塔式起重機是動臂裝在高聳塔身上部的旋轉起重機。工作范圍大，主要用于多層和高層建筑施工中材料的垂直運輸和構件安裝。由金屬結構，工作機構和電氣系統這三部分組成。金屬結構包括塔身、動臂、底座、附著桿等。工作機構有起升、變幅、回轉和行走四部分。臂架屬于關鍵裝置承載著起重貨物與旋轉鏈接的重要作用。

客戶簡介

華電重工股份有限公司（中文簡稱“華電重工”，英文簡稱“HHI”）是中國華電科工集團有限公司的核心業務板塊及資本運作平臺。華電重工以工程系統設計與總承包為龍頭，EPC 總承包、裝備制造和投資運營協同發展相結合，致力于為客戶在物料輸送工程、熱能工程、高端鋼結構工程、工業噪聲治理工程、海上風電工程、光伏、氫能和智慧港機等方面提供工程系統整體解決方案。公司業務涵蓋國內外電力、煤炭、石化、礦山、冶金、港口、水利、 建材、城建等領域。

挑戰和需求

起重機臂架系統作為整體結構的輸出系統，整體的剛度強度是評判設備優劣及安全與否的關鍵。起重機副臂一般由兩節臂組成，一節為桁駕結構，一節為箱形結構。臂與臂靠銷軸連接，整個副臂的總質量一般都超過1.5t，由固定在吊臂一側的副臂支架支撐。

由于副臂質量較大，在打開或回收的過程中常出現的問題，主要有：插播前支架的長軸比較困難，吊臂臂頭交電上下兩孔與副臂交點上下兩孔不重合，致使插播銷軸困難，推拉副臂很費力；設計時無法兼顧五大部件荷載情況包括：主臂、變幅撐桿、水平撐桿、三腳架、塔柱。

自行式塔式起重機

起重機有限元模型

主臂位移云圖

局部應力云圖

解決方案

本次仿真分析將臂架系統方案設計方案五大部件在位運行及極端載荷情況下通過 Ansys Mechanical 模塊進行剛度強度校核，結合設計規范給出設計是否滿足力學要求進行模擬仿真。

最終成果

對自行式塔式起重機臂架系統設計仿真，通過加載計算得到系統的主臂、變幅撐桿、水平撐桿、拉鎖、 三腳架、塔柱在合理自重范圍內滿足剛度強度要求。通過 Ansys 仿真得到了各個設計關鍵點的剛度強度數據，校核了設計圖紙的合理性，給設計生產起到了提高效率的方法。

審核編輯：劉清