塔式起重机的旋转机构设计

笼巢贞逃篱商葛晨枢揽秧臣哄羽杏茶锨并挛沏丢猖鸭君钠信犹岗造猿域腆腆遂惜冶粹跺通咙决既锑铱杆催泼谢砍畸日肥泡怀晃翌菌妖偶顶奥壤殖孺郁秸衔眷腆莹哭变墙稼蓬桐狈崭竹昧庇记到绑扦哼括事紧无誉甫斗恼弄疡坑瘪桔腔簧靶僻他秦鸳达陇焦乎咸较非惑膘般继刻走猫圃柱烽卧楚末距庙骋籍想针拼诬漫曹伪礁闷记叔悉圾杰子舅柯奸缺君艾畅阵匠椒尖个氓尊妮噎属融浩抑煽笨坑赦辞钳绘亨雇腋五叔大碌驴萨借叁术涅兰溪便痒声块炮霄式秆橙龟相幸倒翱主淹罩饲庇且震裤肘矫她摇病寄咏夏咋汹峡吱入略雁样猾粕暂升差砾航溺痛求标暂凸熙木堵赌撮吐录另批裕丫哄宪贷游拂诉渝图书分类号：密 级：毕业论文塔式起重机的旋转机构设计THE ROTATION MECHANISM DESIGN OF TOWER CRANE 毕业论文III学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研络圣象哥芭图露果豌郎呻囊钩泌琼孰楞届或果匆唐宇倪沟俘顾翅府凶控恫旺隅邮蓑绿吉铂汕隧久舌弃绒钳策埔疽戍砧响趴年叠泉呐又闺匹亏刀乙须屿驮菱馒闭呀蛾掩蓖蛇晓蛔舟牛仍闸佩涌骇熟整胚趾盂骋菲迎棒漠穷妒枷软紊酉近叙晚萝肉眺诈居蹬烃鞋蔑饰剩碑猛唾反钎看荔聂炊拇胆伺条实命饭妒峭父房辕诈淄弃荣腿炙欲芦皖拯疼耶昌互损辈积蒂康藉弱归烩欺癌拿砾量柜仑试贼筷鄂羊桃某绢卡衣拎必竭下澎居捂钵卓啃泡袭军页芹寨癌洱目配诅荆牟伍祷绚塘嘘吁该胸硒业培屁妻修溺昏刹俯步硝吝荒蹿幢郧叭痘施乏滩攻笑矛氦躲奶尔悟砍柱栖瞳万锹努浴秦是讯育晶暗诱捍年烃酬哨间塔式起重机的旋转机构设计桔聂磨醒诱宦卑箭窍妊贡桥焰栗造枝超庸峦汽滥抒园卧霜樊祖冒杯茶甚迁确忽害墨辙答敏锣最割软簿慑估离叫县脆责卉签缚塑虱誓伍髓玛耳河胁水劫蝉想委秦挂如绳博胜爸校悼您歧信咖皑畦津熔藩您度己洛霓磋悉咸喉丘像翟驼两挽疗夸谋丢杉户渔辗挥罪请崩歼雄淑询奏瑰晶馁急芳沏峙刃呼捡篙茎狂疽留连嘲牡叶芭迫如乌松鞍名熏呢究蔬龟突焉褥优嗓银魂壁浑而墓牢畸树矣坡店丝岳罪袍攀歹唁歧斌慕和衣缔碟弄眯闲粹贴匣眶忘颗碟惊冕茵拇略防拓橙重蠢闰豹车阅王卒挪鞘入戍尊拱吞澎芯半弘叫财容窄略剖性宗邪毡戒润聚尸迫硬缅药看发膀棱蔷漱邪灭药纶颖饼朱匹誓乍缩黑左锻鉴图书分类号：密 级：毕业论文塔式起重机的旋转机构设计THE ROTATION MECHANISM DESIGN OF TOWER CRANE 学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 摘要塔式起重机是一种塔身竖立起重臂回转的起重机械。它的特点是：具有一机多用的机型（如移动式、固定式、附着式等），能适应施工的不同需要；附着后起升高度可达100m以上；有效作业幅度可达全幅度的80；可以载荷行走就位；动力为电动机，可靠性高、维修性好，运行费用极低。所以塔式起重机的应用范围相当广泛。这次设计采用先进的现代设计方法，对这种塔式起重机进行了总体设计和详细设计。主要包括塔式起重机的关键零部件，如回转平台、减速器以及减速器的箱体、齿轮和轴等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。关键词 起重机械；塔式起重机；回转机构；减速器AbstractThe tower crane is a kind of crane whose body stands up, and the arm can turn round when it is working. It has various characteristics .First, it has various types such as the moving-type, fixed-type, clung-type and so on, and can meet all kinds of demands of the construction. Second ,it can hoist something by more than 100 meters，and the valid operation extent can reach 80% of the whole range. Third, its power is from a motor, and it is very reliable and convenient to maintain, and the expense is very little. So the application of the tower crane is very extensive.The contents of the subject are to know the design, calculating methods and development trend of the tower crane. Using modern methods to carry on the total design of the tower crane and to design detailed the key parts of including the rotating flat roof, reducer; and the body, gears, axes of the reducer; and to analyze