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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
課題
名稱(chēng)
QTZ40塔式起重機(jī)總體及起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械工程系
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)094
學(xué)生姓名： 文 龍
學(xué) 號(hào)： 2009307425
指導(dǎo)教師： 李常勝
課題來(lái)源
導(dǎo)師課題
課題類(lèi)別
工程設(shè)計(jì)
一、論文資料的準(zhǔn)備
1.塔式起重機(jī)簡(jiǎn)介
塔式起重機(jī)（tower crane）簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)，亦稱(chēng)塔吊，起源于西歐。在建筑行業(yè)運(yùn)用很廣泛，尤其是在高層建筑中，更是必不可少的起重運(yùn)料工具。我國(guó)的塔機(jī)行業(yè)于20世紀(jì)50年代開(kāi)始起步,相對(duì)于中西歐國(guó)家由于建筑業(yè)疲軟造成的塔機(jī)業(yè)的不景氣, 我國(guó)的塔機(jī)業(yè)正處于一個(gè)迅速的發(fā)展時(shí)期。國(guó)外塔機(jī)發(fā)展的主要代表性國(guó)家或地區(qū)有歐洲、日本、澳大利亞。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始?xì)W洲塔機(jī)行業(yè)緩慢復(fù)蘇目前歐洲生產(chǎn)塔機(jī)的國(guó)家有德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、丹麥等主要廠家有法國(guó)Potain德國(guó)Liebherr、Peiner、Wolff意大利。
2. 塔式起重機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)的塔機(jī)行業(yè)于20世紀(jì)50年代開(kāi)始起步,相對(duì)于中西歐國(guó)家由于建筑業(yè)疲軟造成的塔機(jī)業(yè)的不景氣, 我國(guó)的塔機(jī)業(yè)正處于一個(gè)迅速的發(fā)展時(shí)期。
20世紀(jì)50年代為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要引進(jìn)了蘇聯(lián)以及東歐一些國(guó)家的塔式起重機(jī)并進(jìn)行仿制。1954年仿制民主德國(guó)設(shè)計(jì)的建筑師-Ⅰ型塔式起重機(jī)在撫順試制成功了我過(guò)第一臺(tái)TQ2-6型塔式起重機(jī)。隨后又仿制蘇聯(lián)樣機(jī)研制了15t與25t塔式起重機(jī)這個(gè)時(shí)期我國(guó)生產(chǎn)與使用的塔式起重機(jī)的數(shù)量都較少。到了20世紀(jì)60年代我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造塔式起重機(jī)的階段。隨后我國(guó)又自行設(shè)計(jì)制造了TQ-6型等塔式起重機(jī)至1965年全國(guó)已有生產(chǎn)廠10余家生產(chǎn)塔式起重機(jī) 360 多臺(tái)。這些塔式起重機(jī)都是下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂式可整體拖運(yùn)能滿足六層以下民用建筑施工的需要。20世紀(jì)70年代起由于建筑施工的需要我國(guó)塔式起重機(jī)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。1972年我國(guó)第一臺(tái)下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機(jī)問(wèn)世。這一時(shí)期還先后開(kāi)發(fā)了ZT100、ZT120、Z80型等小車(chē)變幅自升式塔式起重機(jī)、Q 4-20小車(chē)變幅內(nèi)爬式塔式起重機(jī)QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂自行架設(shè)快裝塔式起重機(jī)等其年產(chǎn)量最高超過(guò)900臺(tái)標(biāo)志著我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的階段。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代我國(guó)塔式起重機(jī)相繼出現(xiàn)了不少新產(chǎn)品主要有QT80A、QTZ100、QTZ120等自升式塔式起重機(jī)QT60、QTK60、QT25HK 等下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機(jī)和QT90上回轉(zhuǎn)動(dòng)臂下頂升接高塔式起重機(jī)等。這些產(chǎn)品在性能方面已接近國(guó)外70年代水平。這一時(shí)期的最高年產(chǎn)量達(dá)1400臺(tái)。與此同時(shí)隨著改革開(kāi)放和國(guó)際技術(shù)交流的增多為滿足建筑施工的需要也從國(guó)外引進(jìn)了一些塔式起重機(jī)其中有聯(lián)邦德國(guó)的Liebherr、法國(guó)的Potain以及意大利的Edilmac等公司的產(chǎn)品。由于這些塔式起重機(jī)制造質(zhì)量較好技術(shù)性能比較先進(jìn)極大地促進(jìn)了我國(guó)塔式起重機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造技術(shù)的進(jìn)步。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后我國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期年產(chǎn)量連年猛翻而且有部分產(chǎn)品出口到國(guó)外。全國(guó)塔式起重機(jī)的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺(tái)截止2000年約為6萬(wàn)臺(tái)。至此無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量等角度來(lái)衡量我國(guó)均堪稱(chēng)塔式起重機(jī)大國(guó)。
但是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理 品種型號(hào)大同小異制造技術(shù)不適應(yīng) 沒(méi)有形成規(guī)模工業(yè)有制約著我國(guó)塔式起重機(jī)的發(fā)展。
國(guó)外塔機(jī)發(fā)展的主要代表性國(guó)家或地區(qū)有歐洲、日本、澳大利亞。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始?xì)W洲塔機(jī)行業(yè)緩慢復(fù)蘇目前歐洲生產(chǎn)塔機(jī)的國(guó)家有德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、丹麥等主要廠家有法國(guó)Potain德國(guó)Liebherr、Peiner、Wolff意大利。
二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題）
