课程设计 塔式起重机QTZ40起升机构的设计.doc

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1、塔式起重机QTZ40起升机构的设计摘 要 塔式起重机在现代化建设中起到非常重要的地位，它是现代社会进步的一个标志，是人类建设不可缺少的重要设备。它的高效性、安全稳定性是塔机行业较普遍关心和注意的问题。本设计就塔式起重机的起升机构的结构、受力分析、核心受力件材料等几个方面， 结合我国自行生产的QTZ40型塔式起重机为例，依据GB/T1375292塔式起重机设计规范，用多跨连续外设梁结构方式，以塔机单吊点水平起重臂作为研究对象，通过研究、分析起升机构的受力情况，明确卷筒、钢丝绳的结构和尺寸的确定方法，以及根据载荷确定起升机构的电机系统。确保塔式起重机能够安全、稳定的实行顶升加节过程，保证塔式起重机

2、的安全施工。关键词 起升机构 优化设计 校核第一章 绪论1、课题背景及发展现状 二次世界大战结束以后，由于许多国家夷为废墟，庞大而艰巨的家园重建工作，要求建筑施工实现机械化，以加快建设进度。作为建筑机械化主导机械，塔式起重机得以应运而迅猛发展。1.1、国外塔式起重机行业发展概况 塔式起重机是在第二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。自塔式起重机在建筑施工中显露身手并逐渐成为工程机械一个重要分支以来，已经有50余年历史，其间利经了曲折复杂的发展阶段。70年代末，由于种种原因，国外塔式起重机制造业陷入了低谷，不少中小工厂

3、纷纷停业或转产，仅少数大厂得以维持。直至80年代末才呈现逐渐复苏态势，1994年为复苏年头，复苏势头最好的国家为德国。据有关资料介绍，在塔机制造业鼎盛的70年代，西德拥有各式塔机48500台，80年代总量减至1/3，而近几年，东西德合并，基建规模扩大，塔机产量上升，现有塔机近40000台，其中半数机龄不足5年。 如今世界塔机市场最为红火的地区为东欧和亚太（特别是东南亚）。活跃在塔机市场上的著名产商是；德国的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法国的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil 、 Nauva 、 EDILMAC ，西班牙的Come

4、nsa ，芬兰的 Betrox ，丹麦的KRLL 澳大利亚的Favco。这些大厂为了在国际塔机市场上占有更多份额，莫不注重总结经验，认真分析市场动态，下大力气进行产品的更新和开发。1.2、我国塔式起重机行业发展概况我国塔式起重机行业于20世纪50年代开始起步，1953年由原民主德国引进建筑师-型塔式起重机（Baumeister ）,1954年抚顺试制成功第一台2-6t塔式起重机，仿建筑师-型。初名TQ2-6塔式起重机。首次在北京用于大型砌块民用建筑施工，并取得成功。1965年列入国家生产计划的沈阳建机厂开始批量生产红旗-16型塔式起重机。20世纪80年代随着改革开放和国际技术交流增多，我国曾先

5、后有原联邦德国.法国.意大利及丹麦引进了为数可观的塔式起重机产品，特别是1984年由法国POTAIN公司引进的三种机型（H3/36B.F0/23B.GTMR360B）的生产许可证，极大地促进了我国塔式起重机产品设计制造技术的进步。通过消化吸收国外先进技术，对基础部件，如电动机.电器.回转支承.传动机构及安全装置等进行定点生产，一些生产主机的专业大厂还进行了相应的技术改造，增设钢材预处理生产线，从而使国产塔式起重机的质量迅速提高，一些主要机种已达到或接近国外同类产品质量水平。进入20世纪90年代以后，我国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，全国塔式起重