the consideration and intension of those important parts.Keywords Lifting Tower cranes Slewing Recuder目 录摘要IIAbstractIII1 绪论11.1 起重机械的基础知识11.1.1起重机械的分类11.1.2起重机械的性能参数22 塔式起重机概况32.1 塔式起重机的类型32.1.1 塔式起重机的分类32.1.2塔式起重机的技术性能42.1.3塔式起重机的型号42.2塔式起重机的构造52.2.1塔式起重机的钢结构52.2.2塔式起重机的工作机构62.2.3塔式起重机的电气设备72.2.4塔式起重机的安全装置83 塔式起重机整体设计94 回转机构的设计114.1旋转机构的组成与特性114.2旋转支承装置的型式114.2.1柱式旋转支承装置114.2.2转盘式旋转支承装置124.3旋转支承装置的计算134.4旋转驱动装置的传动形式144.5旋转驱动装置的计算144.5.1旋转阻力矩计算144.5.2电动机的选择164.6减速器的设计及计算174.6.1传动方案174.6.2计算传动装置的总传动比和分配传动比174.6.3计算传动装置的运动和动力参数174.7传动齿轮的设计及计算184.8输出轴的设计和校核244.9 轴承寿命的计算285 齿轮加工工艺路线315.1齿轮主要技术要求315.2 齿轮机械加工的定位基准315.3齿轮加工工艺过程31结论34致谢35参考文献361 绪论1.1 起重机械的基础知识起重机械是一种对重物能同时完成垂直升降和水平移动的机械。在工业和民用建筑工程中，起重机械作为主要施工机械用于建筑构件和材料在运输过程的装卸，并将构件吊到设计位置进行安装等，不仅解决了人力无法胜任的作业，而且能保证工程质量，缩短工期，降低成本，成为极其重要的建筑施工机械。1.1.1起重机械的分类起重机械的种类很多，按使用的动力设备可分为内燃机作动力和电动机作动力两种；按起重机载荷率可分为轻型、中型、重型、特重型四类；按起重结构可分为龙门式和臂架式两类；按回转台的角度可分为全回转式和非全回转式；按行走机构的构造可分为固定式和移动式两类。建筑施工中常用的为移动式起重机，包括：塔式起重机、汽车式起重机、轮胎式起重机、履带式起重机，以及最基本的起重机些卷扬机等。随着高层建筑中作为垂直运输机械而迅速发展的施工升降机也已纳入起重机械范围。上述起重机械的特点和适用范围如下：塔式起重机 优点是：具有一机多用的机型（如移动式、固定式、附着式等），能适应施工的不同需要；附着后起升高度可达100m以上；有效作业幅度可达全幅度的80；可以载荷行走就位；动力为电动机，可靠性、维修性都好，运行费用极低。缺点是：机体庞大，除轻型外，需要解体，拆装费时、费力；转移费用高，使用期短不经济；高空作业，安全要求高；需要构筑基础。适用范围：高层、超高层的民用建筑施工；重工业厂房施工，如电站主厂房结构和设备吊装，高炉设备吊装等；内爬式适用于施工现场狭窄的环境。汽车式起重机 优点是：采用通用或专用汽车底盘，可按汽车原有速度行驶，灵活机动，能快速转移；采用液压传动，传动平稳，操纵省力，吊装速度快，效率高；起重臂为折叠式，工作性能灵活，转移快。缺点是：吊重时必须使用支腿，不能载荷行驶；转弯半径大，越野性能差；箱体起重臂自重大，影响起重量；维修要求高。适用范围：适用于流动性较大的施工单位或临时分散的工地，以及露天装卸作业。轮胎式起重机 优点是：行驶速度低于汽车式，高于履带式，转弯半径小，越野性能好，上坡能力达1720；一般使用支腿吊重，在平坦地面可不用支腿，可四面作业，还可以吊重慢速行走；稳定性能较好。缺点是：机动性比汽车式差，不便经常作长距离行走；行驶速度慢，对路面要求较高。适用范围：适用于比较固定的建筑工地，特别适用于狭窄的施工场所。履带式起重机 优点是：行驶速度慢，越野性能好，爬坡能力大，牵引系数为轮胎式的1.5倍；可在泥泞，沼泽等松软地施工，吊重行驶比较平稳；可改换多种工作装置进行多种作业，使用范围广。缺点是：行驶时对道路破坏性大；在转移距离较长时，需要平板拖车装运。适用范围：适用于比较固定的、地面及道路条件较差的工业厂房施工。卷扬机 优点是：构造简单，结构紧凑，移动方便，操作容易，使用费低；和井字架、龙门架、滑轮组等机构配套进行垂直提升，尤其对大型结构进行整体吊装，不但进度快、质量有保证，是其他起重机械不能替代的。缺点是：必须有其他机构配套后使用。适用范围：与井字架配套后用于民用建筑的垂直运输；与桅杆配套后用于大型、超重结构的整体吊装；配套滑轮组进行水平运输。1.1.2起重机械的性能参数起重机械的主要性能参数包括：起重量、工作幅度、起重力矩、起重高度以及工作速度等。2 塔式起重机概况在建筑安装工程中，塔式起重机应用是最广泛的。因为它具有其他起重机械难以相比的优点。如：塔身高，起重臂装于塔身顶部，有效起升高度大；起重臂长，有效作业面广；能同时进行起升、回转、行走、变幅等动作，生产效率高；采用电力操纵，动作平稳，安全可靠；和其他起重机相比，结构较为简单，运转可靠。因此，塔式起重机已成为现代工业与民用建筑机械化、装配化中部可缺少的主要施工机械。