QTZ40塔式起重机总体及起升机构的设计
QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计毕业设计说明书 (含图纸)
建筑工程学院本科毕业设计（论文）学科专业机械设计制造及其自动化辅导教师目录第1章前言 (1)1.1塔式起重机概述 (1)1.2塔式起重机的发展情况 (1)1.3塔式起重机的发展趋势 (3)第2章总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 确定总体设计方案 (5)2.2.1 金属结构 (5)2.2.2 工作机构 (22)2.2.3 安全保护装置 (29)2.3 总体设计设计总则 (32)2.3.1 整机工作级别 (32)2.3.2 机构工作级别 (32)2.3.3主要技术性能参数 (33)2.4 平衡重的计算 (33)2.5 起重特性曲线 (35)2.6 塔机风力计算 (36)2.6.1 工作工况Ⅰ (37)2.6.2 工作工况Ⅱ (41)2.6.3 非工作工况Ⅲ (43)2.7整机的抗倾翻稳定性 (45)2.7.1工作工况Ⅰ (46)2.7.2工作工况Ⅱ (47)2.7.3非工作工况Ⅲ (49)2.7.4工作工况Ⅳ (50)2.8固定基础稳定性计算 (51)第3章塔身的有限元分析设计 (53)3.1 塔身模型简化 (53)3.2 有限元分析计算 (54)3.2.1 方案一 (54)3.2.2 方案二 (79)3.2.3 方案三 (98)第4章塔身的受力分析计算 (121)4.1 稳定性校核 (121)4.2 塔身的刚度检算 (122)4.3 塔身的强度校核 (124)4.4 链接套焊缝强度的计算 (125)4.5 塔身腹杆的计算 (126)4.6 高强度螺栓强度的计算 (127)第5章毕业设计小结 (129)致谢 (130)主要参考文献 (131)吊臂构造型式自升式塔机的塔顶有直立截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑式等形式。
截锥柱式塔尖实质上是一个转柱，由于构造上的一些原因，低部断面尺寸要比塔身断面尺寸为小，其主弦杆可视需要选用实心圆钢，厚壁无缝钢管或不等边角钢拼焊的矩形钢管。
人字架式塔尖部件由一个平面型钢焊接桁架和两根定位系杆组成。
QTZ40塔式起重机总体及起升机构的设计
4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。
其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。
1、毕业设计（论文）目的：
本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、起升机构的设计和吊钩组的设计等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。
3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：
①计算说明书一份
内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。
②图纸一套
不少于四张零号图纸量
4、主要参考文献：
[1]哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社
[2]董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社
[3]机械设计手册.化学工业出版社（5册）
[4] GB/T9462—1999塔式起重机技术条件
[5] GB/T13752—1992塔式起重机设计规范
[6] GB5144—1994塔式起重机安全规程
5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：
QTZ40塔式起重机
QTZ40塔式起重机QTZ40塔式起重机为按照最新标准JG/T5037-93《塔式起重机分类》设计的加强型塔式起重机,满足GB/T5031<<塔式起重机>>和GB5144< <塔式起重机安全规程>>等标准；额定起重力矩40t·m ,最大起重量为4吨,有TC4708,TC4510等类型.该机起升机构变极调速,回转机构为变频调速机构,变幅机构行星齿减速机内置卷筒,电控系统采用进口元件,安全保护装置为机械式或机电一体化产品,齐全可靠,基础分为固定式,压重式.该机广泛用于各类中高层建筑工程施工中。
QTZ40技术参数起重性能表Hoisting performance list:【起升机构】:起升机构(1565Kg)采用YZTD200L2-4/8/24型绕线电机，由电机通过齿形联轴节带动减速箱，再驱动卷筒。
