塔机的塔身有限元建模和对比分析.pdf

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1、第25卷第6期2012年”月机电产品开簋与刨辫Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalPrMuetsV01．25，No．6Nov．．2012文章编号：1002—6673(2012)06—085—03塔机的塔身有限元建模和对比分析白晶1，杨仁春2，张桂茹1，王桐1，夏润生1(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083；同煤集团煤峪c]矿．山西大同037003)摘要：论文对塔式起重机塔身建模、约束处理作了探讨．在此基础上利用有限元软件ANSYSl2．1对QTZ500塔式起重机塔身进行了稳定性分析

2、。精确计算出了塔身典型工况下的特征值。其结果对塔机的设计具有指导和借鉴意叉。关键词：塔身；有限元；稳定性分析中图分类号：TP391．7文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002-6673．2012．06．034FiIIiteElementModelingandReliabilityAnalysistoQTZ500TowerBody醐，如珂，YANGRen-Chun2，ZHANGGui-Ru‘，WANG％叫．XIARun-Shen一(I．SchoolofMechanicalElectronic&lnfomtationEngineer，C

3、hinaUniversityofMiningandTechnology，Bering100083．China；2．DatongCoalMineGroup．MeiyukouMine。DatongShanxi037003，China)Abstract：ModelingandprocessingconstrainttothebodyofQTZ500towerCl-arlewerediscussed．Andbasedonthis．thestabilityoftowerbodywasanalysedusingANSYS12．1andthenthecharacte

4、risticvalueoftypicalworkingconditionswerecalculatedaccurately．Therearesignificandyguidanceandreferenceintheresults．Keywords：towercrane；Ansys；stabilityanalysisO引言QTZ500型自升式塔式起重机，其吊臂长50m，最大起重量4l，额定起重力矩50t·m。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点．能满足高层建筑施工的需要。可用于建筑材料和构件的调运和安装。并能

5、在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点：(D起升高度和工作幅度较大，起重力矩大；(参工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能；(参要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。所以作为塔式起重机重中之重的塔身的设计显得尤为重要。怎样在满足使用要求的前提下．可以在不浪费材料的前提下满足其强度、刚度和稳定性，对今后的塔式起重机最终选出最合理、最经济的方案是本设计的研收稿日期：2012-09—20作者简介：白晶(1986一)，男。在读硕士研究生。

6、主要研究方向：机电一体化和控制；扬仁春(1973一)，男．山西大同人，毕业于山东科技大学，副矿长，本科学历．从事煤矿生产和管理工作。，．究目的。1QTZ500塔机性能参数工作幅Rmax=50m；额定起重力矩50tm；工作幅度R=2m～50m；起重量0．85t4t；起升高度：固定式：36m．附着式：lOOm(本文只对固定式进行实验阐述)。回转速度：0．36m／rain、0．47m／rain；小车运行速度：21m／min、42．5m／rain；顶升速度：0．5m／rain；塔机自重：8．4t；整机重量：33．4t。2塔身有限元优化分析设计ANSYS解决问题

7、的基本流程如图l所示。塔身一般由许多标准节组成。每一个标准节具有相同的拓扑形状、几何尺寸和截面类型。塔身由竖向的立柱和斜向腹杆构成．立柱主要承担竖向的荷载．腹杆则主要配合立柱受力，它主要在塔身承受扭转时发挥作用。本文选择的塔身标准节的参数如下：塔身标准节外部4根立柱之间的水平距离为1600mm。两层水平杆之间的高度为2500mm立柱上下两端突圈1有限元分析流程圈Fig．1Flowdiagramoff'miteelementanalysis·制造业信息化·出短节的高度为70mm。标准节材料为Q235，立柱为无缝钢管由108，厚度8=10，长度L=2500

8、，20号钢。腹杆为无缝钢管：郴7，厚度B=3．5和巾63．5，厚度B=5。直角坐标系原点取在最