6、机总拥有约为10万台。塔式起重机出口业务曾一度极为兴旺。至此，无论从生产规模，应用范围和塔式起重机总量来衡量，我国均堪称世界首号塔式起重机大国2、 产品设计的依据、目的及意义 无论国内还是国外，塔式起重机在现代化建设中都起作非常重要的地位。它是现代社会进步的一个标志，是人类建设不可缺少的重要设备，它的高效性、安全稳定性是塔机行业较普遍关心和注意的问题。在我国每年因塔机安全方面引起的伤亡事故较多，给不少的家庭和社会造成了严重的影响和巨大的损失。为了减少或避免事故的发生，在塔机整体设计中应综合考虑各相关参数，以人为本、安全第一的设计观点来进行各项设计。本设计以我国自行生产的QTZ40塔式起重机为例

7、，该机为水平起重臂架，小车变幅，上回转自升式多用途塔机，其最大工作幅度为50米，最大起重量为6吨，起重力矩符合最新塔式起重机基本参数。在进行实地测量机器各部件的基础上绘制机构图。在保证能恢复原机的前提下拆分机器，拆卸前画出装配结构示意图，在拆卸的过程中不断修正，注意零件的作用和相互关系，进行零件的测绘并绘制装配图，在测绘的过程中，探索其构思过程和设计特点，吸取其技术精华，并对其不足之处进行改善，把自己的设计思想融入其中第二章总体方案的设计1、总体布置 整机的底架被紧固于专用的混凝土基础上，其上部分与塔身连接，塔身上端与一半连接，半节与下转台一体，顶升套架与下转台连接，下转台上面与回转装置的外圈

8、连接。紧固于回转支承内圈上的转动部分，包括回转上转台、塔帽、平衡臂、起重臂、牵引小车与吊钩、平衡重、起升机构、回转机构及操作室等，均可以绕塔身轴心线在各自平面内回转。 起重臂用两根吊臂拉杆与塔顶连接，其根部与上转台连接，平衡臂则用两根拉杆与塔顶连接，其根部与上转台销轴连接。起升机构设在平衡臂后部，回转机构布置在回转上转台的右侧，左侧是驾驶室，牵引小车和吊钩由设在位于起重臂靠近臂根处的牵引机构牵引，沿起重臂纵轴线做水平往复运动。 塔身高度由底架、基础节、标准节、上转台的高度组成，独立高度由14节塔身节组成（包括基础节和标准节）。塔身加强节上对角线方向有四个可拆卸耳板，四根斜称杆上面用销轴与耳板连

9、接，下面与底座耳板连接。顶升机构由顶升套架和液压顶升装置两部分组成，顶升套架为框架式空间钢结构件，用销轴与上转台连接，其后侧装有液压顶升装置的顶升油缸及顶升横梁，液压泵站放置在套架工作平面上，顶升时顶升横梁顶在塔身的踏步上，在油缸的作用下，套架连同半节下转台以上部分沿塔身轴心线上升，油缸顶升两次，可引入一个标准节。2、金属结构部分（底架、标准节、基础节、平衡臂、回转支撑、下转台、上转台、塔帽、司机室、起重臂、起重臂拉杆、牵引小车及顶升套架等）2.1、平衡臂和平衡重在小车变幅水平臂架自升塔机机构中，平衡臂是延伸了转台，除平衡臂中外，在其尾端设起升机构。2.1.1、 起升机构 实现重物升、降运动的

10、机构称为升降机构。塔式起重机的起升机构通常由电动机、制动减速器、卷筒、钢丝绳、滑轮组及吊钩等零部件组成。2.1.2、 回转机构 塔式起重机的回转运动，在于扩大机械的工作范围。当吊有物品的起重臂绕塔机的回转中心做 的回转时，就能使物品吊运到回转圆所及的范围以内，这种回转运动是通过回转机构来实现的。回转机构由回转支承装置和回转驱动装置两部分组成。在实现回转运动时，为塔式起重机回转部分提供稳定、牢固的支承，并将回转部分的载荷传递给固定部分的装置称为回转支承装置；驱动塔式起重机的回转部分，使其相对塔式起重机的固定部分实现回转的装置称为回转驱动装置。回转支承装置简称回转支承。在塔式起重机中主要使用柱式和

