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QTZ125
最大起重量10 t
獨立高度 47.3 m
最大高度 200 m
最大臂長 63 m
河北建筑工程學院
畢業(yè)設計（論文）任務書
課題
名稱
QTZ125塔式起重機總體、
臂架、變幅機構設計
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機094
姓 名： 范永田
學 號： 2009307411
起迄日期： 2013年2月20日~ 2013年 6月30日
設計（論文）地點: A10
指導教師： 張永清
發(fā)任務書日期： 2013年 2月 20日
1、畢業(yè)設計（論文）目的：
本次畢業(yè)設計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全面訓練，目的在于鞏固自己所學知識并把所學知識運用到實際設計當中，真正明白知識如何應用。訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。將所學知識應用與實際培養(yǎng)獨立工作能力。畢業(yè)設計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關技術問題。通過畢業(yè)設計，使學生掌握塔式起重機的總體設計、塔身的設計、整體穩(wěn)定性計算等內(nèi)容，為今后步入社會、走上工作崗位打下良好的基礎。
2、畢業(yè)設計（論文）任務內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：
（1） 設計任務：
① 總體參數(shù)的選擇（QTZ125級別）
② 結構形式
（2） 總體設計
① 主要技術參數(shù)性能
② 設計原則
③ 平衡重的計算
④ 塔機的風力計算
⑤ 整機傾翻穩(wěn)定性的計算
（3）變幅機構的設計和計算
① 建立變幅機構的數(shù)學模型
② 鋼絲繩的選擇和校核
③ 卷筒的設計和繞繩系統(tǒng)的計算
④ 驗算實際變幅速度
⑤ 電動機的選擇
⑥ 蝸輪蝸桿減速器的設計
（4） 臂架的設計和計算
① 分析單雙吊點的優(yōu)缺點
② 吊點位置的選擇
③ 臂架結構參數(shù)選擇
④ 臂架主參數(shù)選擇與計算
（5）變幅的設計和計算
（6） 要求
① 主要任務：學生應在指導教師指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制機械與電氣工程圖紙，獨立撰寫一份2500~~3500字畢業(yè)設計小論文，并繪制有關圖表。
② 知識要求：學生在畢業(yè)設計工作中，應綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。通過學習、鉆研與實踐，深化理論認識、擴展知識領域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學生應學會依據(jù)技術課題任務，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學生掌握有關工程設計的程序、方法與技術規(guī)范，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養(yǎng)學生掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設計，學生應掌握正確的設計思想；培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹求實的工作作風；在工程設計中，應能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟觀與全局觀。
⑤ 設計成果要求：
1） 凡給定的設計內(nèi)容，包括說明書、計算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。
2） 對設計的全部內(nèi)容，包括設計計算、機械構造、工作原理、整機布置等，均有清晰的了解。對設計過程、計算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達機械結構與工藝要求，有比較熟練的認識圖紙能力。對運輸、安裝、使用等亦有一般了解。
3） 說明書、計算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設計計算步驟正確，數(shù)學計算準確，各項說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機械機械制圖標準，且清潔整齊。小論文要符合論文書寫規(guī)范。
4） 對國內(nèi)外塔式起重機情況有一般的了解，對各種塔式起重機有一定的分析、比較能力。
其他各項應符合本資料有關部分提出的要求。
3、畢業(yè)設計（論文）成果要求（包括圖表、實物等硬件要求）：
① 計算說明書一份
內(nèi)容包括：設計任務要求的選型、設計計算內(nèi)容、畢業(yè)實習報告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進行統(tǒng)一編號）、批準，字數(shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學生應用計算機進行設計、計算與繪圖。
② 圖紙一套
1） 總圖一張（0號）
2） 變幅機構圖一張（0號）
3） 臂架圖一張（0號）
4） 零件圖至少三張（2，3，4號）
③ 3000字左右的畢業(yè)設計小論文一篇
4、主要參考文獻：
要求按國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》書寫。
[1] 哈爾濱建筑工程學院主編.工程起重機.北京：中國建筑工業(yè)出版社
[2] 董剛、李建功主編.機械設計.機械工業(yè)出版社
[3] 機械設計手冊.化學工業(yè)出版社（5冊）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機技術條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機設計規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程
[7] 濮良貴、紀名剛主編.機械設計（第八版）.高等教育出版社
5、畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2013.2.25-2013.3.10
2013.3.11-2013.3.24
2013.3.25-2013.4.7
2013.4.8-2013.4.14
2013.4.15-2013.4.28
2013.4.29-2013.5.12
2013.5.13-2013.6.2.