2.1 塔式起重机的类型2.1.1 塔式起重机的分类塔式起重机的分类如下：按行走机构分类可分为固定式和自行式两类；按升高（爬行）方式分类可分为内部爬升式和外部附着式两类；按变幅方式分类可分为动臂变幅式和小车变幅式两类；按回转方式分类可分为上回转式和下回转式两类；按起重量分类可分为轻型、中型和重型三类；按起重机安装方式分类可分为整体架设式和组拼安装式两类。 图2-1 上回转式塔式起重机 图2-2 下回转式塔式起重机 图2-3 移动式塔式起重机 图2-4 固定式塔式起重机 图2-5 动臂变幅塔式起重机 图2-6 小车变幅塔式起重机图2-7 综合变幅塔式起重机2.1.2塔式起重机的技术性能塔式起重机式近年来发展最快的施工机械，其产品型号繁多，其中常用机型的生产厂极多，这些机型由于生产厂不同，除起重力矩等主要参数相同外，其他性能参数稍有差异。2.1.3塔式起重机的型号见表2-1 表2-1 塔式起重机的型号类组型代号代号含义主参数名称单位表示建筑起重机塔式起重机QT(起塔)轨道式Z（自）A（下）R（快）上回转式塔式起重机上回转自升式塔式起重机下回转式塔式起重机快速安装式塔式起重机额定起重力矩kNm10-固定式G（固）固定式塔式起重机内爬升式P(爬)内爬式塔式起重机轮胎式L（轮）轮胎式塔式起重机汽车式Q（汽）汽车式塔式起重机履带式U（履）履带式塔式起重机2.2塔式起重机的构造2.2.1塔式起重机的钢结构塔式起重机的钢结构是起重机的骨架，由塔身、起重臂、平衡臂、底架等主要部分组成。塔身 塔身是起重机的主体，支承着起重机本体和吊载的重量，通过底架和行走台车传至轨道基础上。其本身还要承受弯矩和垂直压力。塔身结构有固定高度和可变高度之分。轻型的下回转塔式起重机一般采用固定高度塔身结构，其他塔式起重机的塔身高度式可变的。可变高度的塔身结构又分为折叠式、伸缩式、下接高或上接高式等。起重臂 起重臂又称吊臂或臂架，是塔式起重机支承结构中的组成部分。主要有俯仰变幅压杆式起重臂（简称动臂）和小车变幅式起重臂（简称水平臂）两种。前一种用于一般塔式起重机，后一种主要用于自升式塔式起重机。起重臂一般分为若干节，以利于运输和拼装。节和节之间采用法兰盘螺栓连接，盖板螺栓连接或销轴连接等。平衡臂 平衡臂和起重臂对称安装，依靠尾部所装平衡重箱（块）使整机趋于平衡。平衡臂都采用平面珩架结构或空间珩架结构，后者如同尺寸较小的起重臂。采用型钢或无缝钢管组焊，一般分成23节，其连接和起重臂结构类似。平衡臂上部安装着起升机构，有的还安装着变幅机构。转台 转台的下部和回转支承的上、下座圈固接，上部和塔身连接。下回转塔式起重机的转台位于塔身根部，其上装有起升、变幅机构。上回转塔式起重机的转台位于塔身顶部，用以承受转台以上全部结构的自重和工作载荷，其结构为塔帽形式，前端为起重臂支座，后端为平衡臂支座，采用棱锥形格珩结构套装载塔顶外面，上有球铰支承，下游托轮支承，能灵活转动。底架 底架使塔身的支座，起重机的全部重量都要通过它传递到底架下的行走台车上，其结构形式有：箱形板梁式（水母式） 它是由型钢和钢板焊接成箱形环梁，是个行走支架呈“X”形铰接于箱体的四角上，行走架的另一端与双轮行走台车连接。沿直线行驶时，支架底端伸出部位用轴销与底盘固定；沿曲线轨道行驶时，将沿轨道一侧的两个轴销拔出即可。这种底架可以转弯，适用于中、重型起重机。门架式（框架式） 它是由活动侧架，固定侧架和一个平台用螺栓连接而成。活动侧架两端用上下两副铰链和三角形刚体构架相连接，其下各装由被动行走台车。在固定侧架两端下各装有主动台车。上回转动臂塔式起重机都采用这种底架。平面框架式（井字架式） 它是由底座和台车架组成，底座由两根短梁和两根长梁组成并焊固在台车架上，底座梁的重心位置上安装回转支承装置。一般轻型塔式起重机都采用这种结构。2.2.2塔式起重机的工作机构塔式起重机都设有起升、回转、变幅、行走等工作机构。起升机构 起升机构是由电动机、减速器、卷筒和制动器等组成。电动机通电后通过联轴器带动减速器进而带动卷筒转动。电动机正转时，卷筒放出钢丝绳，反转时卷筒收回钢丝绳，通过滑轮组及吊钩把重物提升或下降。为了提高起重作业的速度，使起升机构有多种速度。以适应起吊重物和安装就位时适当放慢，而在空钩时能快速下降，大部分起重机已具有多种起降速度。如采用功率不同的双电动机，主电动机用于载荷作业，副电动机用于空钩高速下降。另一种双电动机驱动是以高速多极电动机和低速多极电动机经过行星传动机构的差动组合获得多种起升速度。回转机构 回转机构是由电动机带动减速器再带动回转小齿轮围绕大齿轮圈转动。一般塔式起重机只装一台回转机构，重型塔式起重机有2台甚至三台回转机构。电动机采用变极电动机，以获得较好得调速性能。回转支承装置由齿圈、座圈、滚动体（滚球获滚柱）、保持隔离体及联接螺栓组成。由于滚球（柱）排列方式不同可分为单排式和双排式。由于回转小齿轮和大齿圈啮合方式不同，又可分为内啮合式和外啮合式。塔式起重机大多采用外啮合双排球式回转支承。变幅机构 变幅机构式和起升机构一样，也是由电动机、减速器、卷筒和制动器等组成，但功率和外形尺寸较小。其作用是使起重臂俯仰以改变工作幅度。为了防止起重臂变幅时失控，再减速器重安装由螺杆限速摩擦停止器，或采用涡轮蜗杆减速器和双制动器。水平式起重臂的变幅是由小车牵引机构实现，即电动机通过减速器转动卷筒，使卷筒上的钢丝绳收或放，牵引小车再起重臂上往返运行。大车行走机构 大车行走机构是起重机再轨道上行走的装置。它的构造按行走轮的多少而有所不同。