11、滚动轴承式回转支承装置。 柱式回转支承装置 柱式回转支承装置又可分为转柱式和定柱式两类。转柱式回转支承装置结构简单，制造方便，适用于起升高度和工作幅度以及起升重量较大的塔式起重机。定柱式回转支承装置结构简单，制造方便，起重机回转部分的转动惯量小，自重和驱动功率较小，能使起重机的重心降低。滚动轴承式回转支承装置 常用的滚动轴承式回转支承装置按滚动体形状和排列方式可分为单排四点接触球时回转支承、双排球是回转支承、单排交叉滚珠式回转支承、三排滚珠式回转支承。根据国内塔式起重机的设计要求，这里回转机构采用定柱式回转支承装置。2.2、起重臂 变幅机构是实现改变幅度的工作机构，并用来扩大塔式起重机的工作范

12、围，提高生产效率。塔式起重机的变幅机构按工作性质可分为非工作性变幅机构和工作性变幅机构。 塔式起重机的变幅机构按机构运动形式分为臂架摆动式变幅机构(简称动臂式)和运行小车式变幅机构（简称小车式）。 臂架摆动式变幅机构按照吊臂和驱动装置间传动件的结构形式，动臂式变幅机构可分为挠性传动和刚性传动两类。 运行小车式变幅机构 按照小车吊臂弦杆行走的方式，小车式变幅机构分为自行式和绳索牵引式两类。现今我国应用最广泛的起重臂架形式为小车变幅水平臂架。本次设计采用小车变幅水平臂架。小车变幅水平臂架简称小车臂架，是一种兼受压弯作用的水平臂架，是格式塔机广泛应用的一种起重臂，其特点是：吊载可借助变幅小车沿臂架全

13、长进行水平位移，并能平稳准确地进行安装就位。小车变幅水平臂架又可分为三种不同形式：单吊点小车变幅臂架，双吊点小车变幅臂架和起重臂与平衡臂连成一体的锤头式小车变幅水平臂架。本次设计采用双吊点小车变幅臂架。塔机臂架的截面形式：塔机臂架的截面形式有三种：正三角形截面、倒三角形截面和矩形截面。小车变幅水平臂架大都采用正三角形截面，伸缩式小车蝙蝠臂架可采用三角形截面或矩形截面，俯仰变幅臂架大都采用矩形截面。FQZ40是属于小车变幅水平臂架，故起重臂的截面选定为正三角形截面。腹杆的：矩形截面臂架的腹杆体系宜采用人字布置式方式，而三角形截面起重臂的腹杆体系既可采用人字式布置方式，也可采用一顺斜置式。为了配合

14、起重臂两侧钢架腹杆系统布置方式的特点，起重臂水平臂架的腹杆也有相对应的布置方式。即：一顺式、交错对称式和密集布置式。三角形截面臂架水平刚架一顺斜置式腹杆布置方式，其特点是：腹杆布置均匀，焊缝不过于集中。此次设计应选用一顺斜置式腹杆布置方式。腹杆对交错对称布置方式的部分节点焊缝过于集中。水平刚架腹杆密集布置方式是当臂架幅度大，下弦杆采用槽钢时，为了提高下弦杆水平面内抗失稳能力和加大承载能力而采用的这种密集布置式腹杆体系。杆件材料的选用：臂架杆件材料有多种选择可能性，上吊点小车变幅臂架的上弦杆以选用Q345圆钢为宜，其优点是：迎风阻力小，吊点构造简单，不易发生撞击变形。万一产生弯曲变形，容易调整复

