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课程设计说明书
班级: 姓名:
设计题目:机械结构课程设计(塔吊起重臂结构设计)
设计时间: 到
指导老师:
评语:
评阅成绩: 评阅教师:
目录
课程设计目的及要求 3
设计题目 3
三、机械结构设计 4
1、起重臂结构方案确定 4
1)起重臂长度L 4
2)起重臂截面形式根据受力的构造要求而定 4
3)起重臂截面宽度和高度 5
4)运输单元 5
5)吊点位置确定 5
2、计算简图及计算载荷确定 6
1)计算简图 6
2)载荷组合 6
3)载荷确定 6
3、力计算及内力组合 7
1)臂架内力计算 7
(1)臂架自重及小车移动机构重 7
(2)吊重 9
(3)小车轮压对起重臂下弦杆产生的局部弯矩 12
(4)风载荷作用下的内应力图 13
(5)其他水平力T的作用 14
2)内力组合 16
4、截面选择和截面验算 16
(1)单臂验算 17
1)上弦 17
2)下弦 18
(2)腹杆验算 18
(3)整体稳定性验算 19
(4)局部稳定性的计算 20
(5)起重臂重量的计算 20
设计感想: 20
五、参考文献 20
一、课程设计目的及要求
机械结构课程设计是学生在学****机械设计课程设计后进行的一次比较全面和系统的训练。通过训练,巩固和加强对所学机械结构知识的理解,提高学生进行机械结构设计、计算、绘图的能力。
自升式塔式起重机(简称塔吊),是建筑工地上常用的施工机械之一。塔吊设计内容包括机构、结构、液压传动、安全装置等等。由于塔吊的结构用钢量越占整机重量的2/3左右,所以合理地设计塔用结构对于减轻整机重量、改善机械工作性能等具有重大意义。
塔吊的结构设计包括以下部分:起重臂、平衡臂、塔幅、塔身、套架、底座、附着装置、工作平台及扶梯等。
本课程设计仅对给定工作负载的自升式塔吊的“起重臂”(见图1)进行结构设计。
图1 起重机起重臂结构简图
二、设计题目
起重力矩(起重机为基本臂长时,最大幅度X相应额定起重量):900KN·m
起重量当幅度最大时(Rmax),;
当幅度R=(Rmin~Rmax/2),起重量为2~5t。
变幅
①形式:水平臂架绳索牵引小车变幅;
②速度:起重机升降变幅速度为0~30m/min
吊钩升降速度
①起升速度: A、起重量为>—2m/min;
B、起重量为Rmax时为3—50m/min。
②空钩下降速度: A、起重量为>Rmax时为0—50m/min;
B、起重量为Rmax时为0—100m/min。
回转
①半径:50m;
②速度:0—;
③起制动时间: 4s;
运行(起重机整机行走)
①速度: 14/min;
②起制动时间: 5s;
起重机工作制: 中级(中等载荷,载荷系数Kp=,使用年限15年);
结构参数:经查表得:
⑴臂长L:根据回转半径R确定(L-R=~);
⑵吊挂位置比例长度:
⑶起重机塔架机构:
①(卷扬滚筒中心距塔机回转中心距离)=550mm;
②(起重臂支点距塔机回转中心距离)=1300mm;
③(塔架截面宽度)=1500mm;
④(起重臂支点距卷扬滚筒中心高度)6500mm;
三、机械结构设计
起重臂结构方案确定
起重臂长度L:
根据最大回转半径,上塔身宽度和构造要求而定。
已知: R=50m,,取
列方程:;
得:
起重臂截面形式根据受力的构造要求而定:
本塔吊起重臂截面建议采用格构式等三角形形式。上弦和腹杆采用无缝圆钢管(可考虑用16Mn),下弦采用两个箱行截面,每个箱形截面对由两个角钢(或槽钢、钢板等)焊成,兼做小车轨道用(图2)。
图2 起重臂截面形式
3)起重臂截面宽度和高度
可根据强度、刚度、稳定性和构造的要求而定,初定B=。
高度H按,已知L=,得:H=~,一般起重臂的截面采用格构式正三角形,故:(在H=~,符合)。
4)运输单元
考虑到运输条件和原材料长度限制,将重臂做成各个节段,即运输单元。各节段在工厂制成后,运到工地,在现场将各节段用销轴相连,拼装成整体的超重臂,然后再和塔身等其他部件装配成塔吊。初步选取两端长度为,中间部分每10m一段,两边的共6段,如下图。
5)吊点位置确定
正确选定吊点位置(B点),对超重臂设计是否合理有很重要的意义。吊点将机架分为两个部分,