2013.6.3-2013.6.9
2013.6.10-2013.6.13
2013.6.14-2013.6.29
外文翻譯
熟悉整理資料
畢業(yè)實習
撰寫開題報告及任務書
方案選擇及總體設計
繪制總圖
變幅機構設計及其圖紙繪制
臂架設計及其圖紙繪制
完成畢業(yè)設計小論文
準備論文及答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
系審查意見：
系主任簽字：
年 月 日
目錄
第一章 前言··················································································1
1.1塔式起重機概述············································································1
1.2塔式起重機的發(fā)展趨勢····································································3
第二章 總體設計············································································4
2.1 概述························································································4
2.2 總體設計方案的確定······································································5
2.2.1金屬結構·················································································5
2.2.2工作機構················································································25
2.3 總體設計原則············································································29
2.3.1 整機工作級別··········································································32
2.3.2 機構工作級別··········································································32
2.3.3 主要技術性能參數(shù)····································································32
2.4平衡臂與平衡重的計算···································································33
2.5起重特性曲線·············································································35
2.6塔機風力計算·············································································37
2.6.1工作工況Ⅰ············································································38
2.6.2工作工況Ⅱ·············································································42
2.6.3工作工況Ⅲ·············································································44
2.6.4非工作工況Ⅳ···········································································46
2.7整機的抗傾翻穩(wěn)定性·····································································48
2.7.1工作工況Ⅰ·············································································49