使起升获得三种不同的起升速度，启制动平稳，冲击小。
当采用2绳时速度可达70m/min、35m/min、10m/min，采用4绳时可达35m/min、17.5m/min、5m/min。
在电机尾部装有常闭式制动器。
在卷筒一侧装有高度限位器，高度限位器可根据所需高度进行调整。
该机构可获得理想的起升速度及荷重的慢就位，通过变极调速，控制可靠、操纵简单、维修方便。
配置如下：【回转机构】:回转机构是为塔机上部回转提供动力的传动装置，该装置由力矩电机(尾部装有常闭式制动器)、行星减速器、小齿轮、回转限位器等组成；本塔机采用了两套这样的装置，对称地分布于回转支承两边，安装在上支座上，其小齿轮与回转支承的大齿圈啮合。
回转限位器用于控制塔机在某一个方向只能回转540°，以防扭断电缆回转电机通过液力偶合器与行星齿轮减速机相连，带动回转小齿轮与回转支承啮合传动，结构轻巧、外形美观、减小回转冲击。
配置如下：【变幅机构】:变幅机构(240Kg)采双速电机YDEJ112M-4/8，经由行星减速器带动卷筒，通过钢丝绳使载重小车获得40/20m/min三种速度在起重臂架上来回高速运行。
QTZ40塔式起重机--塔身的设计
1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。
2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。
河北建筑工程学院
毕业设计（论文）任务书
课题
名称
QTZ40塔式起重机——塔身的设计
系：机械工程系
专业：机械设计制造及其制动化
班级：
姓名：
学号：
起迄日期：2013年3月25日~ 2013年6月21日
设计（论文）地点:
指导教师：
辅导教师：
发任务书日期：2013年3月5日
1、毕业设计（论文）目的：
本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、塔身的设计、整体稳定性计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。
3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：
① 计算说明书一份
内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。
2、毕业设计（论文）任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
QTZ40塔吊安装、拆除与方案
塔吊安装、拆除方案一、塔吊的技术参数本工程根据施工组织设计要求，在建筑物（本工程12#楼）南侧采用QTZ40自升式塔式起重机。
主要技术参数如下表所示：二、塔吊位置的确定为了充分发挥塔吊的利用率，便于施工以及安装、拆除综合考虑，决定将QTZ40塔吊安装在建筑物（本工程12#楼）南侧16—17轴之间，塔吊中心线离建筑物4.6米。
如图1所示：16轴17轴图1：QTZ40塔吊位置图三、塔吊的基础设计QTZ40塔吊的基础在地面2.7m下，坐落于中风化岩上，地基承载力在25N/cm2以上，基础下打100mm厚的C10砼垫层，机座采用现浇C20砼浇注，基础上表面应高出地面200mm，应保证基面平整度，允许偏差在1‰以内，按照建筑施工标准进行养护，达到强度后再进行塔吊的安装。
基础图如图2所示：4500mm 4500mm图2：QTZ40塔吊基础图四、塔吊的安装、拆除、使用机械、工作顺序及要求1、塔吊的安装、拆除应由具有安、拆资格的专业队伍完成，工作人员作业前应对塔吊的类型、技术参数做全面得了解，并对塔吊基础进行复验，确认合格后方可安装。
2、塔吊的安装高度为：第一次起升高度为10.5米，以后随楼层的增加而升高。
3、塔吊在安装、拆除时，均采用一台起重量为16吨的汽车吊进行吊装。
4、工作顺序及要求：（1）、首先对底架进行安装，当底架与第一节塔节安装完后，须在第一节的安装法兰盘上再次找平，使主弦杆的四个角高差值与其举例之比不大于1/1000。
调整完后，检查垫块稳定性，并用螺母拧紧，以防松动。
（2）在安装时，应检查塔节上下端面，如有杂物等异常现象，应先对其进行清理，使其表面平整后再进行安装。
（3）、安装基础节、标准节、套架时，先降基础节吊装到底架上，用专用螺栓和螺母将底架和基础节连接，在吊装标准节，用螺栓把标准节连接好后，吊装套架，使套架上的爬爪放在标准节的踏步上，在吊装套架前，应把爬升导轮的调整尺寸调至最大。
吊装完毕后，调整套架滚轮间隙，方法为：首先看对角线上的两套滚轮是否在对角线上，再将调节螺栓转动，把滚轮调出顶住塔身主弦杆，8套滚轮的调整螺栓冒出部分基本上也一样长，才能保证套架与塔身之间主弦杆等距。
QTZ40塔吊基础方案
