摘 要

起重机械作为诸多工程建设中的一项重要工具，其研究与使用安全引得了无数行业人士的极度关注。本文重点是塔式起重机上的平衡臂的设计。本文首先介绍塔式起重机在国内外的发展状况以及塔机的结构组成，随后对QTZ100塔机平衡臂的结构设计、材料选择以及平衡臂结构设计的受载形式做了一个简单的介绍，然后对塔机平衡臂的焊接技术做了一个说明，最后是塔机平衡臂设计以及计算的重点部分。

其研究思路是先确定塔机的结构形式（包括空间结构和连接方式）。根据实际工作状况的选定，确定平衡重，分析平衡臂在起重平面及旋转平面的载荷，绘制弯矩图、剪力图。试着确定所需型钢钢材材料及型号，然后验证平衡臂的强度是否符合要求。如果不符合，可以根据更改结构形式，或者结构尺寸使其达到预期要求。

关键词：平衡臂 平衡重 塔式起重机

Design of balance arm of QTZ100 tower crane

Abstract

With the rapid development of China's economy, a large number of projects, such as water conservancy projects, bridge engineering, housing projects and port projects, are all over china. As an important tool in many engineering construction, hoisting machinery has attracted great attention from many people in the field of its research and application safety. This article is aimed at many cranes in the jack up tower crane, the focus is on the tower crane balance arm design. This paper introduces the development status of the tower crane at home and abroad and the tower crane structure, then the structure design and materials selection of QTZ100 tower crane balance arm and balance arm structure design of loading are introduced briefly, then the welding technology of tower crane, the balance arm to make a statement, Finally, the design of the balance arm of the tower crane and the key parts of the calculation.

The idea is to determine the structure of tower crane (including spatial structure and connection). According to the selection of the actual working condition, the balance weight is determined, the load of the balance arm in the lifting plane and the rotating plane is analyzed, and the bending moment diagram and shear force diagram are drawn. Try to determine the required steel material and model, and then verify the strength of the balance arm is up to the requirements. If it does not meet the requirements, it can be adjusted according to the structure form or structure size to meet the expected requirements.

Key words: tower crane；balance arm；counterweight

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 塔机简介 1

1.1.1 塔机的特点 1

1.1.2 塔机的演变过程 1

1.1.3 我国塔机的发展情况 1

1.2 塔式起重机的组成 2

1.2.1 塔机的钢结构 2

1.2.2 控制系统 5

第二章 平衡臂相关介绍 6

2.1 塔机平衡臂结构形式 6

2.1.1 平衡臂几种形式的介绍 6

2.1.2 平衡臂的主要组成单元 7

2.2 塔机平衡臂结构型式的选择 9

2.3 平衡重的构造设计 10

2.4平衡重的基本要求 11

2.5 QTZ100塔机性能参数 12

2.6 平衡臂的焊接技术 13

2.6.1 焊接技术的发展 13

2.6.2 焊接技术的分类 13

2.6.3 塔式起重机平衡臂焊接的关键问题 14

第三章 平衡臂计算 15

3.1 平衡臂的材料 15

3.1.1平衡臂主肢 15

3.1.2 平衡臂腹板 15

3.2 平衡臂的连接形式 16

3.3 平衡重的确定 17

3.4 作用在平衡臂上的载荷计算 18

3.4.1非工作状态下起重平面内的载荷 18

3.4.2非工作状态下回转平面内的载荷 22

3.4.3 工作状态下起重平面内的载荷 26

3.5平衡臂的强度校核 28

3.6 平衡臂成本预算 29

结语 30

参考文献 32

致谢 33

第一章 绪论

1.1 塔机简介

1.1.1 塔机的特点

一般情况下这种类型的起重机是非常高的，而且其高度还可以根据用户不同的需求而进行调整；起重臂也是非常长的，所以其覆盖的施工平面也是很大的；另外这种塔机的起重重量也是相当可管的；塔机驾驶室是在塔机的顶部，所以驾驶员的视野是非常宽阔的，工作条件比较好。

综合上面几点，可以归纳为塔机工作空间大、起重重量大、操作方便。除此之外，这种塔机的结构非常简单，维修也比较方便。在今天特别是建筑行业大发展的时代，我国塔机功不可没。

1.1.2 塔机的演变过程

塔式起重机最初是出现自在欧洲，在人类文明的发展史上，欧洲的工业革命早于其他几个大洲一两个世纪。所以塔机作为一种工业建设中的工具，最早被用在欧洲的工业建设中，并在欧洲得到了优化和发展。早在19世纪末，有关于塔机的专利就出现了，随后以钢结构作为塔机起重臂的各种塔机又相续出现。什么动臂式塔机、水平臂塔机以各种规格各种形式出现在人们的视野中。在20世纪早期，欧洲方面就已经出现了有能力批量生产塔机的公司，到20世纪中期的时候，有关塔机的工业标准就已经出现了。特别是随着金属冶金技术的发展，在制造塔机方面的材料得到大大改善的前提下，塔机在短短的几十年间得到了很大的发展。到20世纪80年代，额定起重能力达到1*10⁵kN(1万t*m)，最大幅度为100m的超重型塔机就已经出现了。

1.1.3 我国塔机的发展情况

60年代开始，我国开始自行研究并生产塔机，在技术性能、安全性、可靠性等方面都有了很大的提高。到现在我国拥有了一大批从设计、制造到使用的相关工程技术人员以及生产塔机的机械制造工厂，目前全国范围内各种各样的塔机分布在各个大大小小的建筑工地上。80年代后，随着国家经济改革，建筑行业的迅速发展，什么上回转下回转塔机、水平臂动臂式塔机、龙门式塔机、移动式塔机等各种塔机应运而生。这些塔机不管是在结构、规模、使用性能还是在技术性能方面与旧式塔机相比都是有很大的优化性的，其完全不是处于一个层次上。不过不管怎么说，塔机的发展都必须顺应市场的需求，在未来的社会里，动臂式、快装式的小吨位塔机估计会变得流行起来。

1.2 塔式起重机的组成

相关图片展示：