15、原，实心圆钢上弦杆与腹杆连接处刚度比较好。在Q345实心圆钢供货难以满足需求的情况下，可考虑采用20#无缝钢管或16Mn等边角钢拼焊方钢管以代替。其特点是：同等截面实心圆钢相比，惯性矩大，长细比小，抗失稳能力高。其缺点是管内壁易受潮生锈，抗撞击变形能力差。臂架的下弦杆以采用等边角钢对焊的箱型截面杆件最为经济实用，具有良好的抗压曲性能。轻型小车臂架下弦杆可采用槽钢或槽钢加封板组焊组件。腹杆可采用20#、15#或16Mn无缝钢管。所以本次设计的上弦杆采用Q345圆钢，下弦杆采用等边角钢对焊的箱型截面。臂架拉杆构造：目前自升式塔机小车变幅臂架大多采用刚性组合拉杆。由于选用材料不同又可分为扁钢拉杆，实

16、心圆钢拉杆，厚壁无缝钢管拉杆及角钢对焊方形断面空腹拉杆。从塔机受风载的角度考虑，实心圆钢拉杆的迎风面积小，而扁钢的迎风面积较大，不利于塔机的回转，从经济角度考虑，扁钢拉杆以及厚壁无缝钢管的成本要远高于实心圆钢拉杆，综合考虑，拉杆用实心圆钢拉杆。2.3、套架和液压顶升机构 套架结构采用片式拼装结构，采用这种结构的优缺点类似于塔身的标准节的结构设计。液压顶升机构包括液压泵、管路、工作油缸、电动机等，是目前使用最广泛的一种顶升方式。其主要优点是构造简单、工作可靠、平稳、安全、操作方便、爬行速度快。按顶升液压缸的布置，顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。所谓中央顶升，是指将顶升液压缸布置在塔身的

17、中央，并设上、下横梁各一个。液压缸上端固定在上横梁铰点处。顶升时，活塞杆外伸，通过下横梁支在下部塔身的托座或相应的腹杆节点上。所谓侧顶式，是将顶升液压油缸设在套架的后侧。顶升时，液压油不断泵入油缸大腔，小腔里的液压油则回流入油箱。活塞杆外伸，通过顶升横担梁支撑在焊接于塔身主弦杆上的专用踏步块上，踏步块间距视活塞杆有效行程而定，一般取为11.5m。由于液压缸上端铰接在顶升套架横梁上，故能随着液压缸活塞杆的逐步外伸而将塔机上部顶起来。侧顶式的主要优点是：塔身标准节长度可适当加大，液压缸行程可适当缩短，加工制造比较方便，成本亦低廉一些。按液压顶升机构液压缸布置的数量又可以分为多缸和单缸，由于采用多缸

18、顶升要求各个液压缸必须同步顶升，这就在技术和精度上提出了更高的要求。否则容易出现塔机侧翻事故。 考虑目前国内的技术条件，这一点比较难实现。综合考虑，套架的顶升机构采用单缸侧顶升式液压顶升结构。2.4、塔身结构塔身结构选用主弦杆采用角钢，腹杆采用槽钢对扣，节与节之间采用承轴插板销轴连接的片式拼装塔身标准节。2.5、司机室大多数塔机司机室形式可分为两种，一种是嵌入式，一种是悬挂式，现如今采用的大都为悬挂式，其优点在于：司机室的加工制作可另行安排并实现专业化，不受主体钢结构生产安排的影响，功率高、成本低，在塔机转场运输中司机室可单独运输，不受钢结构搬运作业的影响，方便，经济，而且不易损坏。悬挂式司机

19、室的视野比较开阔，便于作业，综合考虑以上因素，我们选用悬挂式司机室。2.6、底架小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架可分为：十字形底架和带撑杆的十字形底架，带撑杆的井字型底架，埋入支腿式底架。十字形底架通常由一根长的纵梁和铰装在纵梁中部的两根活动短梁组成。这种底架可直接固定在混凝土基础之上，适用于起升高度在40m，起重能力介于4004000级的固定式自升塔机。其优点是：无需特殊的预埋地脚螺栓；通过调整活动短梁的张开角度可分别构成3.4m3.4m，4m4m，以及5m5m的底架；混凝土基础块可根据施工地盘特点采用方形混凝土墩或长方形混凝土墩。带撑杆的十字形底架由十字形主梁、塔身基础节、塔身撑杆、底架