QTZ40塔吊基础方案第一节塔吊选型及布置一、编制依据：1、QTZ40型塔机说明书。
2、根据勘察研究院《岩土工程勘察报告》的建设场地层划分。
3、设计图纸及施工组织设计中的总平面布置图。
一、工程概况：紫润·明园20＃楼工程，地上 18 层，全框架结构，建筑总高度为 57 米左右，经研究决定采用一台QTZ40型自升式塔式起重机，以确保工程垂直运输的需要。
二、塔吊定位：为了保证在施工时，使塔式起重机能发挥到最佳的工作状态，施工图纸，对该塔基进行定位，将塔基定位在19与21轴线之间，距A轴3.5-4米详见《塔基平面图》。
三、塔基基础形式的确定：QTZ40型塔式起重机对地基承载力的要求为每平方米200KPA，经计算可知（详见以下计算式），我施工现场的QTZ40型塔式起重机基础需采用4根管桩，桩身伸入持力层，塔机桩基承台为十字梁，砼强度等级为C30。
四、塔吊性能：QTZ40塔式起重机起吊性能：①最大起重量：4吨②最大臂长：47米③独立高度：29米④工作幅度：2.5-47米⑤起升速度:70/35/10m/min ⑥回转速度:0~0.60r/min ⑦变幅速度:38/22m/min ⑧顶升速度:0.40~0.70 m/min五、塔吊十字交叉梁基础的计算书第二节塔吊基础施工根据本工程现场实际情况及本工程图纸设计情况、塔吊说明书要求塔吊基础做法详见附图。
一、塔吊基础施工顺序1、土方开挖→塔吊基础垫层→塔吊基础钢筋绑扎→塔吊基础混凝土→塔吊基础混凝土养护。
2、浇筑塔吊基础垫层，混凝土强度等级为C20，厚度为100 mm。
3、在垫层上弹线，砌筑塔吊基础侧模——砖胎模。
砖胎模采用MU灰砂砖或多孔砖，M5水泥砂浆砌筑（砖胎模与挡土墙同步施工砖胎模施工完后夯实胎模土方）。
4、绑扎塔吊基础钢筋，做好过程控制、施工记录及质量验收。
施工中将预埋件节点焊好，各方向位置偏差不得大于1‰。
5、塔吊基础砼采用C30砼浇注，浇筑混凝土时，随时注意塔吊预埋节的水平度。
QTZ40塔吊基础方案1
## ##QTZ40 塔吊基础方案一、工程概括本工程 13 楼建筑面积地上 9931.62 ㎡，建筑层数地下 2层、地上 11~18层，建筑总高度为52.8m ；14 楼建筑面积地上 9538.8 ㎡，建筑层数地下 2层、地上 16~18层，建筑总高度为52.8m ；15 楼建筑面积地上 4428.35 ㎡，建筑层数地下 2层、地上10层，建筑总高度为 29.6m ； 20 楼建筑面积地上 9783.84 ㎡，建筑层数地下 2层、地上 10~18层，建筑高度为 52.8m ；地下车库建筑面积 16730㎡，地下一层。
主要结构类型为钢筋砼剪力墙，抗震设防强度为7度设防，建筑结构类别为 3类，防火设计分类为高二类，建筑耐火等级为地上二级、地下一级， 建筑耐久年限 50年，屋面防水等级二级，地下车库防水等级二级。
外墙为面砖饰面，屋面 为上平屋面，总工期： 365天。
本工程由烟台市容大置业有限公司投资建设，烟台市建筑设计研究股份有限公司设计，烟台圣凯建设工程资讯有限公司监理，浙江省东阳第三建筑工程有限公司组织施工； 由叶光洪担任项目经理，王裕正担任技术负责人。
二、塔吊布置及使用环境13#楼处塔吊安装在 13#楼北侧 18 层处（靠 11 层方面），该塔吊供 13#楼施工垂直运输使用（以下称 1#塔吊）；14#楼处塔吊安装在 14 #楼北侧（靠 16 层方面），供 14#楼施工垂直运输使用（以下称 2#塔吊）； 15#楼处塔吊安装在 15#楼北侧靠东部位，该塔吊供 15#楼施工垂直运输使用（以下称 3#塔吊）；20#楼处塔吊安装在 20 #楼北侧（靠 10 层方面），供20#楼施工垂直运输使用（以下称 5#塔吊）。
两台塔吊的安装地点相距约 50~70 米，考虑到塔吊臂长为 47 米，塔吊大臂最前端在 运行时的相互之间距离近，因此相邻两台塔吊必需错开。
场地四周无铁塔、高压电线、高大树木等，塔吊无运行障碍。
四周为空地，塔吊使用对四周无影响。
塔吊施工方案(QTZ40)
塔吊施工方案(QTZ40)
在建筑施工中，塔吊是一种常用的起重设备，能够有效地提高工程施工效率。
本文将介绍一种适用于QTZ40型塔吊的施工方案。
塔吊基本信息
QTZ40型塔吊是一种自升塔式起重机械，具有起重能力强、稳定性好等特点。
其主要技术参数包括工作半径为40米、最大起重力矩为400kN·m、最大起重量为4吨等。
施工方案概述
1.塔吊安装
–在施工现场确定塔吊的安装位置，并按照相关规范要求进行基础的浇筑和固定。
–将塔吊各部件逐步组装好并进行调试，确保其正常运转。
2.施工过程
–在进行起重作业前，应对塔吊进行全面检查，并确保其操作正常。
–根据具体的施工计划，合理安排塔吊的工作时间和工作范围，以确保施工效率和安全。
–在进行起重作业时，应注意配合指挥操作，确保吊装物体平稳落地，避免发生意外。
3.施工结束
