塔吊的受力资料

塔吊分析报告 1 塔吊分析报告 ——理论力学

车辆工程(３)班 李 晓 学号:******** 程 驰 学号:******** 乔同超 学号:******** 张兴华 学号:******** 塔吊分析报告

2 总述 1． 塔吊综述 1.1塔吊外型 1.2塔吊的组成 1.3我国塔吊发展历程 1.4塔吊的作用 1.5塔吊结构图 1.6塔吊的分类示例 ２．塔吊分析 2.1塔吊静力学分析 2.2塔吊运动学分析 2.3塔吊动力学分析 3. 塔吊常见事故分析及对策 3.1 塔吊重大事故分析 3.2 对策 4. 塔吊现存问题及发展前景 4.1 我国塔式起重机存在的主要问题 4.2 塔吊的未来发展前景 5. 小组总结 塔吊分析报告

3 ★ 1．塔吊综述 1.1塔吊外型 塔吊，即塔式起重机（如图1-1所示）， 机身很高，像塔，有长臂，轨道上有小车， 可以在轨道上移动，工作面很大，主要用于建筑工地等处。 1.2塔吊的组成 塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、 平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。另外工作时塔机安全装置还应主要包括：行程限位器和荷载限制器。行程限位器有：起升高度限位器、回转限位器、幅度限位器。荷载限制器有:起重力矩限制器、起重量限制器此外还应包括风速仪。 1.3我国塔吊发展历程 塔式起重机是我们机械建筑的关

键设备，在建筑施工中起着重要作用，我国的塔吊制造如今已跻身于当代国际市场。 五十年代初，我国塔机的制开始起步，生产的是一些小型塔机，六十年代自行设计制造了25TM、40TM、60TM、160TM四种机型，多以摆臂为主；七十年代，随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求。于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造；八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生。特别是1984年，首先在北京建工集团建机厂引进世界先进的法国POTAIN（波坦）公司技术并于

图1-1 塔吊实物图 塔吊分析报告 4 次年成功试制了FO/23B塔机，这可以说是我国塔机发展史的里程碑，它大大缩短了我国与国外的差距，使我国塔机发展步入快行道。 通过消化、吸收国外先进技术，我国自行研制的QTZ80、QTZ120两种机型已达到国外八十年代同类产品的水平；进入九十年代，现代化进程不断地加快，国内外市场对塔机的要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等工程不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机，主要性能达到了国外九十年代水平，这一系列的塔机的开发不但填补了国内空白，而且替代和减少了大型塔机的进口数量。 回顾50年发展史，我国塔机行业从无到有，从小到大，逐步形成了较为完整的体系，我国增幅最快的新兴行业之一，特别是改革开放以来，塔机行业在设计、制造、管理和市场开拓等方面已形成一套较为健全的机制，以目前我国300余家生产塔机厂家为计，取得生产许可证的达100余家，近几年，塔机产量高升不下，2001年产量 9309台，2002年10580台，今年市场需求量在20000台，就总体而言，我国已成为世界民用塔机的生产大国，也是世界塔机主要需求市场之一。

1.4塔吊的作用 塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。

1.5塔吊结构图 根据塔吊的组成、用处及发展历程，我们可以对塔吊的结构有一个更加深入的了解。如下图1-2塔吊的主体结构模型图所示，塔吊的各个部分均已经标出在图上。 塔吊分析报告

5 图1-2 塔吊主体结构模型 塔吊分析报告

6 1.6塔吊的分类示例 实际工作中的塔吊多种多样，现略仅举几例以示说明。

图1-5 单主梁门式吊钩起重机 图1-6 QTZ63系列塔吊 图1-3 QTZ31.52系列塔吊 图1-4 QTZ40、100系列塔吊 塔吊分析报告

7 ★ ２．塔吊分析 2.1塔吊静力学分析：

O W2

W1

W b Fa Fb

图2-1 塔吊静力学模型 塔吊分析报告 8 如右图为塔式起重机受力分析图，各种参数均已在图中标出，对此进行 受力分析。 对图2-1先考虑满载时的情形，对塔吊整体为研究对象． 要保证机身满载是平衡而不向右倾倒，则必须