2.7.2工作工況Ⅱ·············································································50
2.7.3非工作工況Ⅲ···········································································51
2.7.4工作工況Ⅳ·············································································51
第三章 塔身的設計計算·································································52
3.1塔身的總體模型···········································································52
3.2 塔身的受力分析及驗算··································································53
3.2.1.塔身的受力分析·······································································53
3.2.2 塔身內(nèi)力計算及組合··································································56
3.2.3 塔身整體穩(wěn)定性和強度驗算··························································59
第四章 變幅機構的設計和計算························································71
4.1變幅機構的形式··········································································71
4.2 確定卷筒尺寸············································································71
4.2.1 卷筒名義直徑··········································································71
4.2.2 多層繞卷筒相關參數(shù)計算····························································72
4.3選擇電動機、減速器、制動器、聯(lián)軸器····················································72
4.3.1選擇電動機·············································································72
4.3.2 選擇減速器············································································73
4.3.3 變幅機構制動器的選擇·······························································74
4.3.4變幅機構聯(lián)軸器的選擇································································75
4.4. 驗算變幅速度···········································································77
4.5驗算起、制動時間驗算····································································77
4.6電動機發(fā)熱校驗···········································································79
4.7 校驗卷筒強度············································································80
第五章 變幅小車的設計·······························································80
5.1 變幅小車的形式··········································································80