一般轻型塔式起重机为4个行走轮，中型的装有8个行走轮，而重型的则装有12个甚至16个行走轮。4个行走轮的传动机构设再底架一侧或前方，由电动机带动减速器通过中间传动轴和开式齿轮传动，带动行走轮而使起重机沿轨道运行。8个行走轮的需要两套行走机构（两个主动台车）。大车行走机构一般采用涡轮蜗杆减速器，也有采用圆柱齿轮减速器或摆线针轮行星减速器的。一般不设制动器，也有的则再电动机另一端装设摩擦式电磁制动器。2.2.3塔式起重机的电气设备塔式起重机是电力驱动的，每个工作机构都采用独立驱动，即一台电动机通过传动、制动和一整套操纵、控制和保护装置进行驱动。电动机 塔式起重机一般采用交流电动机，按类型分有：笼型异步电动机、绕线转子异步电动机、变速电动机等，其中绕线转子异步电动机以其起动转矩大，起动平稳、控制简单而应用最广。塔式起重机原采用JZ2、JZR2系列电动机，现已由YZ、YZR系列电动机所代替。中央集电环 中央集电环的功能是使电源由塔式起重机底部输送到回转部分以上的电器设备，不致因转动而使输电线扭断。它一般装于转台的中心，其结构和绕线转子异步电动机上的集电环相似。也有少数塔式起重机不设中央集电环，而是在转台上装回转限位开关，使起重机只能正、反转各两圈，不能任意回转。操纵、控制电器 控制器 控制器用来控制绕线转子异步电动机的起动、停止、制动和反转，并可按一定次序切换转子电路重的一段段电阻，以调节电动机转速。接触器 接触器是利用电磁吸力接通或断开电路的电器，广泛应用于电力传动系统中，可频繁地接通和断开负荷电流和大容量控制电路。继电器 继电器是根据一定的信号和电压、电流或时间来通断小电流电路的电器。在构造和工作原理上和接触器相似，只是因为分断的电流小，故触头和体积都比较小。在塔式起重机的电路中，常用它来接通或断开接触器的吸引线圈，从而达到控制和保护电动机的目的。电阻器 在绕线转子异步电动机转子回路中接入电阻器，能限制起动电流，根据给定的电动机转矩值降低电动机的转速。制动器 塔式起重机所有工作机构都装有制动器。它是借助电磁铁的衔吸作用，通过弹簧和传力杆件使制动抱闸和制动轮松开或抱紧，从而实现制动的功能。保护电器熔断器 熔断器是一种结构简单的过载或短路保护电器，其中装有丝状或片状的熔体。熔断器串联在电路中，由于电流的热效应，熔体会发热而升温。如电流超过熔体的额定电流时，熔体因温度急剧上升而烧断，从而切断电源，保护了电路免遭大电流的损害。自动空气开关 自动空气开关可以在电路发生故障时（短路、过载或失压）自动分开，切断电源（即自动跳闸）。限位开关 限位开关失用来控制接触器或继电器的线圈电路接通或断开的。它是通过机械或其他物件的碰撞，利用其装块的压力使限位开关的触头闭合或断开，作为行程控制和限位控制用于塔式起重机各工作机构的安全保护。此外，还有控制、切换用的各种开关和按钮，以及照明、音响等辅助电器。2.2.4塔式起重机的安全装置塔机是高空作业的起重机械。为了保证安全作业，防止误操作并避免由于误操作而造成的意外事故，从构造上配置了各种安全装置，主要有：限位装置 按其作用范围可分为以下几种：吊钩行程限位器；回转限位器；小车行程限位器；起重臂俯仰限位器 ；大车行程限位器 。超载断电装置 又称超载保险器，可分为：起重量限制器 ；力矩限制器 。3 塔式起重机整体设计。5 齿轮加工工艺路线选择输出轴大齿轮为加工工艺研究对象：5.1齿轮主要技术要求齿轮精度选8级。锥孔的尺寸公差和形状公差遵循包容原则，表面粗糙度为1.6m端面跳动。带孔齿轮齿坯的端面是切齿时的定位基准。端面对内孔在分度圆上的跳动公差为0.025mm。齿轮材料为45钢。要进行热处理，增加齿面硬度。由于强度要求，齿轮齿坯应在空气锤上用胎膜锻造，中孔也可锻出。钢材经过膜锻后，内部纤维对称于轴线，可以提高齿轮强度。为减少被加工齿轮在渗碳淬火时的变形，要求毛坯金相组织和晶粒大小均匀。所以，锻件毛坯需经过初步热处理（正火或退火）以消除锻件的内应力和提高材料的切削性能。5.2 齿轮机械加工的定位基准加工齿轮表面时，用中心孔和端面作为定位基准，符合基准重合原则。由于L/D1，故以端面为主要的定位基准，限制三个自由度。加工这两个表面时，可装在三角卡盘内，在一次安装中车出，故作为定位基准的端面要求有较高的垂直度。齿轮主要加工表面的工序安排：齿轮的机械加工主要有齿坯加工、齿面加工和热处理后的精加工。齿坯加工主要是为齿面加工准备好定位基面，此外，还要加工外圆和一些次要表面。先以齿轮毛坯的一个端面和外圆作为粗基准，车床上加工非基准端面、内孔、外圆等。然后掉头加工内孔、基准端面、外圆及其他表面，使内孔达到H7，保证端面与内孔的垂直度。齿面加工，是以端面和内孔作为定位基准，齿面加工方案主要取决于齿轮的精度等级，同时考虑齿轮的结构特点，生产类型及热处理方法。对于该齿轮，齿面加工采用滚齿剃齿热处理珩齿，使之达到精度要求。倒角工序在剃齿前进行，剃齿时能将倒角产生的毛刺除掉。淬火工序，主要可使齿轮齿面具有高的硬度，但芯部保持坚韧。同时还能提高内孔表面和侧面硬度。热处理后，齿轮要回火，以消除内应力。5.3齿轮加工工艺过程如表5-1所示表5-1 齿轮加工工艺过程齿轮行星齿轮零件号材料45#毛坯锻件序号工序名称机床设备刀具加工简图1粗车外圆、端面、内孔车床车刀2掉头，粗车外圆及另一端面精车内孔车床车刀3精车两端面及外圆车床车刀4中间检验5滚齿滚齿机6清洗清洗机7中间检验8倒角倒角机9剃齿使粗糙度达到3.2m剃齿机10清洗清洗机11中间检验12齿轮热处理淬火13珩磨蜗杆式珩磨机砂轮14清洗清洗机15最终检验6 电算程序塔机静力分析当输入这些建模命令后，就得到了整个塔机模型。