起重塔机顶升及回转支撑机构设计(4)

第2章 塔机零件

图2- 3 吊钩钩身主要尺寸

2.将起升滑轮组中的的滑轮与吊钩联系在一起的装置称为吊钩夹套。一般有分为长型和短型两种。一般的，长型夹套采用较多。在吊钩的尾部上的螺母与横梁之间设有推力球轴承，但当吊钩自重较大的时候，最好是采用带球面垫的自位推力轴承，可以使转动吊钩更加轻便，轴承的受力也更加均匀。

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四川理工学院毕业设计（论文）

第3章 塔机载荷及其计算

3.1作用在塔机上的载荷 3.1.1 起升载荷FQ

起升载荷是指起升机构工作时，处于升降运动中的所有质量的重力（以N计）。包括允许起升的最大物品重力、取物装置（下滑轮组、吊钩、吊梁、抓斗、容器、起重电磁铁等）的重力、悬挂挠性件以及其他处于升降中的设备的重力。起升钢丝绳的质量按起升高度计算，其重力的50%作为起升载。但一般当起升高度大于50m时，才考虑钢丝绳的自重。

起升动载系数θ2：当起升质量突然离地起升和下降制动时，起升载荷将对结构（铅垂方向）和传动机构产生附加的动载荷。起升载荷要乘φ2。其值一般在1.05-1.25之间。与起升等级、起升速度、系统刚度和机构控制系统有关。可按下式计算：

θ2=1+0.35v=1+0.35×1/3=1.12 （3-1） 在此我们取一个较大值1.3，当仅计算额度起重载荷2T时的起重载荷FQ： FQ=2000×9.8×1.3=25480N

3.1.2 自重载荷Fg

由于任务书已给出自重9T，考虑塔机启动制动影响，自重载荷应乘冲击系数θ1=0.9-1.1：

Fg =9000×9.8×1.1=97020N

3.1.3 水平惯性载荷和变幅回转惯性载荷

塔式起重机的运行机构在起动或制动时，其自身质量及起升质量会产生水平惯性载荷Fmt，计算时，假设起升质量固定在起重臂端部或变幅小车上。考虑系统在加速或减速过程中弹性振动使载荷增大的影响，可给由于传动系统起动或制动而产生的惯性载荷乘以弹性振动载荷系数φ5予以考虑（但不大于主动车轮与钢轨间的粘着力），即 Fmt=θ（ 5mQ+mG)ɑ （3-2） mQ-：起升载荷质量

mG：塔式起重机的自重载荷质量

θ5：弹性振动载荷系数，1.0---2.0。当猛烈起动或制动，并考虑金属结构弹 性振动时取1.5。

?：运行机构（ 大车或小车）的平均加（ 减）速度及相应的加（ 减）速度时间，见表3-1。

表3- 1 运行机构加（减）速度ɑ及相应的加（减）速度时间t的推荐值

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第3章 塔机载荷及其计算

由于本次设计为固定式，已知小车的变幅速度为30m/min，即0.5m/min： Fmt=1.3×2600×0.19=642.2N

塔式起重机回转机构起、制动时，所产生的变幅惯性载荷及回转惯性载荷的计算载荷与运行机构类似，按下式计算： ω Fmg=θ5mεR=θ5mt R （3-3） 0 m：旋转部分的质量 ε：回转的角加速度 ω：旋转质量的角速度 t0 :驱动装置起、制动时间 R:质量中心的旋转半径

3.1.4风载荷FW

塔式起重机一般都是在露天工作，因此必须考虑风载荷的作用。并认为风载荷是可沿任意方向作用的水平力。一般将塔式起重机风载荷分为工作状态风载荷和非工作状态风载荷两类。

其中，工作状态风载荷是指塔式起重机在正常工作情况下所能承受的最大计算风力。又分为正常工作状态风载荷FW1和工作状态最大风载荷FW2两种。非工作状态风载荷FW3是塔式起重机在非工作时所受的最大计算风力。 ⑴风压PW的计算

PW=0.613νW2 （pa） （3-4） νW为风速 m/s。

PW1是正常工作状态计算风压，用于选择电动机功率的阻力计算和机械零部件的疲劳强度和发热验算，一般取150pa；PW2是工作状态最大计算风压，用于计算机构零件

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和金属结构的强度、刚度和稳定性，验算传动装置过载能力和整体抗倾翻稳定性，一般取250pa。工作状态计算风压不考虑高度变化。

PW3是非工作状态的最大计算风压，由塔机设计规范可知必须要考虑高度的变化，如下表3-2：

表3- 2 非工作状态的计算风压（Pa）

⑵风力系数CW

由于塔机不同部件的挡风结构的不同，当计算风吹过产生的实际风压需要考虑风力系数CW。

①单片结构和单根构件的风力系数，表3-3：

表3- 3 单片结构的风力系数Cw

封闭的司机室、机器房、电器、平衡重、钢丝绳及物品等取1.1-1.2。上表单位为m。 ②当司机室在地面上时取1.1，悬空时取1.2.

③风对着矩形截面空间结构对角线方向吹，当矩形截面边长比小于2时，风载荷取

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第3章 塔机载荷及其计算

为风向着矩形长边作用时的1.2倍；当矩形截面边长比大于或等于2时，取为风向着矩形长边作用的风力 。

④三角形截面空间结构的风载荷按其垂直于风向的投影面积所受风力的1.25倍计算。

⑤上下弦杆为方形钢管、腹杆为圆形钢管的三角形截面空间结构（ 如水平梁式臂架），在侧向风作用下，取风力系数。 ⑶迎风面积A

迎风面积是指结构或构件在风向垂直方向的投影面积。由于风向是变化的，因此迎 风面积应取最不利的方位。迎风面积的计算分下面几种情况： 1：单片桁架结构的迎风面积A=ωA1

A1为机构外形轮廓面积

m2。ω为充实率，按下表3-4选取：

表3- 4 结构的充实率ω

2：两片桁架并列

等高且型式相同时，如图3-1，考虑前片对后片的挡风作用，总迎风面积为： A=A1+ηA2 （3-5）

η为两片相邻桁架的前片对后片的挡风折减系数，与前片桁架结构充实率ω及两片桁架间隔比ls/h有关，按表3-5选取：

图3- 1 并列结构挡风折减系数η

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