臂行式悬臂起重机结构设计与分析-开题报告

学院毕业设计开题报告学生姓名学号学院、系专业机械设计制造及其自动化设计题目壁行式悬臂起重机结构设计与分析指导教师年3月22日毕业设计开题报告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述11课题的背景与意义悬臂起重机是近年发展起来的中小型起重装备，结构独特，安全可靠，具备高效、节能、省时省力、灵活等特点，三维空得内随意操作，在段距、密集性调运的场合，比其它常规性吊运设备更显示其优越性。本产品广泛用于各种行业的不同场所。悬臂起重机工作强度为轻型，起重机由立柱，回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成，立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，由摆线针轮减速装置来驱动旋臂回转，电动葫芦在旋臂工字钢上作左右直线运行，并起吊重物。起重机旋臂为空心型钢结构，自重轻，跨度大，起重量大，经济耐用。内置式行旋臂吊MODE型机构，采用带滚动轴承的特种工程塑料走轮，摩擦力小，行走轻快；结构尺寸小，特别有利于提高吊钩行程12。本课题研究设计的是壁行式悬臂起重机又称壁行吊，是在壁柱式悬臂起重机的基础上研制的一种新型物料吊运设备。该机行走道轨安装在厂房的水泥柱上，沿着道轨可做纵向运动，同时电动葫芦又可完成沿选旋臂的横向运动以及垂直方向的起吊。起重量1000KG到5000KG，起升高度可客户自定义。这种机型极大的扩展了作业范围，更为有效的利用了厂房空间，使用效果更加理想3。12起重机械国内外的发展趋势与现状一、我国近几年来的发展趋势最近两年，我国工程起重机市场像工程机械的其它行业一样经历了火爆市场的发展高峰，目前各工程起重机生产厂家和配套厂家都已经恢复了活力，为我国工程起重机行业的发展奠定了经济基础4。必须首先解决整机可靠性低的问题。目前，我国工程起重机与国外水平相比，最大的差别莫过于可靠性差、故障反馈率高，而反馈最大的以配套件为多，因而配套厂家有义务在主机厂的带领下，转变观念，增大投入，提高产品质量，振兴民族工业。工程起重机生产企业必须依托汽车行业。汽车行业是一个非常巨大的行业，具有成熟的技术，深厚的研发试验基础，齐全的配套和服务体系，工程起重机采用通用汽车底盘有利于提高行驶机构的可靠性和驾驶舒适性以及维护方便性56。在行业内开展像高新技术产品竞赛的活动，逐渐淘汰低技术含量、低性能产品，开发符合中国国情的全地面起重机产品，提高行业整体水平。随着我国汽车起重机市场的全面开放，国外最先进技术的起重机产品将涌入我国起重机市场，我们的产品将与国际品牌产品公平竞争，性价比将成为生产厂家和用户所关心的永恒主题。高新技术产品对我国起重机市场的冲击，将加速我国工程起重机高新技术应用的步伐7。着力研制大吨位工程起重机产品，通过对多桥底盘技术、多节伸缩臂技术的研究，通过采用国际化配套体系，大力研发吨位起重机，缩小同国外先进水平的差距。目前国外工程起重机的平均吨位数为200吨，而我国则在25吨左右，八倍的差距需要我们加倍地努力。产品改造和开发注重环保、安全、可靠、节能高效，以提高产品的社会效益。我国已通过各种法律、法规对产品的环保、安全性能提出了硬性要求，但对可靠性、节能高效等要求的不多，这就要求起重机行业以造福社会为己任，开发出高效可靠的产品。加大科研投入，提高研发能力。一方面要求企业对开发手段进行更新，加强同科研、院校的联合，积极利用可利用资源，提高研发水平。抓住欧美工程起重机行业发展势头减慢的契机，加强同国外先进技术的交流，减少同先进水平的差距8。二、我国现状（1）从市场方面看中国工程起重机取得了长足的发展，我国2003年工程起重机的销售量近9000台，比北美、西欧和日本的需求总和还要大，中国已经成为世界起重机的中心。但另一方面，虽然年产销量巨大，但所生产的起重机是很单一的汽车起重机产品，履带式起重机的产量全年不到100台，而汽车起重机的产量也集中在12吨到25吨的吨位区间内，35吨以上的起重机全年总量也只在500台左右。主要生产厂家为徐重、北起、等厂家。近年来徐重依托区位优势、资源优势和技术优势，一度打破了“四大家族”的行业格局，使产量和市场占有率一度飚升，同时依靠技术创新引领行业发展。虽然我国曾于上世纪引进了德国和日本的先进技术，但由于国内配套件水平跟不上以及国内工艺水平跟不上等原因，即使是同样的技术，由于工艺水平和配套水平的差异，造成产品实物水平与国外存在着很大的区别。同时，近期我国起重机市场以个体用户为主，各生产厂家不断完善产品系列，不断提高产品作业性能，而相对忽视了对产品可靠性的改进（受国家基础工业的限制），对结构创新、新技术的运用推广相对较少，严重减慢了我国工程起重机行业技术进步的步伐。目前我国工程起重机产品以满足国内市场为主，部分销往非洲、中东、南美、澳州和前苏联市场911。其他地区如印度主要生产小吨位汽车起重机、移动式起重机（可吊重行驶但不能回转），韩国生产小吨位全路面起重机、俄罗斯等独联体国家生产中小吨位汽车起重机，其产量较低、技术比较落后，发展前景容乐观12。（2）从产品类型上看我国工程起重机行业在9499年是发展低谷，5年中行业几个主要的生产厂家，苦练内功，积极组织产品变型和换代，在产品外观上下功夫。从99年以来，随经济建设新一轮启动，工程起重机市场竞争格局发生巨大变化，各企业不断调整思路、更新观念、转换机制、提高核心竞争力，努力开发产品，开拓市场。