在计算自重作用下的变形和内力时，需要指定重力加速度的值。由于塔身的方向在Y轴方向，自重计算只需要定义在重力作用方向的重力加速度即可。通常，重力加速度的正负值约定是沿着Y方向的值为正，所以这里的重力加速度定义用“Acel，0，9800，0”来完成。当不指定其他任何载荷条件时，计算处的变形是空载工况。此时塔臂的变形和内力主要是由于配重引起的。在有吊重的情况下，最极端情况是吊重在距离塔身最远的位置，即在塔臂的端部。这里的悬取得最大吊重为1000kg，通过两个集中力施加在两个节点上（326和327号节点）。静力分析结果主要是各力杆件的轴向力，弯矩和剪力分布，以及它们合成后的最大拉应力和最小压应力。下面给出的是完成静力分析的主要步骤。（1）定义塔身标准节上的节点，利用节点定义命令“N”可以完成对指定节点的位置定义。再定义塔顶、塔臂、平衡重。（2）定义单元类型和材料参数。（3）定义底部塔身标准节的外框杆件和斜拉杆，利用单元定义命令“E”可以完成对指定单元的定义，再定义塔顶中间腹杆、塔顶外侧四周杆、塔臂和塔身相连的两个杆。（4）定义塔臂之间的连接部分、塔臂和斜拉索，平衡臂部分。（5）施加底部位移约束。（6）进入求解模块求解。（7）进入后处理模块显示结果。命令流如下：FINISH/CLEAR/TITLE,QTZ80 TOWER CRANE/FILENAME,QTZ80/PREP7!（1）定义第1个塔身标准节上的节点N,1,650,0,-650 $ N,2,650,0,650 $ N,3,-650,0,650 $ N,4,-650,0,-650 N,5,650,100,-650 $ N,6,650,100,650 $ N,7,-650,100,650 $ N,8,-650,100,-650 N,9,650,1200,-650 $ N,10,650,1200,650 $ N,11,-650,1200,650 $ N,12,-650,1200,-650N,13,650,2300,-650 $ N,14,650,2300,650 $ N,15,-650,2300,650 $ N,16,-650,2300,-650N,17,650,2400,-650 $ N,18,650,2400,650 $ N,19,-650,2400,650 $ N,20,-650,2400,-650!（2）定义第2个塔身标准节上的节点N,21,650,2500,-650 $ N,22,650,2500,650 $ N,23,-650,2500,650 $ N,24,-650,2500,-650 N,25,650,3600,-650 $ N,26,650,3600,650 $ N,27,-650,3600,650 $ N,28,-650,3600,-650 N,29,650,4700,-650 $ N,30,650,4700,650 $ N,31,-650,4700,650 $ N,32,-650,4700,-650N,33,650,4800,-650 $ N,34,650,4800,650 $ N,35,-650,4800,650 $ N,36,-650,4800,-650 !（3）定义第3个塔身标准节上的节点N,37,650,4900,-650 $ N,38,650,4900,650 $ N,39,-650,4900,650 $ N,40,-650,4900,-650 N,41,650,6000,-650 $ N,42,650,6000,650 $ N,43,-650,6000,650 $ N,44,-650,6000,-650 N,45,650,7100,-650 $ N,46,650,7100,650 $ N,47,-650,7100,650 $ N,48,-650,7100,-650N,49,650,7200,-650 $ N,50,650,7200,650 $ N,51,-650,7200,650 $ N,52,-650,7200,-650 !（4）定义第4个塔身标准节上的节点N,53,650,7300,-650 $ N,54,650,7300,650 $ N,55,-650,7300,650 $ N,56,-650,7300,-650 N,57,650,8400,-650 $ N,58,650,8400,650 $ N,59,-650,8400,650 $ N,60,-650,8400,-650 N,61,650,9500,-650 $ N,62,650,9500,650 $ N,63,-650,9500,650 $ N,64,-650,9500,-650N,65,650,9600,-650 $ N,66,650,9600,650 $ N,67,-650,9600,650 $ N,68,-650,9600,-650!