20、拉杆组成。这种底架适用于起升高度在50m以上的轨道式自升塔机。带撑杆的井字型底架由塔身基础节、塔身撑杆、梯形主框梁、系杆及台车大梁组成。这种低价应用范围较广，起升高度不超过65m、起重能力在2500以下的自升式塔机均适用。另一种新型的带撑杆的水平框架式底架由塔身基础节、塔身撑杆、台车架、拉梁、斜梁及系杆组成，这种底架自重较轻，适用于10001200级轨道式自升塔机。在底架结构中，撑杆的作用是使塔身基础节与底架的四角相连，形成一个空间结构，增加塔机整体稳定性。由于塔身撑杆的设置，塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面，同时塔身根部平面对底架的作用载荷得以减小，从而改善底架的受力情况。综合比

21、较以上几种底架形式，带撑杆的井字型底架可以反复利用，可以降低成本，十字形底架塔机的塔身危险断面在塔身的根部，这样对塔身的材料要求提高，带撑杆的十字形底架由于塔身撑杆的设置，塔身危险断面由塔身根部向上移到撑杆的上支承面，同时塔身根部平面对底架的作用载荷得以减小，从而改善底架的受力情况，埋入支腿式底架成本较高。综合考虑以上因素，此次FQZ40设计的底架采用带撑杆的十字形底架。2.7、塔顶结构塔顶高度与起重臂长度以及臂架承载能力有密切关系，一般取臂架长度的1/71/10，从受力角度考虑，塔顶高度过低，臂架拉杆受到的水平分力就越大，反之，拉杆受到水平分力越小，但是高度过高超过一定极限时，弦杆应力下降效

22、果不显著，过分高的塔顶不仅导致塔尖自重增大，同时也给安装带来不便。本次塔顶设计选高度为8m。3 、塔式起重机的工作级别 (1)工作级别划分 塔式起重机的工作级别是设计人员进行结构、机构设计计算的依据。一台好的塔式起重机设计应充分考虑机器的使用条件，这样设计出来的机器在安全和寿命方面才有可能较为接近实际的要求。不管他是起重机的构造形式如何，将那些与塔式起重机安全与寿命关系最密切的因素选择出来加以组合、分类，就可以使设计结果在主要方面满足使用要求，有时设计规范化，这种分类就是塔式起重机的工作级别。表 列出了我国塔式起重机设计规范（GB/T137521992）规定的塔式起重机工作级别的划分标准。从表

23、中可以看出根据其使用条件中的两个最主要特征因素“载荷状态”（以名义载荷谱系数表征）和“利用级别”（以塔式起重机总的工作循环数表征）分为A1A6共六个工作等级，目的是为了合理设计、制造和使用塔式起重机，提高零部件的三化“水平”，以取得较好的经济指标。表 21 塔式起重机工作级别的分类载荷情况名义载荷谱系数Kp利用等级U0U1U2U3U4U5Q1轻Q2中Q3重0.1250.2500.500A1A1A2A1A2A3A2A3A4A3A4A5A4A5A6（2）利用等级 塔式起重机的“利用等级U”用来表明在其有效寿命期间使用的频繁程度，已完成总的工作循环次数Nt表征。 塔式起重机的设计寿命应根据其用途、技

