2 总体设计
2.1 总体参数
型号：QTZ6015；
额定起重力矩：1156千牛·米； 最大起重量：8吨；
工作幅度：2.5米～60米； 最大幅度处额定起重量：1.5吨； 起升（独立）高度：45米； 变幅速度不小于：40米/分钟；
最大起升速度不小于：60米/分钟； 回转速度不小于：0.6转/分钟; 最低稳定下降速度不大于：7米/分钟。
2.2 总体方案选择
2.2.1塔基类型选择
通过对塔机厂的参观和查阅相关资料，本设计采用回转自升式塔式起重机。其优点是轮廓底部尺寸小，要求较小的建筑基地空间，不影响建筑材料的堆放使用；塔身不会转故惯性小，便于改装成附着式塔式起重机，能适应多种形式建筑物的施工需要。
由于普通上回转式已经不能满足大高度吊装工作的需要，故本次设计采用自升附着式，即塔身附着在建筑物上，可以随着建筑物的升高而沿着层高逐渐爬升。
爬升套架采用外爬式，因为爬式在工作时司机不能看到起吊过程，操作不便；施工结束后，又要用辅助设备将塔机解体，并吊到地面，费工时。
综上所述并考虑经济性、建筑体型、和周围空间等因素的考虑后，选择上回转外部附着塔帽式起重机。
2.2.2 驱动形式
起重机的性能和特点在很大程度上取决于驱动装置。本设计采用电力-机械驱动，相比燃机-驱动更好一些。目前塔式起重机的驱动装置广泛采用起重机和冶金专用的YZR、JZR、YDZ系列电动机。
2.2.3 变幅机构型式
根据国塔机发展和使用情况，采用小车变幅，即通过移动小车实现变幅。工作时吊臂安装在水平位置，小车由变幅牵引机构驱动，沿吊臂轨道移动。这种方
案的优点是：安装定位准确，变幅速度快，变幅惯性力没有回转惯性大。
2.2.4 爬升机构
根据爬升机构的传动方式不同，自升式塔式起重机的传动方式不同，自升式塔式起重机可分为机械式和液压式爬升机构。其中液压式采用液压油缸顶升，在国外广泛使用。本次设计为了塔身附着和加节方便，决定采用上回转-外套架爬升上加节式。
2.2.5 吊臂的结构形式
吊臂是塔式起重机的主要结构之一。塔式起重机吊臂的结构形式有桁架压杆式，桁架水平式和桁架混合式三种。本吊臂采用塔式起重机常用的桁架水平式吊臂，吊臂的断面制成三角形，弦杆和腹杆均由型钢制成。其中上弦杆为圆管。下两弦杆为方管，兼做载重小车的运行轨道。
2.2.6 塔身的结构型式
塔身是起重机最重要的受力勾践之一，有标准节通过高强度螺栓连接而成。标准节主弦杆和腹杆用无缝钢管，截面为正方形，沿塔身高度方向做成等截面结构，整个标准节是一个空间的桁架结构。
2.2.7 其他结构形式
塔帽采用前置式；平衡臂采用片式结构；底座节采用法兰盘。
2.3 各部分外形尺寸、自重和重心位置
2.3.1 标准节
（1）、标准节结构分析：
标准节为标准件在一定程度上可以实现互换。由上图可知，标准节由以下几个部分构成：1）、主弦杆：一共4根；2）、腹杆：横腹杆12根，斜腹杆8根；3）、爬梯：扶杆2根，水平爬杆8根，节距为255mm，连杆为4根分别焊接在扶杆两头；4）、抗扭杆：一共3根，均布于3层水平腹杆上，用于增强标准节的强度；5）、螺栓套：分别焊接在4根主弦杆两头，每头两个，一共16个，用于两头个标准节之间的连接（在螺栓套里套上螺栓实现）；6）顶升块：分别安装在2根主弦杆上，每根2块，在顶升过程中用于支撑横梁。
（2）、标准节是构成塔身的标准件，高度为2.5米，断面尺寸为1.94m×1.94m，其结构简图如下图所示：
图2.1
（3）、查找网络资料和《机械设计手册》可以得到设计结果如下表
表2.1 标准节各部件规格及重量 序号 名称 横截面尺数量 长度 寸 （mm） （mm） 单位长度 理论质量 （kg.m） 总重量 （kg） 1 2 3 4 主弦杆 横腹杆 斜腹杆 Φ146?10 4 Φ60?6 Φ70?6 12 8 2 2500 1930 2273 2480 51.29 7.99 9.47 3.06 512.9 185.0 172.2 15.2 爬梯扶Φ35?4 杆 5 水平爬Φ28?3 杆 9 350 1.85 5.8 6 7 连接杆 Φ28?3 4 2 400 2723 1.85 7.99 2.9 43.5 对角平Φ60?6 撑 8 9 螺栓套 顶升块 Φ30?5 16 4 4 4 4 125 42.4 15.2 0.8 0.8 2.4 997.1 10 上封板 11 下封板 12 定位套 合计 标准节的总重量： Q总?997.1kg 计算总重量： Q计?1.1?Q总?1097kg
2.3.2 底座节
（1）、底座节结构分析：
由上图可知底座节由以下几部分组成：1）、立柱：4根；2）、平腹杆：分两层一共八根；3）、斜腹杆：均布于底座节4个侧面上，每个面2根，共8根；4）、抗扭杆：平腹杆，分两层，每层一根；5）、法兰盘：焊接在立柱底部，是底座和混凝土基础连接的桥臂，其结构参考厂家；6）、筋板：焊接在立柱和法兰盘之间，以加强立柱和法兰盘的连接；7）、螺栓套：用于连接底座节和标准节，共8个。 （2）、底座节为塔式起重机基础，用于支撑整个塔机的重量，其结构如图所示：
图2.2
（3）、由以上分析并参照《机械设计手册》可以得出以下结论：
表2.2 基础节各组成部分规格尺寸及其重量 序号 名称 横截面尺寸 数量 长度（mm） 单位长度总质量理论质量（kg） （kg/m） 1 2 3 4 5 6 7 合计 主弦杆 平腹板 斜腹板 法兰盘 筋板 螺栓套 Ф146×16 Ф70×6 Ф70×6 4 8 8 2 4 16 8 800 1794 815 2537 51.29 9.47 9.47 9.47 164.1 135.9 61.7 48.1 25.0 6.0 4.0 444.8 对角平撑 Ф70×6 4）、底座节总重量
Q总?444.8kg计算重量：Q计?Q总?1.1?444.8?1.1?489.3kg，取Q计?490kg
2.3.3吊臂
采用水平变幅式吊臂，横截面为等腰直角三角形。采用双吊点型式。上弦杆为无缝钢管，下弦杆为槽钢加封板，腹杆均为钢管，为减轻自重，根据吊臂力变化，采用变截面式，材料选为Q235。 （1）、确定臂长：
根据参数指标，该塔机最大幅度为60m，确定吊臂长度
L?R?097?0.72?0.5?60.25
QTZ6015塔机总体设计
