工程机械设计基础大作业

塔式起重机塔身及回转支承力学分析

一、任务

如图1所示为某塔式起重机的结构简图，起重量为G；幅度为R；节间高度为1500mm；节间数为m；回转支承滚道直径D0=1000mm，回转支承连接螺栓在直径Du=1500mm上分布；回转速度5r/min；回转支承为单排球式，接触角为450；小齿轮位置与吊臂轴线的夹角=450，；最大风速28.6m/s；忽略塔帽风载；并设回转支承的螺栓z=24。求：（1）回转功率（8分）；（2）回转支承当量力（12分）；（3）回转支承螺栓所受最大轴向力（5分）；（4）塔身A点所受的轴向力，并绘出其作用力曲线（5分）。

表1 大作业的参数分配表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 姓名 何华东 白晓琳 王振宁 贾林 王雪 于洋 张赫 贾传宝 赵蕴鹏 张乃龙 范博智 崔金生 宫宗福 王聪 吾雪飞 陈俊容 徐强 丁兴波 刘如意 宁仲 张卓贤 党东显 张小强 周超超 李广安 顾丝丝 R（mm） G（t） 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8000 8000 8000 1000 1000 1000 1000 1500 1500 1500 1500 2000 2000 2000 2000 1000 1000 1000 1000 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2000 2000 2000 m 8 9 10 11 8 9 10 11 8 9 10 11 8 9 10 11 8 9 10 11 8 9 10 11 8 9 10 备注 W2P2hHG1P1 W1hpG3回转支承塔帽弦杆：φ=10810塔身弦杆：φ=10810塔身腹杆：φ=5710吊臂弦杆：φ=10吊臂腹杆：φ=5410配重迎风面积：按1吨1弹性模型：计算塔身展开图吊臂展开图

二、 分析步骤提示

1. 载荷分析

（1）自重载荷计算

根据所给的数据对吊臂自重、塔身自重和配重进行计算。 （2）风载计算

根据《塔式起重机设计规范》计算塔身的风压和吊臂风载； 吊重风载按迎风面积为1m2计算。

2．回转支承的基本载荷

计算公式

FakPQGbG1G3 k=0.55（1+2） MkPQRGblbG1l1G3l3P1hW1hW2hw FrW1W2P1Prcos FrW1W2P2Msw1Dtancos Msw未知，不能计算 0式中 Fa、M和Fr——分别是轴向等效力、等效力矩和径向等效力。Msw——回转力矩

其他符号见图1。

3．回转支承滚道总压力

计算公式

NNgmNh 式中 N2.828keMgm——由M和Fa引起的回转支承的压力，NgmD 0 Nh——为由Fr引起的回转支承的压力，NhkHFr，kH1.82 故有

NN2.828keMgmNhD1.82Fr Fr未知，还不能计算 04. 回转阻力矩

MswMfMSMWMPMQ 1）2）3）4）5）6）7）（ （

（

（

（

（ （

式中 Msw——回转阻力矩；

Mf——回转装置摩擦阻力矩；

MS——回转平台倾斜引起的阻力矩；

MW——风压引起的阻力矩（自己推导，并计算）；

MP——惯性引起的阻力矩，本题不计其他零件惯性力； MQ——吊重偏摆引起的阻力矩

Mf(1.5-1.7)ND0 2

N未知，不能计算 （8）

MS(0.01750.017)PQR （9）

nGbR2G1l12MP t4～10s （10） 9.55t3g3gMQ0.PQRsin(0.250.3)2 （11）

由式（4）、式（6）～（8）得

（12）

Msw(1.5-1.7)1.4keM0.91W1W2P1D0MSMWMPMQ11.821.51.7tancos

把Msw代入式（4）得Fr；把Fr代入式（6）得N；把N代入式（8）得Mf。

5. 回转支承当量力计算

参考教材P103

6. 螺栓最大轴向力 计算公式

Pmax4MFa （13） Duzz7. 回转支承功率计算

计算公式： NTMswn （14） 9550