塔式起重机设计计算

单个弦杆截面面积：
4
塔式起重机计算书
A1
=
π 4
( D2 －弦杆外径与内径。 最小惯性矩： I y min = A(H min / 2) 2
最大惯性矩： I y = A(H / 2)2
根据 I y min / I y ，查《起重机设计规范（报批稿）》85 页表 J3 可知 μ2 值。
1.3 小车变幅臂架计算（双吊点三角截面） _________________________________ 22 1.3.1 载荷___________________________________________________________________22 1.3.2 臂架计算 _______________________________________________________________22
+
arctg
h/2 L − Lx2
)
h －距臂头 Lx1 处的臂架截面高；
θ g －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：
Fb1 = ϕ2Q sinθ + Fg cosθ g + Fsh cosθ sh
2） 临界力 Plinx、Pliny 计算
变幅平面内，最小截面高度为 H min ，最大截面高度为 H 。
mO －吊具质量； R －起升载荷力臂；
L －臂架长度； θ －臂架仰角； ϕ1 －臂架自重冲击系数； G －臂架自重；
R = L cosθ
G = mb g mb －臂架质量； RG －臂架自重力臂；
RG = LG cosθ LG －臂架重心位置； Fsh －起升绳拉力；
Fsh = ϕ2Q / mη m,η －起升倍率与滑轮组效率；
长细比： λ y
=
μ1μ2 L ry
换算长细比： λky =
λy2
+
40
A Aly
临界力： Pliny
= π 2 EA λ2
ky
式中， μ1 －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， μ 1 = 2 ；
μ 2 －变截面系数；
臂架在变幅平面内， μ1 = 1；
ry －变幅平面内，最大截面回转半径；
6.1 钢丝绳与卷筒的选择 _________________________________________________ 68 6.2 选择电动机 _________________________________________________________ 68 6.3 选择减速器 _________________________________________________________ 69 6.4 选择制动器 _________________________________________________________ 70 6.5 选择联轴器 _________________________________________________________ 70 6.6 起制动时间验算 _____________________________________________________ 71
η = 1 − 0.98m (1 − 0.98)m
Lsh －起升单绳拉力力臂；
Lsh =
L2
+
(RD
)2
sin(θ sh
+
arctg
RD L
)
RD －起升滑轮处绕绳直径；
θ sh －起升单绳与臂架轴线夹角；
Lg －变幅拉板力对臂架铰点的力臂；
Lg =
(L
−
Lx1 ) 2
+
(h / 2)2
sin(θ g
三 整机稳定性的计算 _______________________________________________55
3.1 第一种工况（无风，验算前倾）： _____________________________________ 56 3.2 第二种工况（无风，验算后倾） _______________________________________ 57 3.3 第三种工况（最大风力作用下，验算前倾） _____________________________ 57 3.4 第四种工况（最大风力作用下，验算后倾） _____________________________ 57 3.5 第五种工况（45 度转角） ____________________________________________ 58 3.6 第六种工况（非工作状态、暴风侵袭） _________________________________ 58
最小惯性矩： I x min = A(Bmin / 2)2
最大惯性矩： I x = A(B / 2)2
根据 I x min / I x ，查《起重机设计规范（报批稿）》85 页表 J1 可知 μ2 值。
5
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长细比： λx
=
μ1μ2 μ3L rx
式中， rx －旋转平面内，最大截面回转半径；
rx =
Ix A
μ3 －拉臂绳或起升绳影响的长度系数；
五 回转机构 _______________________________________________________65
5.1 回转阻力矩计算 _____________________________________________________ 65
六 起升机构的计算 _________________________________________________68
2.2 桁架塔身整体强度和稳定性计算 _______________________________________ 43 2.2.1 塔身截面几何性质 _______________________________________________________43 2.2.2 塔身的长细比 ___________________________________________________________46 2.2.3 塔身强度与整体稳定性 ___________________________________________________48
1.2 小车变幅臂架计算（单吊点三角截面） __________________________________ 9 1.2.1 载荷____________________________________________________________________9 1.2.2 臂架计算 ________________________________________________________________9
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一．臂架计算 _______________________________________________________3
1.1 俯仰变幅臂架 ________________________________________________________ 3 1.1.1 载荷____________________________________________________________________3 1.1.2 臂架计算________________________________________________________________3
θ θ
θ
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：
Fg = (ϕ2QR + ϕ1GRG − Fsh Lsh ) / Lg 式中，ϕ 2 －起升载荷冲击系数，ϕ2 = 1.05 ；
Q －起升载荷；
3
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Q = (mQ + mO )g
mQ －额定起重量，随幅度而变化；
2
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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。
2.3 桁架塔身主肢计算 ___________________________________________________ 48 2.4 腹杆计算 ___________________________________________________________ 49 2.5 塔身位移计算 _______________________________________________________ 51 2.6 塔身的扭转角 _______________________________________________________ 51 2.7 塔身的连接 _________________________________________________________ 53
A －各弦杆截面面积和；
ry =
Iy A
A = 4 A1
Aly －垂直于 y-y 轴的平面内各腹杆截面面积和；
Aly = 2 Al'y
Al'y －单个腹杆截面面积；
( ) Al'y
=
π
d12
−
d
2 2
4