摘 要

本课题题目是QTZ63型塔式起重机平衡臂设计，在本文中，首先对塔式起重机进行概述，然后对塔式起重机的组成和类型进行了总结，并对塔机平衡臂进行了介绍。

设计部分，首先依据设计原则，包括工作级别、载荷及其组合、金属材料及焊缝许用应力，确定整机的性能参数和技术参数。接下来，依据GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》，计算并确定平衡臂的材料、尺寸以及平衡重。建立平衡臂的力学模型，并进行强度校核。起升机构的设计包括钢丝绳和卷筒的设计，电动机、减速器和制动器的选型及校核。

关键词：塔式起重机 平衡臂 强度

The Design of QTZ63 Tower Crane Centralizer Arm

ABSTRACT

This topic is The Design of QTZ63 Tower Crane balance arm. In this article, first of all for introducing the tower crane, then introducing the composition and the type of the tower crane, and describing the balance arm of tower crane.

In the design part, First of all, based on the principles of design, including working level, working load and the metal materials, allowable pressure, Determine the performance parameters and technical parameters of the machine. Next, based on GB/T13752-92 "tower crane design", determine the balance arm material, size, and balancing weight. Then setting up the balance arm of the mechanics model, and checking the strength and stability . The design of lifting mechanism including wire rope and the design of the drum, brake motor, reducer, and the selection and checking for them.

Key Words: The Tower Crane Balance Arm Strength

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 塔式起重机概述 1

1.2塔式起重机的组成与类型 1

1.2.1塔式起重机的组成 1

1.2.2塔式起重机的类型 3

1.3 塔式起重机平衡臂简介 4

1.3.1 平衡臂的形式 4

1.3.2 平衡重 4

1.4 选题背景及意义 5

第二章 设计原则 6

2.1工作级别 6

2.1.1起重机的工作级别 6

2.1.2结构的工作级 6

2.1.3机构工作级别 6

2.2载荷及其组合 7

2.2.1计算载荷 7

2.2.2载荷分类 8

2.3塔机金属材料及焊缝的许用应力 8

第三章 本塔式起重机总体参数 10

3.1整机外形图 10

3.2起重性能表 11

3.3起重特性曲线 11

3.4主要性能参数 12

3.5主要技术参数 13

第四章 平衡臂设计 14

4.1 平衡臂的构造 14

4.1.1 平衡臂的几何尺寸 14

4.1.2 平衡臂的材料 14

4.1.3 平衡重的确定 15

4.1.4 作用在平衡臂上的载荷计算 16

4.1.5平衡臂的受力分析 17

4.1.6平衡臂的强度校核 18

4.2 平衡臂拉杆设计 20

4.2.1平衡臂拉杆设计 20

4.2.2拉杆强度校核 20

4.3 起升机构设计 21

4.3.1主要性能参数 21

4.3.2钢丝绳的选择 21

4.3.3卷筒设计 21

4.3.4电动机设计 23

4.3.5减速器选择 24

4.3.6制动器选择 25

总结 27

参考文献 28

致谢 29

第一章 绪论

1.1 塔式起重机概述

塔式起重机简称塔机，又称塔吊，源于西欧，是现代工程建设中一种主要的起重机械。塔式起重机是建筑安装工程中应用最为广泛的起重机械，它具有很多其他起重机械所不具有的优点。塔式起重机作业空间较大，作业高度一般几十米到几百米，作业半径可达数十米，拥有较高的生产效率。同时结构较为简单，可靠性较高，维修保养也比较容易，因此在房屋建筑施工和建筑构件的安装中得以广泛使用^[1]。

中国塔式起重机行业已经有五十多年的历史，从最初对欧美产品进行测绘仿制，到现在越来越多的进行独立设计和制造，中国塔机行业一步一步发展壮大。近年来，我国的塔式起重机技术发展迅速，塔机行业成为我国发展最快的工程机械行业之一，其型号规格不断完善，性能和质量不断提高。今天的中国已经成为塔机生产制造大国，产品除满足国内市场需求外，还大量出口到世界各地。

1.2塔式起重机的组成与类型

塔式起重机是一种非连续性搬运机械，由于塔式起重机能靠近建筑物，其幅度利用率可达全幅的80%，而普通履带式、轮胎式起重机幅度的利用率不超过50%,因此，塔式起重机在高层工业和民用建筑施工中一直处于领先地位。塔式起重机通常配置有起升、变幅（工作性）、回转机构，有时也具有调整性运行机构；变幅多采用牵引小车式水平变幅方案，常用吊具为吊钩等^[2]。

1.2.1塔式起重机的组成

塔式起重机主要由结构件、机构、安全装置、电控系统以及其他主要零部件组成^[3]。

1. 塔式起重机的结构件主要由格构式钢结构组成，自下而上可分为底架结构、塔身、爬升套架、上下支座、回转塔身、塔顶、起重臂、起重臂拉杆、平衡臂、平衡臂拉杆、载重小车、吊钩滑轮组等结构。这些结构件构成塔式起重机的骨架，并承担着包括自重和外载荷在内的各种载荷。
2. 塔式起重机的主要机构包括行走机构、起升机构、变幅机构、回转机构和顶升机构。行走机构是使起重机在轨道上行走的装置，包含有四个台车，每个台车都有一个行走轮，一般在行走轮上配有两台行走电机（特殊塔机有4个行走电机），由行走电机驱动行走轮，使得行走机构能沿轨道运动。起升机构固定于平衡臂上，用于提升重物，实现重物的垂直运动，主要由钢丝绳、卷筒、电机、减速器、限位器、制动器、底架等组成，不同型号的塔机其起升机构型号也不同。变幅机构与起升机构的组成相似，带动载重小车在起重臂上变幅运动，实现吊重物水平方向的移动，扩大了作业范围。回转机构带动塔机上支座以上所有部件回转运动，是重负荷机构，通常在上支座上，主要由两个回转电机组成。顶升机构安装在套架上，主要由顶升横梁、顶升油缸、油箱、控制元件等部件组成。
3. 电控系统。塔机的主要动力来源为电能，其控制系统、最终的执行器件都是通过将电能转化为磁能、机械能来实现设备的正常运行，所以对起重机的驾驶员来说，除了能够安全熟练的驾驶以外，还要了解其内部的电气组成及工作原理，这对工作中分析和排除故障十分有利，同时也对提高生产效率，延长设备的使用寿命有很大帮助。塔机电控系统一般由操作台、电控箱、电动机及相应的电缆组成。
4. 安全装置。塔机的主要安全装置包括力矩限制器、起重量限制器、起升高度限制器、制动器、幅度限制器回转限制器、小车断绳保护装置等。

1-固定基础；2-固定支腿；3-附着装置；4-顶升机构；5-下支座；6-上支座；7-回转机构；8-回转塔身；9-司机室；10-变幅机构；11-载重小车；12-吊钩；13-起重臂；14-起重臂拉杆；15-塔顶；16-平衡臂拉杆；17-平衡臂；18-平衡重；19-起升机构；20-电控柜；21-塔身