–施工结束后，应对塔吊进行全面清洁，并进行日常维护保养工作，以延长其使用寿命。
–拆卸塔吊前，应根据规范要求逐步进行拆卸操作，并注意安全防护措施。
施工注意事项
•安全第一
–在进行塔吊施工时，必须严格遵守相关安全规范，确保施工过程中不发生安全事故。
•合理利用
–在施工过程中，应根据具体情况合理利用塔吊的起重能力，确保施工的高效进行。
•定期维护
–塔吊在施工结束后，需要进行定期维护和保养，以保证其正常的使用效果。
结语
适用于QTZ40型塔吊的施工方案是保证施工效率和安全的重要保障。
通过本文的介绍，希望能够为相关施工人员提供一定的参考和指导，确保塔吊在施工过程中能够稳定高效地运行。
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（1）设计任务：
1总体参数的选择（QTZ40级别）
2结构形式
（2）总体设计
1主要技术参数性能
2设计原则
3平衡重的计算
4塔机的风力计算
5整机倾翻稳定性的计算
（3）起升机构的设计和计算
1起升机构的形式
2确定起升机构滑轮组倍率
3确定卷筒尺寸
2013.6.20-2013.6.21
熟悉整理资料
方案选择及总体设计
绘制总图
起升机构的设计
绘制起升机构装配图
绘制零件图纸
准备论文审查意见：
系主任签字：
年月日
②知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。
③能力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。
3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：
①计算说明书一份
内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号）、批准，字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。
河北建筑工程学院
毕业设计（论文）任务书
课题
名称
QTZ40塔式起重机总体及起升机构的设计
系：机械工程系
专业：机械设计制造及其制动化
班级：
姓名：
学号：
起迄日
设计（
指导教
辅导教师：
发任务书日期：2013年3月5日
1、毕业设计（论文）目的：
本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、起升机构的设计和吊钩组的设计等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。
3）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。
4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。
其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。
[6]GB5144—1994塔式起重机安全规程
5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：
起迄日期
工作内容
2013.3.25-2013.3.28
2013.3.29-2013.4.13
2013.4.14-2013.4.20
2013.4.21-2013.5.15
2013.5.16-2013.6.5
2013.6.6-2013.6.19
②图纸一套
不少于四张零号图纸量
4、主要参考文献：
[1]哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社
[2]董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社
[3]机械设计手册.化学工业出版社（5册）
[4]GB/T9462—1999塔式起重机技术条件
[5]GB/T13752—1992塔式起重机设计规范
④综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观。
⑤设计成果要求：
1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。
2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。
4选择电动机、减速器、制动器、联轴器
5验算实际起升速度
6验算起、制动时间
7电动机发热验算
8卷筒强度的计算
（4）吊钩组的设计
①吊钩组的形式
②吊钩组横梁的强度计算
（5）设计要求
①主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一份毕业论文，并绘制有关图表。