24、术、经济及淘汰更新等因素而定，一般可按1530年计算。 根据完成的总工作循环数Nt的不同，塔式起重机共分为5个利用等级（U1U5），见表 22表 22塔式起重机的利用等级利用等级工作循环数Nt说明U1U2U33.2 X 100006.3 X 100001.25X10000不经意地使用U42.5 X 100000经常清闲地使用U55 X 10000经常中等地使用工作循环数Nt可按下式计算Nt3600YDH/ （式21）式中：Y塔式起重机设计使用的年限； D塔式起重机一年工作天数； H塔式起重机每天工作地小时数； 塔式起重机一个工作循环时间，s。设计塔式起重机时，通常可按该塔式起重机适用场合的生产

25、情况估算出Y、D、H以及，按式（式21）计算出Nt的值，然后按表22选择一种最靠近的工作级别。若无法估算具体的数值，也可按表22使用的频繁程度进行选择。塔式起重机的设计使用年限实际上是指金属结构的使用年限，一般为2030年，机械零件的使用年限则较短，传动件的寿命一般是8年。（3）载荷状态 塔式起重机的“载荷状态”是表示塔式起重机受载的轻重繁忙程度，与两个因素有关：一个是起升载荷与最大载荷（额定载荷）之比/;另一个是起升载荷的作用次数与总工作循环数Nt之比（/Nt）。表示/和/Nt的图形或数字称为“载荷谱”。塔式起重机的实际载荷谱系数由下式计算 = (式22)式中实际载荷谱系数； 载荷作用下的工

26、作循环次数，= ；Nt 总工作循环数，Nt=+；第i个起升载荷， ， ，； 额定起升载荷；m材料疲劳试验曲线的指数，取m3；当塔式起重机的起升载荷的实际分布规律已知时，可按式（22）计算出载荷谱系数，然后从表23中选取与其接近但稍大的名义值。否则，可凭经验按表23中的说明选择一种合适的载荷状态级别。表22塔式起重机的载荷状态载荷状态名义载荷谱系数说明Q1轻0.125很少承受额定载荷，一般承受轻微载荷Q2中0.250有时承受额定载荷，一般承受中等载荷Q3重0.500经常承受额定载荷，一般承受较重载荷 根据塔式起重机QTZ40的设计要求，这里选取塔式起重机利用级别为U4，工作级别为A4，载荷状态为

27、Q2，名义载荷谱系数0.250。4、 安全装置 4.1 、起重力矩限制器 起重力矩限制器的作用是根据起重特性曲线把起升力矩限制在规定的范围内。起重机作业时，在某一幅度有相应的容许工作载荷，如超过此载荷，起升机构电机断电。如果起升某一载荷后变幅，如幅度超过与之相应的最大幅度时，变幅机构电机断电。力矩限制器由传感器、吊臂幅度检测装置、吊臂仰角检测装置、运算系统、显示部分和执行部分组成。4.2 、起重量限制器 起重量限制器限制塔机的最大起重量，可分为机械式和电子式两种。4.3 、起升高度限位器 起升高度限制器的作用是防止卷通过卷而拉断钢丝绳，常见的有顶杆式和螺杆式两种。4.4、 回转限位器 塔式起重

28、机回转有两个极限位置，当臂架变幅到两个极限位置时，撞块分别碰撞两个限位开关，切断电路，起到保护作用。4.5 、其它安全装置 塔式起重机的安全装置还有夹轨器、锚固装置、缓冲器、动臂最大仰角限位器。第3章 起升机构设计 起升机构的设计及计算包括：根据总体的设计要求选择合理的结构形式，确定机构的传动布置方案；按给定的整机主要参数（最大额定起重量、起升高度、起升速度等）确定起升机构参数，选择确定机构各起重零部件的结构类型和尺寸；进行机构动力装置的选择计算等。1、起升机构零部件的选择计算1.1、 选择吊钩 起升吊钩的生产已标准化，根据本次设计的用途和最大额定起重4000Kg ，选择吊钩的形式和规格为锻造