5.2 變幅小車的設計··········································································81
5.2．1 繩索牽引式小車構造及其驅(qū)動方式················································81
5.2.2運行小車牽引力計算···································································82
5.2.3 牽引繩最大張力·······································································85
5.2.4 選擇牽引繩············································································86
5.2.5 牽引卷筒計算··········································································86
第六章 畢業(yè)設計小結····································································89
致謝····························································································90
參考書目·······················································································92
河北建筑工程學院
畢業(yè)設計計算書
指導教師： 張永清
設計題目：設計題目：QTZ125塔式起重機結構設計（63m吊臂） 設計人：范永田
設計項目
計算與說明
結果
塔式起重機概述
塔式起重機的發(fā)展趨勢
概述
總體設計方案的確定
變幅機構
的形式
卷筒尺寸的
確定
選擇電動機
選擇減速器
選擇制動器
選擇聯(lián)軸器
驗算變幅速
度
起動時間驗
算
發(fā)熱校核
校核卷筒強度
變幅小車的設計
第一章 前言
1.1 塔式起重機概述
隨著建筑行業(yè)的興起，城鎮(zhèn)人口的增多，高層建筑已經(jīng)成為了一個趨勢，來滿足人們的住房需求。然而，在建筑行業(yè)中，能同時完成垂直升降和水平移動的起重機械很多，但綜合其機動靈活性，起升高度，實用性等因素應用最廣泛的是塔式起重機。
塔式起重機（tower crane）簡稱塔機，亦稱塔吊，起源于西歐，是現(xiàn)代工業(yè)與民用高層建筑的主要施工機械之一。在高層建筑中其幅度利用率高達80﹪,與其它類型的起重機相比，塔式起重機的優(yōu)勢明顯，它有多種類別、形式、性能、大小等，它的突出特點是工作效率高、適用范圍廣、回轉半徑大、操作方便可靠等。故塔式起重機在建筑安裝工程中得到廣泛應用。但是塔機的技術有待于提高。塔機的研究正向著組合式發(fā)展。所謂的組合式，就是以塔身結構為核心，按結構和功能特點，將塔身分解成若干部分，并依據(jù)系列化和通用化要求，遵循模數(shù)制原理再將各部分劃分成若干模塊。根據(jù)參數(shù)要求，選用適當模塊分別組成具有不同技術性能特征的塔機，以滿足施工的具體需求。推行組合式的塔機有助于加快塔機產(chǎn)品開發(fā)進度，節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)費用，并能更好的為客戶服務。
據(jù)相關文獻記載，有關塔機的第一項專利早在1900年獲得批準，近代塔式起重機出現(xiàn)于1912-1914年。第一臺比較完整的近代塔式起重機出現(xiàn)于1923年。1930年德國已經(jīng)開始將塔式起重機批量生產(chǎn)并投入使用，并用于建筑施工。1941年，有關塔機的德國工業(yè)標準DIN8770公布。該標準規(guī)定以吊載(t)和幅度(m)的乘積(tm)一起以重力矩表示塔機的起重能力。
我國對塔機的研究生產(chǎn)已有近50年的歷史，經(jīng)歷了一個從繪制仿制到自行設計的發(fā)展過程。在不斷的摸索中，我國逐步掌握了塔機生產(chǎn)的生產(chǎn)技術。20世紀80年代改革開放以后，我國引進了許多先進技術，這極大的促進了我國塔機設計制造技術的進步，一些主要機種已達到或接近國外同類產(chǎn)品質(zhì)量水平。我國的塔式起重機從科研到加工生產(chǎn)方面取得了可喜的進步，但是在和國外先進塔式起重機的使用壽命，成本等方面還存在著一定的差距。我相信在今后的發(fā)展中差距會進一步縮小。
