开题报告-QTZ40塔式起重机总体及塔顶设计.doc

河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称QTZ400塔式起重机塔顶结构设计 系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机091 学生姓名： 穆业孟 学 号： 05号 指导教师： 李长胜 课题来源导师课题课题类别工程设计一、论文资料的准备1市场调查塔式起重机是动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。国外发展概况 塔式起重机真正获得发展的时间是在第二次世界大战后。战后各国面临着战后恢复生产建设的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。自塔式起重机在建筑施工中显露身手并逐渐成为工程机械一个重要分支以来，已经有60余年历史，其间利经了曲折复杂的发展阶段。70年代末，由于种种原因，国外塔式起重机制造业陷入了低谷，不少中小工厂纷纷停业或转产，仅少数大厂得以维持。直至80年代末才呈现逐渐复苏态势，1994年为复苏年头，复苏势头最好的国家为德国。据有关资料介绍，在塔机制造业鼎盛的70年代，西德拥有各式塔机48500台，80年代总量减至1/3，而后几年，东西德合并，基建规模扩大，塔机产量上升。如今世界塔机市场最为红火的地区为东欧和亚太（特别是东南亚）。活跃在塔机市场上的著名产商是；德国的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法国的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil 、 Nauva 、 EDILMAC ，西班牙的Comensa ，芬兰的 Betrox ，丹麦的KRLL 澳大利亚的Favco。这些大厂为了在国际塔机市场上占有更多份额，莫不注重总结经验，认真分析市场动态，下大力气进行产品的更新和开发。近年来，国外塔机在新产品开发上大致有下列一些特点： 更多的厂家注重开发经济型城市塔机并扩展成系列。 国外塔机新产品中，有一些新颖的轻、中型折叠式快速安装塔机颇引人注目。 根据一些国家城建当局的有关规定，为防止塔机臂架在狭窄的空间运行发生矛盾，避免吊臂相互碰撞以及碰到邻近的建筑物，在城市高层建筑密集地区施工必须采用动臂式自升塔式起重机。 在经过较长时间研制之后，履带式水平臂架塔机作为一种新产品正式问世。 变频调速系统在国外塔机新产品上得到推广应用。 高新技术开始在塔机上应用。 无论上回转或下回转式塔机，都十分重视驾驶室的平面设计和空间处理。 2我国塔式起重机行业的发展50 年代初，我国塔机由仿制开始起步，1954年仿制东德建筑师型塔机；60 年代自行设计制造了25tm、40tm、60tm 几种机型，多以动臂式为主；70 年代，随着高层建筑的增多，对施工机械提出了新的要求，于是，160tm 附着式、45tm内爬式、120tm自升式等塔机相继问世；自上世纪80年代以来，我国塔机行业得到快速发展，进入新世纪，塔机销量持续攀高，2001年行业统计销量9738台，2002年成为世界上首个塔机年产量突破10000台的国家。2004年，由于宏观调控作用以及起重机行业的结构调整，塔机的产销量有所回落，2005、2006年，在经济高速增长的强力拉动下，我国塔机的产销恢复高速增长，2006年销量已超过2万台。在中国塔式起重机的生产与应用已有近60年的历史，历经了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。由于我国加入WTO，冷静分析起来我国塔机生产的现状并不乐观，存在以下的问题： （1） 产品结构不合理，品种型号大同小异 技术法规限制了产品开发，由于80年代中国制定的产品型号分类标准，将起升速度、回转速度、变幅速度、行走速度、顶升速度、起重量、起重力矩等主参数以及下回转塔机的支腿跨距、尾部回转半径等几何尺寸都进行了严格的规定，这样严重限制了塔机的技术进步。而用户群不稳定也制约了技术进步，在中国大量中小型建筑企业资金不雄厚，缺乏长远规划，用的是大企业淘汰下来的二手货以及超期服役的旧塔机。因此，在发达国家广泛应用的运输便捷、架设迅速、使用安全的快速架设塔机在我国受到冷落。