29、短柱单钩。1.2、 起升机构滑轮组倍率的确定 起升机构的倍率与额定起重量有一定的关系，参考表31。表31起重量与滑轮组倍率关系表额定起重量Q/t3581216254065100倍率23466688101012161720 Q/t=41.3、 滑轮组效率的确定 1.4 、钢丝绳的选择 按正常工作状态选钢丝绳。钢丝绳的最大静拉力：S= = 1.12449KN；式中：F最大起升载荷 4000+3.2=4003.2Kg滑轮组及导向滑轮总效率； ； p最大起重量 ；Gd-吊钩组重；起升滑轮组倍率；计算钢丝绳径：drmin= 3.18 式中：c钢丝绳选择系数,按标准查取.c0.095drmin-钢丝绳最小

30、直径 ；drmin=3.18mm； 故选用钢丝绳径不得小于上述计算值,所以选择钢丝绳规格为6W19-13-1770-I。1.5、 卷筒的主要尺寸计算 、主要几何参数的确定（1）卷筒直径的计算卷筒最小直径D243mm式中：h与机构工作级别和钢绳结构有关的系数h=18 d钢丝绳直径按起升速度选卷筒直径： =527式中：n (高,低) r/min(初选电机及减速器,确定n电及i)n卷筒转速；n电机额定转速；i减速器传动比；v起升速度 ， m/min； m多层卷挠层数；求得卷筒直径为: D=527mm D=502mm参照厂家产品选取标准卷筒。（2）卷筒长度及卷挠层数的确定：设定钢丝绳全部卷入时需缠绕2

31、层,最大起升高度时需绕入卷筒的绳长：式中：Z附加安全圈数，取Z=3在卷筒上绕4层时能绕入的绳子长：式中：D实际选取卷筒直径，mm； d实际选取钢丝绳直径，mm； 式中：Z每层圈数根据机构所需绕绳量L代入公式得：z=验算卷筒实际工作速度： 4.23 3.671.6、制动器选择由塔机设计规范GB/T13752-92知，应使用制动所引起的物品的升降减速度不大于 0.8m/s，据此进行制动器选择计算： 起升机构制动器的制动力矩需满足正点面条件： 式中： 制动安全系数取1.5；满载时制动轴的静力矩；T=式中： m钢丝绳层数； d钢丝绳直径； i卷筒至制动器轴间转动比16.34； 机构总效率，所以根据制动

32、器所需制动力矩选用标准分列制动器，型号为YWZ-315/45-16，额定制动力矩630N.m。2、起升机构传动装置的设计计算2.1、起升机构功率计算、计算电动机静功率：（KW）=25.85KW式中：FQ起升载荷,N; V额定起升速度; =机构总传动效率，;初选电动机：根据塔机类型、用途、机构工作级别、作业特点以及电动机的工作特性，同时为了满足电动机起动和不过热要求，所选电动机应满足下式：式中：电动机额定功率; 起升静功率；稳态负载平均系数与接电持续率JC有关，通过查资料，G0.8；高速起吊最大重量时：由塔式起重机设计规范附录M中表M，起升机构的电机的接电持续率及正值可选Jc=40%和Z=150

33、。初选电机YZRDW225-4/8，额定功率P=24KW、电动机过载能力校验 起升机构要求电动机再由电压损失（交流电动机15，直流不考虑）、最大转矩允差（交流电动机为10，直流不考虑）时，可起吊1.25倍的额定其重量，故电动机的额定功率应符合式 的要求，以便保证有足够的过载能力。 式中：基准接电持续率时电动机的额定功率（kw）； 电动机转矩的允许过载倍数； 考虑电压降及转矩允差以及静载试验超载的系数（绕线电机取2.1）； 最大起升载荷，N； 额定起升速度，m/min； =机构总传动效率，； 高速起吊： 低速起吊： 故过载校核合格。、电动机发热校核 异步电动机发热校验可采用平均损耗法，也可根据电

