塔式起重机吊臂设计毕业论文

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1、 1 摘摘 要要 工程建设有一个显著的特点材料用量特别大、质量特别重， 对于高层建筑或大型的建筑更是明显。 就这一个因素便可以决定在工 程建设中，要提高效率就必须发展用于运输的机械。塔式起重机（以 下简称塔机）作为建筑施工现场的主要建筑机械，因其起升高度大， 覆盖面广等特点而被广泛使用于建筑施工现场， 担负着主要的垂直运 输任务，塔式起重机是各种工程建设中广泛应用的重要起重设备 ， 吊臂作为塔式起重机金属结构的主要部件， 其设计计算方法将直接影 响整台塔机的设计质量和塔机运行的安全可靠性。而随着塔机向大 型、重载和超高超长的方向发展，吊臂的设计尤其显得重要。 吊臂结构形式选择桁架水平压弯式臂架

2、。 吊臂的截面采用正三角 形。上弦杆用圆管，两下弦通常采用角钢焊接而成的方钢，并兼作载 重小车的轨道，腹杆（斜腹杆，水平腹杆）采用圆管。吊臂采用等强 度变截面设计， 两个侧面桁架采用三角式体系，水平桁架采用带竖杆 的三角式体系。 需要计算吊臂各种情况所受的风载荷，自重时的各种 载荷，以及各个受力点的主要受力计算，并进行整体的验算。 【关键词关键词】塔式起重机 吊臂 2 1.1 概述概述 塔式起重机是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于 房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。由金属结构、工作机 构和电气系统三部分组 成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起

3、 升、变幅、回转和行走四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线 路、信号及照明装置等。 1.2 本论文所要研究的问题本论文所要研究的问题 吊臂是属于塔机的金属结构部分，是除塔身外另一重要受力部分，而且主要 的工作单元都在安装在吊臂上。受力大，受力形式多。在工作中承受着压力、弯 矩，回转时还受到惯性力。而且在有风的环境下还要受到风力作用。主要解决的 问题是吊臂在各种情况下的受力问题。 2. 吊臂的设计计算吊臂的设计计算 2.1 吊臂的结构设计吊臂的结构设计 2. 2. 起重臂的构造起重臂的构造 1.桁架压杆式臂架 桁架压杆式臂架， 臂架在起升平面的受力情况相当与一根两端简支梁， 在回转

4、平面内相 当于一根悬臂梁。起升平面内臂架中间部分通常采用等截面平行弦杆，两端为梯形。在回转 平面内，臂架通常做成顶部尺寸小，根部尺寸大的形式。为方便运输、安装和拆除，以及满 足不同施工对相对塔机最大工作幅度的不同要求， 臂架通常制成若干段臂架节， 其中中部的 几节制作成可以互换的便准节，以实现臂架长度的不同组合。 臂节之间采用螺栓或销轴连接。臂架结构的根部和顶部都需要加强，一般采 用钢板代替幅杆体系。 2.桁架水平压弯式臂架 桁架水平压弯是臂架亦称小车变幅式臂架， 其截面多为三角形的空间桁架结构， 以正三 角形最为常见。上弦杆多用圆管、方管（常用角钢拼成） ，两下弦通常采用方管、槽钢，并 兼作

5、载重小车的轨道，腹杆（斜腹杆，水平腹杆）多采用圆管。 同样，为了方便运输、安装和拆除，满足不同的施工对象对塔机最大工作幅度的不同要 求，以及减轻起重臂结构自重，臂架通常制成若干段臂架节，其中几节制作成可以互换的标 准节，以实现臂架长度的不同组合。各种规格的臂架节的上、下弦杆和腹杆的截面尺寸根据 其所处的位置受力状况而有所不同，各臂架节在整个臂架中的位置是固定的。因此，在安装 时要严格遵守安装使用说明中的规定，严禁将臂架节装错位置，以免发生重大生产安全事 故。 3. 3. 起重臂结构的选择起重臂结构的选择 臂长 40 米，臂端吊重量 0.7 吨，最大吊重量 3 吨。此吊臂采用桁架水平压弯式臂架，

6、截面 采用正三角形。上弦杆用圆管，两下弦通常采用角钢焊接而成的方钢，并兼作载重小车的轨 道，腹杆（斜腹杆，水平腹杆）采用圆管。吊臂采用等强度变截面设计，两个侧面桁架采用 三角式体系，水平桁架采用带竖杆的三角式体系。 3 图 2-1 吊臂截面图 图 2-2 吊臂下轩杆截面图 吊臂主要部件材料的选用： 表 2.1 各种材料许用应力表 材料 s 工作状态 工作状态 说明 n n n n A3 230 173 138 98 200 160 115 16Mn 330 248 198 140 287 230 166 20Cr 400 300 240 170 348 278 201 调质 40Cr 500 376 301 213 435 348 251 调质 20 240 180 174 123 218 174 110 45 360 270 216 153 313 250 181 调质 35 270 203 162 115 235 188 135 暂取 上弦杆 下弦杆 缀 条 20 Q235 20 2.1.2 2.