摘要：塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，本机性能先进，结构合理，操作使用安全可靠。其主要特点是起重高度大，工作幅度宽。通过对塔机的设计计算我对塔式起重机有了更深入的研究，随着国家基础设施建设的迅速发展，塔式起重机的重要性更进一步的体现出来，所以我们必须更加深入的研究塔式起重机。
关键词：塔式起重机 机构 平衡 回转
塔式起重机金属结构部分由：塔身，塔头或塔帽，起重臂架，平衡臂架，回转支撑架等主要部件组成．对于特殊的塔式起重机，由于构造上的差异个别部件也会有所增减．金属结构是塔式起重机的骨架，它承受着起重机自重以及作业时的各种外载荷，是塔式起重机的主要组成部分．其重量通常占整机重量的一半以上。
本次设计采用X形整体钢筋混凝土基础．这种形式适用于有底架固定式自升塔式起重机．它的形状与平面尺寸大致与塔式起重机X形底架相似塔式起重机的X形底架通过预埋地脚螺栓固定在混凝土基础上。这种基础不仅起着承上启下的作用将塔机的荷载传给地基，同时发挥部分压重作用，保证塔机的稳定性。
混凝土外轮廓尺寸约为5000×5000×1500mm（长×宽×高），密度为2.4t／m3，总重为90t。基础表面平整。
1．底架结构
塔机底架结构水塔身的结构特点及爬升方式而异。
小车变幅水平臂架自升塔机采用的底架结构可分为：十字行底架，带撑杆的十字行底架，带撑杆的井字行底架，带撑杆的水平框架式杆件拼装底架，和塔身偏置式底架。
本设计采用十字型底架，由一根通长的纵梁和铰装在纵梁中部的两根活动短梁组成，这种底架可直接固定在混凝土基础之上。
优点：无需特殊的预埋地脚螺栓，通过调整活动短梁的张开角度可分别构成3.4×3.4，4×4，以及5×5的底架，混凝土基础块可根据施工底盘特点采用方行混凝土墩变成长方形混凝土墩。
基础节位于十字底梁中心位置，有四根撑杆为两端焊有连接耳板的无缝钢管，上下连接耳板用销轴分别与底节和十字底梁四角的耳板连接，撑杆可使危险截面上移。
2．塔身结构
塔式起重机的塔身是塔机结构的主体，支撑着塔机上部的重量和载荷的重量。从结构形式可分为空间桁架结构和薄壁圆筒结构。按受力特点分为以承受轴向力为主的旋转塔身和受压，弯，扭转作用的不旋转塔身。
上回转塔机的塔身固定不旋转，但可以顶升接高。通常由多个标准节组成。标准节，就是一段上，宽，高都统一的塔身。这样便于用工装制作，具有互换性．标准节的长度有2.5m、3m等多种规格。它主要由四根主弦杆，三个水平框架，其间有斜腹杆，上下有连接套等组成一空间结构。
主弦杆要承受压力和拉力，其合成力矩来平衡起重力矩和附加力矩；水平腹杆和斜腹杆用于传递扭矩和水平剪力；连接螺栓传递各节之间的拉力。上回转塔机的塔身以受弯为主，受压为辅，这是其突出的结构特点。因此塔身必须结实，有足够的强度，刚度和局部失稳的储备。
2．1塔身结构断面形式
塔身结构断面分为圆形断面、三角形断面及方形断面三类。
现今国内外生产的塔机均采用方形断面塔身结构，本设计的塔机亦是方形断面。这类方形断面分为：角钢焊接格桁结构塔身，主弦杆为角钢铺以加强筋的矩形的断面格桁结构；角钢拼接方钢管格桁结构塔身及无缝钢管焊接格桁结构塔身。本次设计采用角钢拼接方钢管格桁结构塔身。其中1.6m×1.6m为本次设计的塔身截面尺寸。
根据承载能力的不同，同一种截面尺寸其主弦杆又有两种不同截面之分。主弦杆截面加大的标准节用于下部塔身，主弦杆截面较小的标准节则用于上部塔身。常用的尺寸是2.5m和3m。
2．2塔身结构腹杆
塔身结构腹杆采用角钢或无缝钢管制成,腹杆可焊装于角钢主弦杆内侧或外侧。斜腹杆和水平腹杆可采用同一规格,腹杆有多种布置方式,有三角形，Ｋ字型等多种布置形式．腹杆体系的不同会影响塔身的扭转刚度和弹性稳定性．本次设计主弦杆采用方钢管，其原因如下：对角线撑杆，水平腹杆，斜腹杆以及连接套都要与主弦杆相连，方钢管的接触面积大，安全性较大，连接套的焊缝等不易开缝．腹杆采用Ｋ字型布置。优点是：避免将斜腹杆与对角线撑杆，水平腹杆，连接套同时连接在主弦杆上，致使结构性变差．采用Ｋ字型布置后斜腹杆与中间的水平腹杆连接主弦杆的Ａ位置处，结构性较好。滑梯置于起重机结构内部，与水平面呈90°角，故为直梯。直立梯两撑杆间宽度不小于300mm；梯级间隔为250―300mm；踏杆直径不小于16mm。
2．3塔身标准节的联接
塔身标准节的联接方式有：盖板螺栓联接、套柱螺栓连接、承插销轴联接、插板销轴联接和瓦套法兰盘联接。
3.套架及顶升机构
3．1套架
套架本身就是一个空间桁架结构。套架有框架，平台，栏杆。支承踏块组成等组成。安装套架时，大窗口应与标准节焊有踏块的方向相反。套架的上端用螺栓与回转下支座的外伸腿相连接，其前方的上半部没有焊腹杆，而是引入门框，因此其弦必须作特殊的加强，以防止侧向局部失稳。
3．2 顶升机构
1）顶升接高方式的不同，可分为上顶升加节接高、中顶升加节接高和下顶升加节接高和下顶升接高三种形式。
2）顶升机构的传动方式不同，可分为绳轮顶升机构、轮顶升机构、条顶升机构、丝杠顶升机构和液压顶升机构等五种。
3）顶升液压缸的布置，顶升接高方式又可分为中央顶升和侧顶升两种。
4. 回转支撑装置
4.1 柱式回转支撑又有定柱式和转动式两类
4.2 滚动轴承式回转支撑回转部分固定，在大轴承的回转座圈上，而大轴承的固定座圈则于塔身（底架或门座）的顶面相固结。
平衡臂选用角钢组焊而成的平面桁架，臂长12。076米。分为前后两节。
自升塔机塔身向上延伸的顶端是塔顶。
自升塔机的塔顶有直立截锥柱式，前倾或后倾截锥柱式，人字架式及斜撑架式等形式。
5.司机室
悬挂式司机室，设于转台之上臂根一侧。在塔机转场运输中，司机室可单独装车运输，不受刚结构搬运作业的影响，方便，经济，并且不易损坏，在性能指标上能较好的满足使用要求。
司机室的使用要求：塔式司机室应能为司机提供一个较舒适的工作空间，不受风雨及沙尘的袭击及捆扰，有良好通风及隔声构造，保证满足劳动卫生要求。
参考文献：
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