。

伸臂吊点处的最大弯矩为：

简支跨内移动载荷作用处的弯矩为：

对关于x求导，得出当时，弯矩最大，此时最大弯矩为：

（错误，可能是没有考虑到悬臂端自重的影响，奇怪的事求简支跨内弯矩时考虑到了这点。

故以下这方面的都是错误的）

当时，并令；

；

，则

解此方程式，取实根即可得出臂架外伸长度与简支跨的最佳比值。

一般是在距臂架前端l/3处，即k=3/7处用拉索拉住形成水平的简支伸臂梁。

拉索吊点宜选在下弦节点上，这样拉索仅对吊点附近的弦杆起压缩作用，而对跨内大部分下弦是减载的。

1.2.2.2单吊点起重臂小车在最大幅度处吊载工况（工况一）

1）计算模型

臂架整体受力分析如图2-2所示，分别受距底部L1处的拉索力、自重和小车载荷作用。

图2-2臂架受力简图（工况一）

根据力矩平衡原理，对臂架铰点取矩，拉索力Fg为：

（原式错误）

对吊点B取矩，得A点竖向支反力为：

－起升载荷（移动载荷）；

－小车自重；

－吊重（含吊具重），随幅度而变化；

－臂架单位长度的重量；

－臂架截面高；

－臂架截面宽；

－臂架截面底角；

臂架轴向力主要为拉索力分力：

臂架截面为正三角形（是否改为等腰三角形好一点？

）结构，上弦杆为圆管，两个下弦杆为方管，腹杆为圆管，臂架除两端在高度方向减小外，其余截面均不变化，水平宽度不变。

图2-3臂架截面图

变幅平面内：

（这些截面面积最好查型材手册，计算的不准，还费事）

圆管的截面面积：

方钢的截面面积：

式中，－弦杆外径与内径，

b,h,t－方钢的宽、高、厚度。

惯性矩：

（惯性矩求法疑似错误，因为重心不一定在等腰三角形的中心，y轴不一定在H/3的位置；

但是可能工程中允许这种简化）

式中，－与支承方式有关的长度系数，变幅平面为简支，则；

－变截面系数，取为1；

－缀条所在平面和x轴的夹角；

旋转平面内：

－与支承方式有关的长度系数，旋转平面为悬臂，则；

－考虑非保向力作用的受压结构件的计算长度系数；

（实际上是考虑到拉臂钢丝绳或起升钢丝绳对臂架受力的有利影响而增加的系数，详见《规范》附录J的J.1.3款。

）

、a－由图2-2得知。

假想长细比

（根据《规范》3.6.1的b款，应该是，不知道是不是原文错误。

取上面、中较大者。

根据最大长细比或假想长细比或最大换算长细比选取稳定系数。

4）拉索与臂架连接处截面的稳定性

变幅平面内弯矩：

横向载荷引起的弯矩是由起升载荷和悬臂的自重引起的：

回转平面内弯矩：

以此截面弯矩计算得臂架稳定性为：

式中：

、—端部弯矩，小车变幅臂架端部弯矩为零；

—两端端部弯矩不等折减系数；

－横向载荷弯矩系数；

－绕强轴的端部弯矩对绕弱轴的端部弯矩的影响系数，本截面为封闭截面，抗扭性强，故取。

化简上式为：

5）臂架在吊点外伸部分的弦杆单肢稳定性

此处上弦杆圆管的长细比：

式中，－支承长度系数，悬臂段，＝2；

假