隨著高層建筑結構件的預制裝配化、工廠化等新工藝、新技術應用的不斷擴大。拿來與創(chuàng)新，我們要學習國外先進技術，并能夠創(chuàng)造出自己的品牌。在新產(chǎn)品開發(fā)上我們要學習國外塔機的一些特點：
⑴ 更多的廠家注重開發(fā)經(jīng)濟型城市塔機并擴展成系列。
⑵國外塔機新產(chǎn)品中，有一些新穎的輕、中型折疊式快速安裝塔機頗引人注目。
⑶根據(jù)一些國家城建當局的有關規(guī)定，為防止塔機臂架在狹窄的空間運行發(fā)生矛盾，避免吊臂相互碰撞以及碰到鄰近的建筑物，在城市高層建筑密集地區(qū)施工必須采用動臂式自升塔式起重機。
⑷在經(jīng)過較長時間研制之后，履帶式水平臂架塔機作為一種新產(chǎn)品正式問世。
⑸變頻調(diào)速系統(tǒng)在國外塔機新產(chǎn)品上得到推廣應用。
⑹高新技術開始在塔機上應用。
⑺無論上回轉或下回轉式塔機，都十分重視駕駛室的平面設計和空間處理。
本次設計的課題為QTZ125自升勢塔式起重機的設計，根據(jù)其分類特點采用上回轉式。
QTZ125型自升式塔式起重機，其吊臂長63米，最大起重量10噸，額定起重力矩125噸米。是一種結構合理、性能比較優(yōu)異的產(chǎn)品，比較目前國內(nèi)外同規(guī)格同類型的塔機具有更多的優(yōu)點，能滿足高層建筑施工的需要，可用于建筑材料和構件的調(diào)運和安裝，并能在市內(nèi)狹窄地區(qū)和丘陵地帶建筑施工。整機結構大，可滿足中大型施工隊的要求。
本機以基本高度（獨立式）47.3米。用戶需高層附著施工，只需提出另行訂貨要求，即可增加某些部件實現(xiàn)本機的最大設計高度200米，也就是附著高層施工可建高樓65層以上。
1.2塔式起重機的發(fā)展趨勢
根據(jù)國內(nèi)外一些技術資料的介紹，塔式起重機的發(fā)展趨勢具體歸納為以下幾個方面。
1、吊臂長度加長
在20世紀60年代初，吊臂長度超過40m的較少，70年代吊臂長度已能做到70m?？焖俨鹧b下回轉塔式起重機的吊臂長度可達到35m。自升式塔式起重機吊臂是可以接長的，標準臂長一般為30～40m，可以接長到50～60m。重型塔式起重機吊臂則更長。隨著塔式起重機設計水平的提高，可以解決由臂長加大帶來的一些技術問題，而低合金高強度鋼材及鋁合金的廣泛采用也為加長吊臂提供了非常有利的條件。
2、工作速度提高，且能調(diào)速
由于調(diào)速技術的進步，混輪組倍率的可變、雙速、三速電動機及直流電動機調(diào)速的應用，使塔式起重機工作速度逐漸提高。20世紀50年代生產(chǎn)的塔式起重機工作速度較低，起升速度一般只有20～30m/min，回轉速度為0.6～1r/min，變幅速度為30～40m/min，大車行走速度為10～40m/min，而近幾年來塔式起重機工作速度已有提高。起升機構普遍做到具有3～4種工作速度，重物起升速度超過100m/min者已經(jīng)很多，構件安裝就位速度可在0～10m/min范圍內(nèi)進行選擇，回轉速度一般可在0～1r/min之間進行調(diào)節(jié)，小車牽引和塔式起重機行走大多也有2～3種工作速度，小車牽引速度最快可達60m/min。
3、改善操縱條件
隨著塔式起重機向大型、大高度方向發(fā)展，操作人員的能見度越來越差。因此需要在吊臂端部或小車上安裝電視攝像機，在操作室利用電視進行操作。有的還采用了雙頻道的無線電遙控系統(tǒng)，不僅可由地面的操作人員控制吊裝，還可以根據(jù)事先編排的程序自動進行吊裝。
4、更多地采用組裝式結構
為了便于產(chǎn)品更新?lián)Q代，簡化設計制造、使用與管理，提高塔式起重機使用的經(jīng)濟效益，國外塔式起重機專業(yè)廠已做到產(chǎn)品系列化、部件模數(shù)化。以不同模數(shù)塔身、臂架標準節(jié)組合成變斷面塔身和臂架，這不僅能提高塔身、臂架的力學性能，減輕塔式起重機自重，而且可明顯減少使用單位塔架、臂架的儲備量，為降低成本、簡化管理創(chuàng)造了條件。
第二章 總體設計
2.1概述
塔式起重機是工業(yè)與民用建筑施工中，完成預制構件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設備。在高層建筑施工中其幅度利用率比其他類型起重機高。塔式起重機的起升高度、工作幅度和起重力矩都很大，這就要對其受力、穩(wěn)定性等進行考慮與計算。塔機的主要性能參數(shù)包括：起重量、起升高度、幅度、各機構工作速度、重量指標和起重力矩等。這些參數(shù)表明了起重機的工作性能和技術經(jīng)濟指標，它是設計塔式起重機的技術依據(jù)，也是生產(chǎn)中選擇塔式起重機技術性能的依據(jù)。