本課題針對(duì)QTZ40塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)、臂架、變幅機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。目的在于闡明QTZ40塔式起重機(jī)的工作原理，總體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分析，對(duì)塔式起重機(jī)進(jìn)行工作仿真，為進(jìn)一步分析研究塔式起重機(jī)的總體、臂架、起升機(jī)構(gòu)提供證據(jù)。
塔式起重機(jī)主要由起升機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)四大部分組成,其結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到塔式起重機(jī)的工作性能、可靠性和安全性。因此，塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)和研究就顯得非常重要。對(duì)實(shí)際的機(jī)器觀察研究進(jìn)行仿真操作，在模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀況并對(duì)其進(jìn)行分析和判斷，讓設(shè)計(jì)者盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷和潛在的失敗可能并及時(shí)修改與優(yōu)化，這樣既能縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品的可靠性，又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而減少后期修改付出的昂貴代價(jià)。
起升機(jī)構(gòu)是塔式起重機(jī)的最主要機(jī)構(gòu)之一，尤其是傳動(dòng)裝置減速器的世紀(jì)尤為重要，吊臂以及在其上面行走的變幅小車(chē)主要承擔(dān)著運(yùn)輸重物的任務(wù)，因此要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的受力分析，并進(jìn)行校核計(jì)算。由于臂架結(jié)構(gòu)承受很大的載荷作用切具有很大的危險(xiǎn)性，故選材和構(gòu)件連接上要十分嚴(yán)格。與此同時(shí)，還要考慮到材料的經(jīng)濟(jì)性，即造價(jià)成本問(wèn)題。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容：
1.塔機(jī)總體方案設(shè)計(jì)。
2.總體設(shè)計(jì)整體穩(wěn)定性校核計(jì)算。
3.選擇起升機(jī)構(gòu)。
4.起重臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核。
5.繪制塔機(jī)總圖、起升機(jī)構(gòu)部裝圖、起重臂裝配圖和單節(jié)臂結(jié)構(gòu)圖等。
6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。
研究方法：
塔式起重機(jī)主要有起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)組成，可通過(guò)計(jì)算的方法算出一個(gè)工況的工作參數(shù)，然后通過(guò)編程算出各個(gè)工況的工作參數(shù)。
首先用已知數(shù)據(jù)計(jì)算出一個(gè)工況的合理性之后，再運(yùn)用軟件CAD模擬出各個(gè)工況的工作參數(shù)曲線，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)的參數(shù)是合理的。最后通過(guò)合理的設(shè)計(jì)分析，選擇最優(yōu)的工作參數(shù)，使得所設(shè)計(jì)的塔式起重機(jī)能夠適合多種復(fù)雜的工況，低功耗，高功率并結(jié)合建筑施工和制造廠生產(chǎn)實(shí)際收集數(shù)據(jù)、查找資料設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定可靠、操作舒適、維護(hù)方便的新型塔式起重機(jī)。
研究思路：
在指導(dǎo)老師的幫助下去塔機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行實(shí)習(xí)了解塔機(jī)的各種生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)最后完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理資料
2013.3.29-2013.4.13 方案選擇及總體設(shè)計(jì)
2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖
2013.4.21-2013.5.15 起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2013.5.16-2013.6.5 繪制起升機(jī)構(gòu)裝配圖
2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙
2013.6.20-2013.6.21 準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
[1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院主編.工程起重機(jī).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社
[2] 董剛、李建功主編.機(jī)械設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社（5冊(cè)）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)技術(shù)條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程
[7] 濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.高等教育出版社
[8] 吳永平等.工程機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.
[9] 吳慶鳴 何小新 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué)出版社 2006.
[10] 楊國(guó)平 現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.
[11] 工程機(jī)械設(shè)計(jì)
[12] 吳宗澤、羅圣國(guó)．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)．高等教育出版社，2006.5
[13] 濮良貴、紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)．高等教育出版社，2000.12
[14] 吳宗澤主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，2002
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見(jiàn)：
a
教研室主任簽名： 日期：
系意見(jiàn)：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章