【摘要】：隨著城市建筑樓群密集度加大,超高層鋼結(jié)構(gòu)工程增多,以及群塔作業(yè)施工等多種因素,大型動臂變幅塔機的使用越來越多。由于受到起升機構(gòu)容繩量的限制,大中型動臂變幅塔機的吊鉤裝置一般采用1-2倍率變換,而涉及到奇偶倍率變換,在結(jié)構(gòu)上難以實現(xiàn)半自動化或自動化,因此研究和開發(fā)奇偶倍率半自動變換或自動變換的吊鉤裝置對起重運輸行業(yè)具有很大的工程實用價值。 本文以奇偶倍率半自動變換吊鉤裝置的設(shè)計與研究為目標(biāo),在總結(jié)塔機變倍率相關(guān)知識和分析塔機變倍率裝置研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對該裝置進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動分析、靜力分析、穩(wěn)定性分析及動力學(xué)分析等多方面機械性能的研究,并取得了如下創(chuàng)新性成果: 1、首次對塔機變倍率的相關(guān)知識及塔機變倍率裝置的研究現(xiàn)狀進行了歸納總結(jié),給出了塔機吊鉤裝置倍率的定義,并描述了倍率的計算公式。 2、完成了奇偶倍率半自動變換吊鉤裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計,首次在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了奇偶倍率半自動變換。 3、分析了吊鉤裝置在塔機不同工況下的運動軌跡;繪制了二倍率狀態(tài)下吊鉤裝置在臂架端部附近隨鋼絲繩上升量的變化曲線,為變倍率時的速度控制和起升就位問題提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)資料;重點研究了該吊鉤裝置變倍率的運動過程,繪制了運動曲線,證明了吊鉤變倍率機構(gòu)的合理性和可行性。 4、應(yīng)用彈性平面力學(xué)理論分析了吊鉤裝置所受的平面力問題,對內(nèi)側(cè)板進行了有限元分析,繪制了變形圖和應(yīng)力分布圖;根據(jù)內(nèi)側(cè)板組件的特殊受力方式,應(yīng)用薄板穩(wěn)定性理論對其進行了彈性屈曲分析,建立了板—梁式結(jié)構(gòu)的有限元模型,得到了屈曲臨界載荷和相應(yīng)的屈曲模態(tài)。 5、完成了內(nèi)側(cè)板組件的模態(tài)分析,建立了系統(tǒng)動力學(xué)模型,得到了內(nèi)側(cè)板組件的固有頻率和振型;完成了內(nèi)側(cè)板組件的瞬態(tài)動力響應(yīng)分析,繪制了內(nèi)側(cè)板受力面節(jié)點隨動載荷變化的軌跡曲線,形象、直觀地反映了內(nèi)側(cè)板受力面隨瞬態(tài)載荷變化的規(guī)律。 本課題是針對動臂變幅塔機D800/50而研發(fā)的奇偶倍率吊鉤裝置,但該吊鉤裝置的結(jié)構(gòu)及變倍率原理完全可應(yīng)用于其它起重機,具有很大的實用價值。理論研究成果為奇偶倍率吊鉤裝置的深入研究奠定了理論基礎(chǔ),
【圖文】：

經(jīng)濟剛剛恢復(fù)，，建設(shè)規(guī)模較小，建筑物的高度不大，自行式、下回轉(zhuǎn)式動臂塔機一直占有統(tǒng)治地位。20 世紀(jì) 60 年代末，法國波坦（Potain）制造的一種上回轉(zhuǎn)、小車變幅塔機開始取代了傳統(tǒng)動臂塔機的地位。在 20 世紀(jì) 60 年代，大中型塔機中，動臂塔機的市場份額占近 70%，而 70 年代已降到了 10%就塔機的型式而言，早期的動臂塔機以下回轉(zhuǎn)為主流。2、上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機20 世紀(jì) 50 年代，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和高層建筑比重的增加，出現(xiàn)了上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機，由于動臂塔機都具有較短的平衡臂，因而在高層建筑工程中多臺塔機可以聯(lián)合作業(yè)。從某種意義上說，上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機的出現(xiàn)，標(biāo)志著動臂塔機進入了一個新時代。3、小車變幅/動臂變幅的混合體—折曲臂架塔機澳托·凱賽爾（Otto Kaiser）在 20 世紀(jì) 60 年代提出了一種不同尋常的塔機概念—HBK 系列折曲臂架式塔機，如圖 1.2 所示。它的起重臂（簡稱臂架）由兩節(jié)組成，可以折曲并進行俯仰變幅。臂架前節(jié)可以平臥成小車變幅的水平臂架，臂架后節(jié)可以直立發(fā)揮塔身作用，因此說它是小車變幅和動臂變幅的混合體。它的優(yōu)點是：塔機處于小車變幅臂架位置時，其工作幅度最大；當(dāng)仰起臂架時，在不額外增加塔身節(jié)的情況下，其臂架在幾分鐘之內(nèi)就可以增加塔身的高度，大大拓寬了設(shè)備的功能和工作范圍，特別適用于冷卻塔、電視塔及摩天大樓等建筑的施工。折曲臂架式塔機的出現(xiàn)，使小車變幅塔機和動臂變幅塔機的界限不再分明，但這種塔機對臂架各方面的機械性能都要求很高，制造成本昂貴，因此這類塔機并沒有十分流行。

經(jīng)濟剛剛恢復(fù)，建設(shè)規(guī)模較小，建筑物的高度不大，自行式、下回轉(zhuǎn)式動臂塔機一直占有統(tǒng)治地位。20 世紀(jì) 60 年代末，法國波坦（Potain）制造的一種上回轉(zhuǎn)、小車變幅塔機開始取代了傳統(tǒng)動臂塔機的地位。在 20 世紀(jì) 60 年代，大中型塔機中，動臂塔機的市場份額占近 70%，而 70 年代已降到了 10%就塔機的型式而言，早期的動臂塔機以下回轉(zhuǎn)為主流。2、上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機20 世紀(jì) 50 年代，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和高層建筑比重的增加，出現(xiàn)了上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機，由于動臂塔機都具有較短的平衡臂，因而在高層建筑工程中多臺塔機可以聯(lián)合作業(yè)。從某種意義上說，上回轉(zhuǎn)、自升式動臂塔機的出現(xiàn)，標(biāo)志著動臂塔機進入了一個新時代。3、小車變幅/動臂變幅的混合體—折曲臂架塔機澳托·凱賽爾（Otto Kaiser）在 20 世紀(jì) 60 年代提出了一種不同尋常的塔機概念—HBK 系列折曲臂架式塔機，如圖 1.2 所示。它的起重臂（簡稱臂架）由兩節(jié)組成，可以折曲并進行俯仰變幅。臂架前節(jié)可以平臥成小車變幅的水平臂架，臂架后節(jié)可以直立發(fā)揮塔身作用，因此說它是小車變幅和動臂變幅的混合體。它的優(yōu)點是：塔機處于小車變幅臂架位置時，其工作幅度最大；當(dāng)仰起臂架時，在不額外增加塔身節(jié)的情況下，其臂架在幾分鐘之內(nèi)就可以增加塔身的高度，大大拓寬了設(shè)備的功能和工作范圍，特別適用于冷卻塔、電視塔及摩天大樓等建筑的施工。折曲臂架式塔機的出現(xiàn)，使小車變幅塔機和動臂變幅塔機的界限不再分明，但這種塔機對臂架各方面的機械性能都要求很高，制造成本昂貴，因此這類塔機并沒有十分流行。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH213.3

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10 王興杰;朱斌;房e

本文編號：2699877