總體設計是機械設計整個過程中最關鍵的環(huán)節(jié)之一。它是使設計產(chǎn)品滿足技術參數(shù)及形式的總構想，決定了機械設計的成敗。在總體設計前，應先進行深入細致的調(diào)查研究，收集國內(nèi)外同類機型的相關資料，了解國內(nèi)外塔機的使用情況，并進行分析比較，然后制定總的設計方案。設計原則應當在保證所設計的機型達到國家有關標準的同時，力求結構合理，技術先進，積極性好，工藝簡單，工作可靠。
2.2總體設計方案的確定
QTZ125型塔式起重機是上回轉、水平臂架、液壓自升式的結構形式，由金屬結構、工作機構和驅(qū)動控制系統(tǒng)三部分組成。在進行總體設計時，要綜合考慮塔機的強度、剛度、穩(wěn)定性、各種工況下的外載荷以及塔機的經(jīng)濟性，從而選出合理的設計方案。
2.2.1 金屬結構
塔式起重機金屬結構部分由塔身，塔頭或塔帽，起重臂架，平衡臂架，回轉支撐架等主要部件組成。對于特殊的塔式起重機，由于構造上的差異，個別部件也會有所增減。
金屬結構是塔式起重機的骨架，承受塔機的自重載荷及工作時的各種外載荷，是塔式起重機的重要組成部分，其重量通常約占整機重量的一半以上，因此金屬結構設計合理與否對減輕起重機自重，提高起重性能，節(jié)約鋼材以及提高起重機的可靠性等都有重要意義。
1.基礎
高層建筑施工用的附著式塔式起重機都采用小車變幅的水平臂架，幅度大部分在五十米以上，無須移動作業(yè)即可覆蓋整個施工范圍，因此多采用鋼筋混凝土基礎。
鋼筋混凝土基礎有多種形式可供選用。對于有底架的固定自升式塔式起重機，可視工程地質(zhì)條件，周圍環(huán)境以及施工現(xiàn)場情況選用X形整體基礎，四個條塊分隔式基礎或者四個獨立塊體式基礎。對于無底架的自升式塔式起重機則采用整體式方塊基礎。
X形整體基礎的形狀及平面尺寸大致與塔式起重機X形底架相似。塔式起重機的X形底架通過預埋地腳螺栓固定在混凝土基礎上，此種形式多用于輕型自升式塔式起重機，如圖2-1所示。
圖2-1 X形整體基礎
長條形基礎由兩條或四條并列平行的鋼筋混凝土底梁組成，其功能猶如兩條鋼筋混凝土的鋼軌軌道基礎，分別支承底架的四個支座和由底架支座傳來的上部荷載。如果塔機安裝在混凝土砌塊人行道上，或是安裝在原有混凝土地面上，均可采用這種鋼筋混凝土基礎，如圖2-2所示。
固定式塔式起重機，可靠的地基基礎是保證塔機安全使用的必備條件。該基礎應根據(jù)不同地質(zhì)情況，嚴格按照規(guī)定制作。除在堅硬巖石地段可采用錨樁地基（分塊基礎）外，一般情況下均采用整體鋼筋混凝土基礎。對基礎的基本要求有：基礎的土質(zhì)應堅固牢實，要求承載能力大于0.15Mpa；混凝土基礎的深度﹥1100毫米，總混凝土方量約16.3立方米，基礎重量約39噸；混凝土基礎的承受壓力不小于8MPa；混凝土基礎應根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況加工作層或多層鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距約為250毫米；混凝土基礎表面應校水平，不平度小于1/500；混凝土基礎表面設置排水溝。將底架拼裝組合，對準20顆預埋地腳螺栓，將其放置在混凝土基礎上，注意墊平墊實，并校平底架上平面，要求不平度小于或等于1/1000，擰緊20顆地腳螺栓。調(diào)水平度時用楔形調(diào)整塊及薄鐵板等。
圖2-2 長條形基礎
圖2-3 分塊式基礎
圖2-5 塔機設計基礎
2.底架結構
底架由工字鋼焊接成整體框架結構。在四角輻射狀安裝有四條可拆支腿，該支腿由工字鋼焊接成，運輸時拆除支腿，以減小運輸尺寸。底架上有20個預埋地腳螺栓，規(guī)格M48。底架外輪廓尺寸約為6000X6000，高350。
3.塔身結構
塔身結構也稱塔架，是塔機結構的主體，有轉與不轉之別；并有內(nèi)塔與外塔之分。塔身結構斷面分為圓形斷面、三角形斷面及方形斷面三類?，F(xiàn)今國內(nèi)外生產(chǎn)的塔機均采用方形斷面塔身結構。按塔身結構主弦桿材料的不同，這類方形斷面塔架可分為：角鋼焊接格桁結構塔身，主弦桿為角鋼輔以加強筋的矩形斷面格桁結構；角鋼拼焊方鋼管格桁結構塔身及無縫鋼管焊接格桁結構塔身。
常用的斷面尺寸有：1.3m×1.3m，1.4m×1.4m，1.5m×1.5m，1.6m×1.6m，1.7m×1.7m，1.8m×1.8m，2.0m×2.0m。根據(jù)承載能力的不同，同一種截面尺寸，其主弦桿又有兩種不同截面之分。主弦桿截面較大的標準節(jié)用于下部塔身，主弦桿截面較小的標準節(jié)則用于上部塔身。
圖2-6 塔身標準節(jié)示意圖
⑴塔身標準節(jié)
塔身標準節(jié)的長度有2.5m，3m，3.33m，4.5m，5m，6m，
10m等多種規(guī)格，常用的尺寸是2.5m和3m。本次設計采用格桁架結構塔身，其中塔身截面尺寸采用1.8m×1.8m，標準節(jié)的長度為2.5m。如圖2-6所示：
塔身標準節(jié)用無縫鋼管焊接而成，節(jié)高2500mm。在標準節(jié)下部管口處車有定位止口，而另一端則焊有定位凸臺，靠相應的接合面定位。上下端各用8個M54的40Cr螺栓聯(lián)結。各標準節(jié)均設有供人上下的爬梯，每三個標準節(jié)設置一個休息臺。