34、机的类型不同，选用等效转矩法和等效电流法进行精确发热校验。在这里采用GB/T 137521992推荐的方法近似计算，具体如下 式中：基准接电持续率时电动机的额定功率（kw）；电动机额定转速，r/min；机构总传动效率，；系数，；起升机构最不利工作循环的等效平均阻力矩，N.mm，可按下式近似计算： 其中：系数， 取0.68；电动机的静阻力矩，N.mm； 其中：最大起升载荷，N；卷筒计算直径，；倍率；减速机传动比；机构总传动效率，；高速起吊：低速起吊： 故发热校核合格。2.2、减速器的选择、传动装置传动比确定 (r/min)式中： n电动机额定转速，r/min； 卷筒的转速； 起升速度，r/min

35、； 滑轮组倍率； 卷筒计算直径，m；D+d（D为卷筒直径，d为钢丝绳直径）校核：减速器输出轴上的阻力为： 式中：钢丝绳的最大拉力，N；起升动载系数，；卷筒计算直径，； 减速器输出轴上的许用扭矩为： M许用=2700N.m最大许用尖峰载荷 表明满足尖峰负荷要求，故所选减速器合格。2.3 、联轴器的选择 联轴器具体规格依据所传递的转矩、转速和被连接的轴径等参数进行选用。起升机构中的联轴器应满足下式要求T= 400式中： T所传递的转矩计算值，N.m； 实际作用的扭矩；T联轴器许用转矩，N.m；联轴器重要程度系数，对起升机构，=1.3 -角度偏差系数，选用齿轮联轴器时，见表 ，对于其它类型的联轴器，

36、1。角度偏差系数 轴的角度偏差/( )0.250.511.51.01.251.51.73、起、制动时间校核 起升机构的工作为周期性的，工作时分启动、稳定运动和制动三个阶段。由于机构在启动和制动时后产生加速度和惯性力，若启动或制动时间过长，加速度小，将影响起重机的生产率。反之，加速度太大，又会给金属结构和传动部件施加很大的动载荷，并使零部件受力增大。因此，必须把启动与制动时间控制在一定的范围内。3.1、起动时间校核 塔机设计规范GB/T13752-92要求控制系统使启动时物品的平均加速度a式中： 电动机额定转速，r/min;tq许用起动时间,一般为25S;J机构运动质量换算到电机轴的当量转动惯量

37、, Kgm2;式中： Tq电动机平均起动力矩，Nm；式中： Tj静阻力矩，N.m；在此处键入公式。式中： JD电动机转子转动惯量，Kgm2；式中： JL制动轮和联轴器转动惯量，Kg.m2； =4.23满足条件。3.2、 制动时间校核塔机设计规范GB/T13752-92知，应使制动所引起的物品的升降减速度不大于0.8m/s。式中： nm满载下降时电动机转速，通常取;tZ许用制动时间S,一般tZtq;J/下降运动时机构运动质量换算到电机轴的当量转动惯量, Kg.m2;式中: Tz制动器制动力矩,N.m;T/j满载下降时静阻力矩,N.m;(N.m) =3.354满足条件。致谢 在本次论文的写作过程中

38、，王积永老师、张青老师倾注了大量的心血，从选题到开始报告，王老师、张老师都严格把关，循循善诱，在百忙中抽出时间解答我们提出的种种问题，还有李磊师兄每天下午都到课程设计教室辅导我们，给我们讲解。再此我表示衷心的感谢。同时我还要感谢在我的课程设计期间给我极大关心和帮助的同学和朋友。参考文献1刘佩衡. 塔式起重机使用手册. 北京：中国机械工业出版社 .2002 .2塔式起重机设计规范GB/T 13752 - 92 .中国标准出版社 .1993 .3范俊祥. 塔式起重机. 北京：中国建材工业出版社.2004.4张质文 .起重机设计手册 .北京: 中国铁道出版社.2001.5刘鸿文. 材料力学. 高等教育出版社（第四版）.2005.6张青、张瑞军 . 工程起重机结构与设计. 化学工业出版社.2006.