∑MB=0, W2(a+b)-FAb-W1-Wmaxlmax=0； 限制条件 FA≥0．

再考虑空载时的情形，这时W＝0. 要保证机身空载时平衡而不向左倾倒，则必须满足平衡方程：

∑MA＝0， W2 a+FBb-W1(b+e)=0； F1

限制条件 FB≥0． Fx

对图2-2塔吊的平衡臂，由平衡 l2

条件得： m1g Fy

∑Fx=0, F1cosθ=Fx； l1

∑Fy=0, F1sinθ+Fy=W2+m1g； W2

∑M=0， (F1sinθ-W2)l1=m1gl2； 图2-2塔吊平衡臂受力情况 塔吊分析报告 9 图2-3 塔吊吊臂受力情况 图2-4 塔吊塔帽与拉杆的受力情况

Ⅳ: 如图2-3塔吊吊臂，由平衡条件得： ∑Fx=0, Fx=F2cosα F2 F3

+F3cosβ； FX

∑Fy=0, F2sinα+ F`y l3

F2sinβ+F`y=m2g+W； l5 m2g ∑M=0, F2sinαl3+ l W F3sinβl4=m2gl5+Wl． l4

y Ⅴ：如图2-4塔吊吊帽与拉杆的受力 o 情况，则由共点力的平衡条件可得 x 平衡方程如下： F1 F F2 F3

∑Fx=0, F1cosα=

F2cosβ+ F3cosγ

∑Fy=0, F1sinα+

F2sinβ+ F3sinγ=F 塔吊分析报告 10 F风力

V2/a2

M V1/a1 F

Mg 塔吊分析报告

11 2.2塔吊运动学分析： ★：如上图2-5塔吊的运动学模型图所示，塔吊的运动情况有几个分运动组成。以下进行详细分析说明。 Ⅰ：重物分运动的情况： ① 重物在塔吊吊索的提升下在竖直方向向上或向下平动； ② 重物在变幅小车的作用下沿水平方向向左或向右平动； ③ 在旋转机构的作用下塔吊吊臂在水平面内转动，从而 带动重物在水平面上转动。 Ⅱ：在三维空间坐标系下，重物相对于固定参考系的运动情况： z 以地面作为固定参考系，连体基建立在塔吊吊臂上。 当重物同时参与三个分运动时，则重物的绝对运动是重物三 y 个分运动的合运动，这种运动有点复杂，且不容易进行操控。 一般情况下塔吊在工作时，不同时参与三个分运动，基本上是 x 一个或两个运动的合成，这样容易操控，且不容易出现危险。 O Ⅲ：重物运动时的速度分析： 在塔吊工作时，重物一般情况下都应该是匀速运动，则根据速 度合成法重物的绝对速度就等于两个平动速度和一个转动速度的合 速度。当有加速度时，同样根据 加速度合成法重物的绝对加速度就 等于两个平动加速度和一个转动加速度的合加速度。 Ⅳ：重物运动情况详细描述： ★：重物在实现从一个地点到另一个地点的运动时，大致可以分为三种运动情况，先对其进行详细说明。 ① 首先，重物在塔吊吊索的提升下竖直上升运动，先匀加速，后匀速，再匀减速，当到达所需高度时，重物停止上升；其次，变幅小车沿吊臂运动，带动小车平动，当到达所需位置时，重物停止平动；再次，吊臂在旋转装置的作用下旋转，带动重物旋转到所需位置的正上方，停止旋转；最后，吊索带着重物下降到所需地点。

图2-5 塔吊的运动学及动力学模型 图2-6 塔吊分析报告

12 这种重物转移方式是最简单的方式，既容易操作，又很安全，但是有一点不好就是很费时间。

如下图2-7所示： 该图表示的是这种运动情况下重物的运动路径。 z

y x O

② 首先，重物在塔吊吊索的提升下竖直上升运动，先匀加速，后匀速，再匀减速，当到达所需高度时，重物停止上升；其次，变幅小车沿吊臂运动，带动小车平动，同时，吊臂在旋转装置的作用下旋转，带动重物旋转，直到将重物移动到所需要的位置的正上方为止。最后，吊索带着重物下降到所需地点。 这种重物转移方式是有点相对复杂的方式，操作相对容易，也很安全，并且也很节约时间，使一种比较好的操作方式。但是变幅小车和吊臂在同时运动时，应当尽量匀速，且速度不要太大，加速度要很小，防止产生过大的惯性力，造成危险事故。 如下图2-8所示： 该图为变幅小车和吊臂在同时运动时重物运动的速度情况

V=Ve+Vr z

y ω Ve

图2-7