塔身標準節(jié)的聯(lián)接方式有：蓋板螺栓聯(lián)接，套柱螺栓聯(lián)接，承插銷軸聯(lián)接和瓦套法蘭聯(lián)接。本次設計的QTZ125塔機采用套柱螺栓聯(lián)接，其特點是：套柱采用企口定位，螺栓受拉，用低合金結構鋼制作。適用于方鋼管和角鋼主弦桿塔身標準節(jié)的聯(lián)接，加工工藝要求比較復雜，但安裝速度比較快。
⑵塔身結構設計要領
1)多層建筑施工用快速安裝塔機可根據(jù)起升高度和運輸條件分別采用整體式塔身、伸縮式塔身或折疊式塔身。
輕、中型自升塔機和內(nèi)爬式塔機宜采用整體式塔身標準節(jié)。附著式自升式塔機和起升高度大的軌道式以及獨立式自升塔機宜采用拼裝式塔身標準節(jié)。
拼裝式塔機塔身標準節(jié)的加工精度要求比較高，制作難度較大，零件多和拼裝麻煩。但拼裝式塔身標準節(jié)的優(yōu)越性更不容忽視：一是堆放儲存占地小，二是裝卸容易，三是運輸費用便宜，特別是長途陸運和運洋海運，由于利用集裝箱裝運，其抗銹蝕和節(jié)約運費的效果極為顯著。
QTZ125型塔式起重機為大型自升塔機，綜合以上特點，其塔身結構選用整體式塔身標準節(jié)。
2) 為減輕塔身的自重，充分發(fā)揮鋼材的承載能力，并適應發(fā)展組合制式塔機的需要，對于達到40m起升高度的塔機塔身宜采用兩種不同規(guī)格的塔身標準節(jié)，而起升高度達到60m的塔機塔身宜采用3種不同規(guī)格的塔身標準節(jié)。除伸縮式塔身結構和中央頂升式自升塔機的內(nèi)塔外，塔身結構上、下的外形尺寸均保持不變，但下部塔身結構的主弦桿截面則須予以加大。
3)塔身的主弦桿可以是角鋼、角鋼拼焊方鋼管、無縫鋼管式實心圓鋼，取決于塔身的起重能力、供貨條件、經(jīng)濟效益以及開發(fā)系列產(chǎn)品的規(guī)劃和需要。
4)塔身節(jié)內(nèi)必須設置爬梯，以便司機及機工可以上下。在設計塔身標準節(jié)，特別是在設計拼裝式塔身標準節(jié)時，要處理好爬梯與塔身的關系，以保證使用安全及安裝便利。
爬梯寬度不宜小于500mm，梯級間距應上下相等，并應不大于300mm。當爬梯高度大于5m時，應從高2m處開始裝設直徑為650~800mm的安全護圈，相鄰兩護圈間距為500mm。安全護圈之間用3根均布的豎向系條相聯(lián)。安全護圈應能承受來自任何方向的10kN的沖擊力而不折斷。當爬梯高度超過10m時，爬梯應分段轉接，在轉接處加一休息平臺。
休息平臺應能承受相當于3000N的移動集中載荷。休息平臺鋪板可用防滑花紋鋼板或穿孔板、拉網(wǎng)板制成。休息平臺必須設置牢固的護欄，護欄立柱高度應不小于1000mm，立柱間距不宜過大，立柱間應設置水平欄桿，第一道水平欄桿距離鋪板高度宜為450mm，立柱底部應設有高度不小于70mm的擋腳板。護欄任何一處應能承受1kN來自任何方向的載荷而不破壞。
⑶塔身接高問題
在遇到塔身需要接高問題時，應按下述兩種不同情況分別處理：
1)在額定最大自由高度范圍內(nèi)，根據(jù)工程對象需要，增加塔身標準節(jié)，使低塔機變?yōu)楦咚C。
2)根據(jù)施工需要，增加塔身標準節(jié)，使塔身高度略超越固定式塔機的規(guī)定最大自由高度。
在進行具體接高操作之前，還應制定相關的安全操作規(guī)程，以保證拆裝作業(yè)的安全順利進行。
4.套架與液壓頂升機構
⑴爬升架
爬升架主要由套架，平臺，液壓頂升裝置及標準節(jié)引進裝置等組成。套架是套在塔身標準節(jié)外部。套架用無縫鋼管焊接而成，節(jié)高4.94米，截面尺寸2.8×2.8米。外側設有平臺和套架爬升導向裝置—爬升滾輪。在套架內(nèi)側的下方，還設有支承套架的支塊，當套架上升到規(guī)定位置時，需將此支塊連同套架支托于塔身標準節(jié)的踏塊上。
為便于頂升安裝的安全需要特設有工作平臺，爬升架內(nèi)側沿塔身主弦桿安裝8個滾輪，支撐在塔身主弦桿外側，在爬升架的橫梁上，焊上兩塊耳板與液壓系統(tǒng)油缸鉸接承受油缸的頂升載荷，爬升架下部有兩個杠桿原理操縱的擺動爪，在液壓缸回收活塞以及引進標準節(jié)等過程中作為爬升架承托上部結構重量之用。
⑵頂升機構
頂升機構主要由頂升套架、頂升作業(yè)平臺和液壓頂升裝置組成，用于完成塔身的頂升加節(jié)接高工作。
⑶套架
上回轉自升塔機要有頂升套架。整體標準節(jié)用外套架。外套架就是套架本體套在塔身的外部。套架本身就是一個空間桁架結構。套架用無縫鋼管焊接而成，節(jié)高4940，截面尺寸2800×2800，外側設有平臺和套架爬升導向裝置—爬升滾輪。在套架內(nèi)側的下方，還設有支承套架的支塊，當套架上升到規(guī)定位置時，需將此支塊連同套架支托于塔身標準節(jié)的踏塊上。套架由框架，平臺，欄桿，支承踏步塊等組成。安裝套架時，大窗口應與標準節(jié)焊有踏塊的方向相反。套架的上端用螺栓與回轉下支座的外伸腿相連接，其前方的上半部沒有焊腹桿，而是引入門框，因此其弦必須作特殊的加強，以防止側向局部失穩(wěn)。門框內(nèi)裝有兩根引入導軌，以便與標準節(jié)的引入。
