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摘 要

对TC6513型塔机的回转系统及由回转系统支撑的塔顶进行设计，包括回转机构的选型计算以及塔顶金属结构的设计。查询塔机设计规范，确定塔机为不频繁使用的为建设施工用塔式起重机，承受中等载荷，然后对回转系统内各部件进行型号初选。最终确定电机、电磁制动器、行星齿轮减速机、外齿式四点接触球转盘支承的传动方案，并在起升最大额定载荷的工况下完成电机稳态回转和过载校核。设计塔顶结构，塔顶采用缀条焊接的方式组成格构式构件，选择主弦杆和腹杆的角钢型号，并在起升最大额定载荷的工况下完成塔顶钢结构的稳定性校核。

关键词：塔式起重机 回转系统 塔顶 稳定性

Design of TC6513 Tower Crane Slewing System and Tower Head

Abstract

Design the slewing system of TC6513 tower crane and the tower head supported by the slewing system, including the selection and calculation of the slewing mechanism and the design of the metal structure on the tower head. According to the design specifications of the tower crane, determine that the tower crane is used for construction and bear a medium load, and then conduct a preliminary selection of the model of each component in the slewing system. Finally, determine the transmission scheme of the motor, electromagnetic brake, planetary gear reducer, and external toothed four-point contact ball turntable support, and complete the steady-state rotation and overload check of the motor under the condition of lifting the maximum rated load. Design the structure of the tower head. The top of the tower is composed of latticed members by lattice welding. Select the angle steel model of the main chords and web members, and complete the stability check of the steel structure on the tower head under the condition of lifting the maximum rated load.

Key Words Tower crane; Slewing system; Tower head; Stability

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 塔式起重机历史 1

1.3 设计目的及研究意义 1

1.4 设计内容和方法 2

第二章 设计原则 3

2.1 工作级别 3

2.1.1 整机分级 3

2.1.2 机构分级 3

2.1.3 主要技术参数 4

2.2 载荷及其组合 5

2.2.1 载荷分类 5

2.2.2 载荷组合 6

2.2.3 计算载荷 6

第三章 回转系统设计 10

3.1 方案设计 12

3.1.1 驱动电机 12

3.1.2 回转支承 12

3.1.3 行星减速机 14

3.1.4 电磁制动器 15

3.1.5 零部件配合检查 15

3.2 主要性能参数 16

3.3 回转支承受力分析 17

3.4 传动校核 18

3.4.1 等效回转稳态阻力矩 18

3.4.2 驱动电机校核 21

3.5 经济性分析 23

第四章 塔顶设计 25

4.1 塔顶钢结构 25

4.2 结构受力分析 26

4.3 稳定性校核 27

4.4 经济性分析 29

第五章 总结与展望 31

参考文献 32

第一章 绪论

1.1 引言

塔式起重机是一种机械代替人力的工程机械，广泛应用于现今社会的生产制造中。塔式起重机具有优秀的物料输送能力，占地面积小，工作幅度大，空间利用率高，通过回转机构、起升机构、变幅机构等机构的共同协作，能吊装重物并运送到工作幅度内的任意高度，可跨越地面障碍实现水平和竖直方向的物料输送，大大降低了工人的劳动强度并提高了作业效率，因此在工业和建筑领域应用极其广泛。

1.2 塔式起重机历史

塔机起源于欧洲，1923年制成了初代原型样机，在上世纪30年代便已开始批量生产并用于建筑施工。我国涉足塔机领域足足比国外晚了20年，我国从苏联引进了一批塔机，后来因为国家建设的需要又做出了一些仿制品。从19世纪70年代起，我国投入更多的精力到塔机的自行设计制造上，发展到90年代已具备了塔机出口能力，而现在我国已经成为了塔机大国，塔机业务已经经营到全世界。

目前世界范围内，塔机的主要生产厂家主要集中，集中在中国、韩国、德国等国家，其中欧洲国家塔机制造技术完善，特点是控制系统人性化，故障检测自动化。主要销售市场在欧洲和东南亚地区，并且从2011年开始，这些地区每年进口的塔机数量已经连续多年保持稳健上升趋势。

相比之下，我国塔机的型号较少，品种不够齐全，中小企业竞争力不及国外厂商，且我国现在常见的塔机种类多属于自用型号，智能化和数字化程度不高，主要销售市场仍停留在国内，除个别塔机型号外，大部分塔机型号的海外市场占有率低。国内最出名且市场占有率第一的塔机制造商是中联重科，在国家政策支持下注重知识产权，技术储备高，因此在全球都有不小的影响力，并且已经有进入欧洲欧洲塔机市场的能力。

在塔机理论创新研究方面，国内外塔机的最新研究方向在主要集中于静力学分析、机构改进和传动系统优化设计，塔机相关研究领域的技术创新为塔机的更新与改进提供了理论支撑。

1.3 设计目的及研究意义

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