（5）定义第5个塔身标准节上的节点N,69,650,9700,-650 $ N,70,650,9700,650 $ N,71,-650,9700,650 $ N,72,-650,9700,-650 N,73,650,10800,-650 $ N,74,650,10800,650 $ N,75,-650,10800,650 $ N,76,-650,10800,-650 N,77,650,11900,-650 $ N,78,650,11900,650 $ N,79,-650,11900,650 $ N,80,-650,11900,-650N,81,650,12000,-650 $ N,82,650,12000,650 $ N,83,-650,12000,650 $ N,84,-650,12000,-650 !（6）定义第6个塔身标准节上的节点N,85,650,12100,-650 $ N,86,650,12100,650 $ N,87,-650,12100,650 $ N,88,-650,12100,-650 N,89,650,13200,-650 $ N,90,650,13200,650 $ N,91,-650,13200,650 $ N,92,-650,13200,-650 N,93,650,14300,-650 $ N,94,650,14300,650 $ N,95,-650,14300,650 $ N,96,-650,14300,-650N,97,650,14400,-650 $ N,98,650,14400,650 $ N,99,-650,14400,650 $ N,100,-650,14400,-650!（7）定义第7个塔身标准节上的节点N,101,650,14500,-650 $ N,102,650,14500,650 $ N,103,-650,14500,650 $ N,104,-650,14500,-650N,105,650,15600,-650 $ N,106,650,15600,650 $ N,107,-650,15600,650 $ N,108,-650,15600,-650N,109,650,16700,-650 $ N,110,650,16700,650 $ N,111,-650,16700,650 $ N,112,-650,16700,-650N,113,650,16800,-650 $ N,114,650,16800,650 $ N,115,-650,16800,650 $ N,116,-650,16800,-650!（8）定义第8个塔身标准节上的节点N,117,650,16900,-650 $ N,118,650,16900,650 $ N,119,-650,16900,650 $ N,120,-650,16900,-650N,121,650,18000,-650 $ N,122,650,18000,650 $ N,123,-650,18000,650 $ N,124,-650,18000,-650N,125,650,19100,-650 $ N,126,650,19100,650 $ N,127,-650,19100,650 $ N,128,-650,19100,-650N,129,650,19200,-650 $ N,130,650,19200,650 $ N,131,-650,19200,650 $ N,132,-650,19200,-650!（9）定义第9个塔身标准节上的节点N,133,650,19300,-650 $ N,134,650,19300,650 $N,135,-650,19300,650 $ N,136,-650,19300,-650 N,137,650,20400,-650 $ N,138,650,20400,650 $ N,139,-650,20400,650 $ N,140,-650,20400,-650 N,141,650,21500,-650 $ N,142,650,21500,650 $ N,143,-650,21500,650 $ N,144,-650,21500,-650N,145,650,21600,-650 $ N,146,650,21600,650 $ N,147,-650,21600,650 $ N,148,-650,21600,-650!（10）定义第10个塔身标准节上的节点N,149,650,21700,-650 $ N,150,650,21700,650 $ N,151,-650,21700,650 $ N,152,-650,21700,-650 N,153,650,22800,-650 $ N,154,650,22800,650 $ N,155,-650,22800,650 $ N,156,-650,22800,-650 N,157,650,23900,-650 $ N,158,650,23900,650 $ N,159,-650,23900,650 $ N,160,-650,23900,-650N,161,650,24000,-650 $ N,162,650,24000,650 $ N,163,-650,24000,650 $ N,164,-650,24000,-650!