产品重心也从8T、12T向16T、25T、50T中大吨位发展，25T增速最快，产量不断翻新，基本占据主导地位。50T产品由于需求面较广，技术逐渐成熟，也大批量进入市场。目前国内主要产品系列，汽车起重机为8T、12T、16T、20T、25T、35T、50T、65T、80T、L00T，全地面起重机为25T、50T、125T、160T和履带起重机为35T、50T、L00T、150T13。3）从我国工程起重机行业技术发展趋势上来看国内工程机械产品近十年来随着技术的引进、消化、吸收，有了长足的进步，产品性能、可靠性、外观都有较大幅度的提高，但同国外工程机械比较来看，还存在较大差距，就工程起重机而言，今后的发展主要表现在如下几个方面整机性能由于先进技术和新材料的应用，同种型号的产品，整机重量要轻20左右。随着结构分析应用和先进设备的使用，结构形式更加合理；高性能、高可靠性的配套件，选择余地大、适应性好,性能得到充分发挥；电液比例控制系统和智能控制显示系统的推广应用；操作更方便、舒适、安全，保护装置更加完善；向吊重量大、起升高度、幅度更大的大吨位方向发展14。三、国外现状美国工程起重机行业的技术水平相对落后于欧洲。不过近年来，美国工程起重机械业通过收购和合并已经开始蓬勃发展。目前该地区主要生产轮胎起重机、履带式起重机、全路面起重机和汽车起重机。主要生产企业为马尼托瓦克公司，特点是技术较先进、性能较高、可靠性能高，其中汽车底盘技术和全路面技术领先于欧洲，产品主要销往美洲地区和亚太地区。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球15。参考文献1张质文，包起帆等起重机设计手册北京中国铁道出版社，20012倪庆兴，王殿臣起重输送机械图册（上册）北京机械工业出版社，19913赵从容机械创新设计与起重机广州全国机械装备先进制造技术广州高峰论坛云南省分论坛论文集20104中国工程机械工业协会中国工程机械工业年鉴2012北京机械工业出版社20125陈国璋,孙桂林起重机计算实例北京中国铁道出版社，19946孙恒，陈作模机械原理（第六版）北京高等教育出版社，20007付荣柏起重机钢结构制造工艺北京中国铁道出版社，19918徐格宁起重输送机金属结构设计北京机械工业出版社，20039王积永,张青起重机械钢结构设计北京化学工业出版社，201110丁克勤,乔松起重机械虚拟仿真计算与分析北京机械工业出版社201011全国起重机械标准化技术委中国机械工业标准汇编北京中国标准出版社200712胡宗武,汪西应起重机设计与实例北京机械工业出版社200913西南交通大学等起重机设计手册北京机械工业出版社，200114杨长揆，傅东明起重机械（第二版）北京机械工业出版社，199115关秦川起重机整机稳定性研究四川西南交通大学2007毕业设计开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）此次设计的目的是为了熟悉和提高机械专业学生的设计水平，本设计通过了解壁行式悬臂起重机结构，完成壁行式悬臂起重机的结构设计计算，并对关键件进行三维建模，分析其关键零部件的力学性能。21本课题拟研究解决的问题研究设计壁行式悬臂起重机的结构是为了能尽量节省更多的成本和材料，使其工作效率更高，可承载重量更大。通过本设计，一是解决起重机经验设计试凑法浪费严重的问题；二是从理论与实践两个方面提高专业知识水平和设计能力。22本课题的研究内容掌握三维设计软件及分析软件的使用技术；根据相关参数，熟悉壁行式悬臂起重机的结构计算；根据相应计算结果对壁行式悬臂起重机进行三维建模，并绘制二维工程图；对所建模型进行分析；绘出（或打印出）部分相关工程图。23研究技术路线根据设计要求和技术指标，结合相关国家及行业标准，确定技术特性、主要尺寸参数，绘制整体结构草图，根据技术指标，计算确定相关载荷部件的尺寸，并结合国家标准及技术现状，进行相关尺寸的协调。设计过程中，先绘制草图，然后重点计算悬臂及立柱部分。边计算边画部件图，最后绘制出完整的总图，在标注部分，查阅最新国家标准，并将其贯彻到设计图纸中。最后，适用有限元分析等辅助设计软件，优化设计方案即可。24设计方案（1）进行壁行式悬臂起重机总体设计整体尺寸和连接的确定及其悬臂梁的刚度计算。机构架采用双主梁偏轨箱形梁结构,小车轨距设计为1M。两根主梁左端用高强度螺栓与门架联接,右端通过端梁将两根主梁联为一体,端梁上布置有起升机构的平衡滑轮和运行机构的转向滑轮；上、下水平轮采用平衡臂结构,降低了轮压,保证运行的平稳可靠,并有效解决了由于轨道安装误差和设备制造误差造成的卡轨、单轮悬空等现象；为了减少运输变形和现场组装的工作量将大车运行机构的轮箱与门架焊接为一体。（2）大车运行机构传动方案的确定经比较后，为了起重机运行机构紧凑布置，运行机构采用“三合一”驱动部件分别驱动；采用双轮双驱动，2台承载功率为15KW的三合一立式减速器,减速器通过一对开式齿轮降速后直接驱动车轮行走。三合一传动部件具有安装方便,重量轻,传动扭矩大等特点,采用这种紧凑的布置简化了结构,节省了空间。25时间安排3月25日4月2日确定各项数据参数；4月3日4月10日学习掌握SOLIDWORKS、COSMOSWORKS等三维建模及有限元分析软件；4月10日4月21日结构具体设计计算；4月22日4月28日结构论证、审核；4月29日5月4日总装图和部件图设计；5月5日5月12日主要