⑷液壓頂升
1)按頂升接高方式的不同，液壓頂升分為上頂升加節(jié)接高、中頂升加節(jié)接高和下頂升加節(jié)接高三種形式。上頂升加節(jié)接高的工藝是由上向下插入標準節(jié)，多用于俯仰變幅的動臂自升式塔式起重機。下頂升加節(jié)接高的優(yōu)點：人員在下部操作，安全方便。缺點是：頂升重量大，頂升時錨固裝置必須松開。中頂升加節(jié)接高的工藝是由塔身一側引入標準節(jié)，可適用于不同形式的臂架，內(nèi)爬，外附均可，而且頂升時無需松開錨固裝置，應用面比較廣。
本次設計的QTZ125塔式起重機采用上頂升加節(jié)接高。
2)按頂升機構的傳動方式不同，可分為繩輪頂升機構、輪頂升機構、條頂升機構、絲杠頂升機構和液壓頂升機構等五種。繩輪頂升機構的特點是構造簡單，但不平穩(wěn)。鏈輪頂升機構與繩輪頂升機構相類似，采用較少。齒條頂升機構在每節(jié)外塔架內(nèi)側均裝有齒條，內(nèi)塔架外側底部安裝齒輪。齒輪在齒條上滾動，內(nèi)塔架隨之爬升或下降。絲杠爬升機構的絲杠裝在內(nèi)塔架中軸線處，或裝在塔身的側面內(nèi)外塔架的空隙里。通過絲杠正、反轉，完成頂升過程。
本次設計的QTZ125塔式起重機采用液壓頂升機構。液壓頂升機構由電動機驅(qū)動齒輪油泵，液壓油經(jīng)手動換向閥、平衡閥進入液壓缸，使液壓缸伸縮，實現(xiàn)塔機上部的爬升和拆卸。其主要優(yōu)點是構造簡單、工作可靠、平穩(wěn)、安全、操作方便、爬升速度快。本機構另有一套手動操作的爬升吊裝裝置與頂升液壓系統(tǒng)配合工作。初步設計液壓頂升系統(tǒng)草圖如圖2-7所示
圖2-7 液壓頂升系統(tǒng)
1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-齒輪泵 4-濾油器
5-溢流閥 6-壓力表開關 7-壓力表 8-手動換向閥
9-油缸 10-平衡閥
3)頂升液壓缸的布置：頂升接高方式又可分為中央頂升和側頂升兩種。所謂中央頂升，是指揮頂升液壓缸布置在塔身的中央，并設上，下橫梁各一個。液壓缸上端固定在橫梁鉸點處。頂升時，活塞桿外伸，通過下橫梁支在下部塔身的托座或相應的腹桿節(jié)點上。液壓缸的大腔在上，小腔在下壓力油不斷注入液壓缸大腔，小腔中液壓油則回入油箱，從而使液壓缸將塔式起重機的上部頂起。所謂側頂升式，是將頂升液壓油缸設在套架的后側。頂升時，壓力油不斷泵入油缸大腔，小腔里的液壓油則回流入油箱?；钊麠U外伸，通過頂升橫梁支撐在焊接于塔身主弦桿上的專用踏步塊間距視活塞有效行程而定。一般取1-1.5m。由于液壓缸上端鉸接在頂升套架橫梁上，故能隨著液壓缸活塞桿的漸漸外伸而將塔機上部頂起來。側頂式的主要優(yōu)點是：塔身標準節(jié)長度可適當加大，液壓缸行程可以相應縮短，加工制造比較方便，成本亦低廉一些。本次設計的QTZ125塔式起重機采用中央頂式。
5.回轉支承裝置
回轉支承簡稱轉盤，是塔式起重機的重要部件，由齒圈、座圈、滾動體、隔離快、連接螺栓及密封條等組成。按滾動體的不同，回轉支承可分為兩大類：一是球式回轉支承，另一類是滾柱式回轉支承。
⑴柱式回轉支承
柱式回轉支承又可分為轉柱式和定柱式兩類。定柱式回轉支承結構簡單，制造方便，起重回轉部分轉動慣量小，自重和驅(qū)動功率小，能使起重機重心降低。轉柱式結構簡單，制造方便，適用于起升高度和工作幅度以及起重量較大的塔機。
⑵滾動軸承式回轉支承
滾動軸承式回轉支承裝置按滾動體形狀和排列方式可分為：單排四點角接觸球式回轉支承、雙排球式回轉支承、單排交叉滾柱式回轉支承、三排滾柱式回轉支承。滾動軸承式回轉支承裝置結構緊湊，可同時承受垂直力、水平力和傾覆力矩是目前應用最廣的回轉支承裝置。為保證軸承裝置正常工作，對固定軸承座圈的機架要求有足夠的剛度。滾動軸承式回轉支承，回轉部分固定，在大軸承的回轉座圈上，而大軸承的的固定座圈則與塔身（底架或門座）的頂面相固結。
設計選用球式回轉支承，其優(yōu)點是：剛性好，變形比較小，對承座結構要求較低。鋼球為純滾動，摩擦阻力小，功率損失小。
根據(jù)構造不同和滾動體使用數(shù)量的多少，回轉支承又分為單排四點接觸球式回轉支承、雙排球式回轉支承、單排交叉滾柱式回轉支承和三排滾柱式回轉支承。
設計采用單排四點接觸球式回轉支承，它是由一個座圈和齒圈組成，結構緊湊，重量輕，鋼球與圓弧滾道四點接觸，能同時承受軸向力、徑向力和傾翻力矩?；?/div>
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