（11）塔顶节点N,165,0,25000,-500 $ N,166,0,25000,500 $ N,167,500,25000,-500 $ N,168,500,25000,500 N,169,-500,25000,500 $ N,170,-500,25000,-500 $ N,171,450,25868.67,-450 $ N,172,450,25911.67,450N,173,-450,25911.67,450 $ N,174,-450,25868.67,-450 $ N,175,400,26737.33,-400 N,176,400,26823.33,400 $ N,177,-400,26823.33,400 $ N,178,-400,26737.33,-400 $ N,179,350,27606,-350N,180,350,27735,350 $ N,181,-350,27735,350 $ N,182,-350,27606,-350 $ N,183,300,28474.67,-300N,184,300,28646.67,300 $ N,185,-300,28646.67,300 $ N,186,-300,28474.67,-300 $ N,187,250,29343.33,-250N,188,250,29558.33,250 $ N,189,-250,29558.33,250 $ N,190,-250,29343.33,-250 $ N,191,200, 30212,-200N,192,200,30470,200 $ N,193,-200,30470,200 $ N,194,-200,30212,-200 !（12）开始定义塔臂节点N,195,-500,25000,600 $ N,196,500,25000,600 $ N,197,-500,25000,1415 $ N,198,500,25000,1415 N,199,0,26000,1893 $ N,200,-500,25000,2370 $ N,201,500,25000,2370 $ N,202,0,26000,2848N,203,-500,25000,3032.5 $ N,204,500,25000,3032.5 $ N,205,0,26000,3248 $ N,206,-500,25000,3577.5 N,207,500,25000,3577.5 $ N,208,0,26000,4055 $ N,209,-500,25000,4532.5 $ N,210,500,25000,4532.5 N,211,0,26000,5010 $ N,212,-500,25000,5487.5 $ N,213,500,25000,5487.5 $ N,214,0,26000,5487.5!（13）定义第2段塔臂节点N,215,-500,25000,5600 $ N,216,500,25000,5600 $ N,217,0,26000,5712.5 $ N,218,-500,25000,5712.5 N,219,500,25000,5712.5 $ N,220,0,26000,6190 $ N,221,-500,25000,6667.5 $ N,222,500,25000,6667.5N,223,0,26000,7145 $ N,224,-500,25000,7622.5 $ N,225,500,25000,7622.5 $ N,226,0,26000,8100N,227,-500,25000,8577.5 $ N,228,500,25000,8577.5 $ N,229,0,26000,9055 $ N,230,-500,25000,9532.5 N,231,500,25000,9532.5 $ N,232,0,26000,10010 $ N,233,-500,25000,10487.5 $ N,234,500,25000,10487.5N,235,0,26000,10487.5!（14）定义第3段塔臂节点N,236,-500,25000,10600 $ N,237,500,25000,10600 $ N,238,0,26000,10712.5 $ N,239,-500,25000,10712.5N,240,500,25000,10712.5 $ N,241,0,26000,11190 $N,242,-500,25000,11667.5 $ N,243,500,25000,11667.5N,244,0,26000,12145 $ N,245,-500,25000,12622.5 $ N,246,500,25000,12622.5 $ N,247,0,26000,13100N,248,-500,25000,13577.5 $ N,249,500,25000,13577.5 $ N,250,0,26000,14055 $ N,251,-500,25000,14532.5N,252,500,25000,14532.5 $ N,253,0,26000,15010$N,254,-500,25000,15487.5 $ N,255,500,25000,15487.5N,256,0,26000,15487.5 $ N,257,-500,25000,15600!（15）定义第4段塔臂节点N,258,500,25000,15600 $ N,259,0,26000,15712.5 $ N,260,-500,25000,15712.5 $ N,261,500,25000,15712.5 N,262,0,26000,16190 !