论文总字数：20180字

摘 要

本文介绍了建筑工业化在全球的发展趋势以及我国我省建筑工业化的发展目标，阐述了快装塔机在国内外的发展状况，了解了快装塔机的各种应用状况。为三节臂快装塔机的起升机构、立塔升塔机构、小车变幅机构和折臂机构的滑轮组系统进行了设计，并对其功能和功能的实现进行了详细的说明。研究了快装塔机静力稳定性，对与静力稳定性关系极大的平衡重确定方法进行了深刻的研究，并用有限元方法对确定方法进行验证，对静力稳定性进行仿真分析。对快装塔机的动力特性也进行了分析研究，针对小车变幅过程进行了移动载荷瞬态动力学分析；应用欧拉—伯努利梁理论对快装塔机的固有频率进行了计算分析，再用有限元软件进行谐响应分析，二者比较得出塔机在垂直于臂架水平方向上的固有频率和振型。

关键词：快装塔机 提升机构 有限元分析

The overall design of fast loading tower crane

Abstract

This paper introduces the construction and the development trend of industrialization in the global development goals of our province construction industrialization in our country. It expounds the fast speed development status at home and abroad, to understand the various application of fast loading of tower. For three arm fast loading of tower crane hoisting mechanism, set up towers mechanism, luffing mechanism of the car and folding boom block and tackle system is designed, and its function and the realization of the function has carried on the detailed instructions. For fast loading speed static stability is studied, and the relationship between the static stability of great balance weight determination method has carried on the deep research, by using the finite element method for determining methods for validation, simulation analysis was carried out on the static stability. The dynamic characteristics of fast loading of tower is also analysed and studied, with the moving load of car horns process in transient dynamics analysis; The euler - Bernoulli beam theory on the natural frequency of the fast loading of tower calculation analysis, harmonic response analysis with finite element software, compared the two tower crane in the plane perpendicular to the arm horizontal natural frequency and vibration mode.

Key words: fast loading；tower crane；hoisting mechanism； element analysis

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 IV

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2快装塔机的发展状况 2

1.3 快装塔机平衡重确定方法研究 2

1.4课题研究的主要内容 4

第二章 快装塔机滑轮系统设计 5

2.1起升滑轮系统设计 6

2.2立塔升塔滑轮系统设计 7

2.3变幅滑轮系统设计 8

2.4折臂滑轮系统设计 9

第三章 起升机构设计与校核 10

3.1 主要性能参数 10

3.2钢丝绳的选择 10

3.3.1.钢丝绳的最大拉力 10

3.3.2．钢丝绳的选择 10

3.3 卷筒设计 11

3.4电动机设计 13

3.4.1 电动机功率的确定 13

3.4.2电动机过载校验 13

3.4.3 电动机发热校核 14

3.4.4 起制动校核 15

3.5减速器的选择 15

3.6本章小结 16

第四章 快装塔机静力稳定性分析 17

4.1平衡重计算方法 17

4.2快转塔机受力理论分析 18

4.3有限元建模与分析 20

4.3.1有限元分析前处理 20

4.3.2施加约束和载荷 21

4.3.3查看后处理结果 21

4.4两种分析结果的比较 23

4.5本章小结 24

第五章 快装塔机动力特性分析 25

5.1移动载荷瞬态分析 25

5.2快装塔机谐响应分析 30

5.2.1基于欧拉—伯努利梁理论的固有频率计算 30

5.2.2 ANSYS有限元分析 32

5.3本章小结 33

第六章 总结与展望 35

6.1总结 35

6.2展望 35

参考文献 36

致 谢 38

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

建筑工业化是指以工业化生产方法改造传统建筑业，使之实现从低端手工业生产向社会化大生产的升华。它可以改善工地施工环境，减少建筑垃圾，节约建筑成本。建筑界都在积极提倡绿色施工，建筑工业化正是实现绿色施工的重要途径之一。

建筑工业化发展至今已有五十多年的历史，但在中国的发展成效少之甚少，可以说的相当缓慢。由于人口众多的原因我国属于劳动密集型国家，建筑工业化的优势会带来更多的失业率。因为建筑工业化可以大大提高建筑生产率且生产方式更机械化，这就会导致曾经一直从事建筑行业的工人不得不面临下岗的困境，所以过去几十年建筑工业化在我国的发展并不是很乐观。但是在我国某些发达地区已经出现了近百年未见的“用工荒”^[1]，而且还导致了工人劳动酬劳的增长等问题。我国建筑业已经失去了曾经引以为傲的低廉劳务的优势，提高生产效率已经成为整个建筑业不可避免的紧迫任务，建筑工业化刚好可以适应现在的发展趋势。国家相关文件规定：到2020年全国将会有超过30%的建筑采用建筑工业化的生产方式来修筑；而在江苏省届时这个比例将会达到50%。可见国家和地方政府都已经认识到现在社会面临的劳动力不足的问题，都将发展建筑工业化作为今后几年的重要任务。

建筑工业化是建筑业发展的潮流，致使建筑施工周期大幅度缩短，普通的塔式起重机安装和拆卸复杂，需要人员和辅助设备较多且用时较长（8—14天），严重影响着施工效率。^[2]快装折叠塔式起重机是一种新型超轻型下回转塔机，它采用较柔软型的钢丝绳组成多层系统环绕折叠机架，利用遥控器远程操控卷扬系统转动，达到收缩、放松钢丝绳的目的，即可实现塔身和臂节的架设和折叠，不需要其它专用起重设备。与相同起吊能力的塔式起重机比较，重量减少1000～1500千克，节约将近一半的功率。安装架设过程只需单人在1—2小时内即可完成。传统塔式起重机与快装折叠塔式起重机优劣对比如表1-1所示。可采用挂车整体托运，外形尺寸小，高度及宽度限制符合道路运输规定。可将臂架整体仰起30度角，扩大了起重机的使用高度，扩大了使用范围，因此能满足底层居民住宅、学校及办公楼等民用和工业厂房的施工要求。该亦可将臂节局部（二三臂节）仰起45度角，完成特殊要求下的吊装作业；设有司机室与无线远距离控制盒两套控制系统。

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