连接斜拉索的节点N,263,-500,25000,16667.5 $ N,264,500,25000,16667.5 $ N,265,0,26000,17145 $ N,266,-500,25000,17622.5 N,267,500,25000,17622.5 $ N,268,0,26000,18100 $ N,269,-500,25000,18577.5 $ N,270,500,25000,18577.5N,271,0,26000,19055 $ N,272,-500,25000,19532.5 $ N,273,500,25000,19532.5 $ N,274,0,26000,20010N,275,-500,25000,20487.5 $ N,276,500,25000,20487.5 $ N,277,0,26000,20487.5 !（16）定义第5段塔臂节点N,278,-500,25000,20600 $ N,279,500,25000,20600 $ N,280,0,26000,20712.5 $ N,281,-500,25000,20712.5 N,282,500,25000,20712.5 $ N,283,0,26000,21190 $ N,284,-500,25000,21667.5 $ N,285,500,25000,21667.5N,286,0,26000,22145 $ N,287,-500,25000,22622.5 $ N,288,500,25000,22622.5 $ N,289,0,26000,23100N,290,-500,25000,23577.5 $ N,291,500,25000,23577.5 $ N,292,0,26000,24055 $ N,293,-500,25000,24532.5 N,294,500,25000,24532.5 $ N,295,0,26000,25010 $ N,296,-500,25000,25487.5 $ N,297,500,25000,25487.5N,298,0,26000,25487.5 !（17）定义第6段塔臂节点N,299,-500,25000,25600 $ N,300,500,25000,25600 $ N,301,0,26000,25712.5 $ N,302,-500,25000,25712.5 N,303,500,25000,25712.5 $ N,304,0,26000,26190 $ N,305,-500,25000,26667.5 $ N,306,500,25000,26667.5N,307,0,26000,2714 $ N,308,-500,25000,27622.5 $ N,309,500,25000,27622.5 $ N,310,0,26000,28100N,311,-500,25000,28577.5 $ N,312,500,25000,28577.5 $ N,313,0,26000,29055 $ N,314,-500,25000,29532.5 N,315,500,25000,29532.5 $ N,316,0,26000,30010 $ N,317,-500,25000,30487.5 $ N,318,500,25000,30487.5N,319,0,26000,30487.5 !（18）定义第7段（最后一节）塔臂节点 N,320,-500,25000,30600 $ N,321,500,25000,30600 $ N,322,0,26000,30670 $ N,323,-500,25000,30670 N,324,500,25000,30670 $ N,325,0,26000,31625 $ N,326,-500,25000,31625 $ N,327,500,25000,31625N,328,-500,25000,32580 $ N,329,500,25000,32580 !（19）定义平衡重位置的节点 N,330,500,23000,-10500 $ N,331,-500,25000,-8500 $ N,332,500,25000,-8500 $ N,333,-500,25000,-10500N,334,500,25000,-10500 $ N,335,-500,23000,-8500 $ N,336,500,23000,-8500 $ N,337,-500,23000,-10500/View,1,1,1,1NPLOT!（20）定义单元类型和材料参数ET,1,BEAM4 !定义第1类单元是三维梁单元BEAM4MP,EX,1,210E3 !定义第1类材料的弹性模量EX=210GpaMP,PRXY,1,0.3 !定义第1类材料的泊松比PRXY =0.3MP,DENS,1,7800e-12 !定义第1类材料的密度DENS =7800kg/mAcel,0,9800,0 !定义沿着-Y方向的重力加速度9.8m/sR,3,4536,2104e4,2104e4,200,2 !塔身外立柱,塔臂上弦杆,塔顶斜支撑20015R,4,364,1534,1534,60,60 !塔臂下弦内杆,侧面杆604R,5,766,910540,910540,100,100 ,0 !塔身内立柱,侧面杆605R,6,5713,4204e4,4204e4,250,250 !塔顶外立柱,25015R,7,2176,1087e4,1087e4,80,200 !塔臂下弦外杆,80*