与此同时，企业创新能力不足也影响了产品发展，许多新建企业的研究开发能力较弱，大部分产品是与大专院校、科研单位联合开发的，同一个产品可以有几家甚至几十家生产，没有形成企业自己的特色。 （2）制造技术不适应 没有形成规模工业 近20年来，我国塔机制造业的水平虽然有所提高，但相对其他一些行业的先进制造技术还是落后的，与我们相近的工程机械骨干企业相比差距也很大，许多厂家生产效率底、环境污染多、造成焊接质量和成品外观质量都难以保证。只有极少数企业企业做到涂装前基底经处理。大多数企业的管理模式和生产方式还是传统的多级递进的静态不变的模式，有的还是小而全或大而全，专业化程度、工艺装备和管理水平低，很难适应多品种批量化生产和商品经济的激烈竞争，难以形成自己的民族规模工业。 因为行业统计只统计了二三十家生产企业的销量，全行业销量肯定远远超过统计数字。勿庸置疑，我国已成为世界民用塔机的生产大国，也是世界塔机主要需求市场之一。 (3) 研究表明在我国塔式起重机企业中，一直以来，产业集中度低，缺乏规模经济效益。近年来，由于市场竞争的不断加剧，企业间的兼并重组和品牌经营进程逐步加快，规模化经营初见成效。集团化和品牌连锁作为规模化经营的主要模式，在扩大和稳定客源、提高用户忠诚度、降低成本等方面有较大的优势。 我国塔式起重机的发展前景：塔式起重机发展面临新的挑战，塔式起重机经营在金融危机的冲击下，恢复仍需加以时日，而塔式起重机投资普遍被认为趋于饱和，塔式起重机的发展已初露疲态。未来的投资欲回归理性，或许需将方向转向二三线城市。未来投资的方向主要是二三线城市。国内部分二三线城市的塔式起重机市场已具备投资商圈地的条件。我国塔式起重机市场的发展暂时还面临着很多问题，但值得高兴的是越来越多的企业已经认识到了塔式起重机市场所具有的巨大发展潜力和广阔发展前景，对其未来发展趋势也达成了较为统一的认识，相信会给整个塔式起重机市场带来更大的生机与活力。 3QTZ40塔式起重机的整体和塔顶简介(1) QTZ40塔式起重机的整体简介QTZ40塔式起重机具有起升、回转、变幅、顶升四种工作机构，可单独或复合动作，可以获得较高的工作效率。顶升机构用于塔身接高或降塔,起升机构采用多速电机，有快速、中速和 慢就位多种速度，充分满足用户各种工况的需要。起重臂可左、右作540度全回转，回转、变幅灵活可靠，起吊就位准确，可满足建筑施工中垂直及水平运输的需 要。该机设有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回转限制器等安全保护装置齐全，灵敏可靠，确保塔机正常工作。另外，还设有休息平台、护栏等安全保护设施。司机室独立侧置，造型美观，视野开阔，内部空间大，操作方便。该机适用性好，广泛用于中高层以下的各类工业与民用建筑和滑模施工的吊装，也用于港口、货场的装卸。 (2) QTZ40塔式起重机的塔顶简介目前，国内应用较广泛的塔机塔顶形式有固定式塔顶和片式塔顶两种，固定式塔顶的结构形式为空间桁架，其弦杆和腹杆均为实心圆钢或钢管，迎风面积和风力系数小，从而减少了水平风力，甚至可以不考虑风载荷对其的直接影响。片式塔顶为铰交的结构形式所以其不承受弯矩、只承受轴向压力，而平衡臂固接于上转台，其受力状况较为复杂，其结构形式要求平衡臂臂架必须做成空间桁架结构，或者用大型型钢（工字钢）做成片式结构，用上下两个铰点固接于塔机的上转台，与上转台形成一个固定的结构体。片式塔顶结构简单、线条流畅、外形美观大方、受力简单，塔机架设既方便又省时省力 4资料搜集通过查阅各种型号的塔式起重机的结构及工作原理，观察现用其过程,根据塔式起重机自身工况以及工作要求合理设计 5.设计准备通过查阅相关资料已经明确设计要求、工作条件、设计内容的步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物和模型等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；备好设计需要资料、绘图工具；拟定设计计划等。二、本课题的目的（重点及创新点）本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识，训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计，使学生掌握塔式起重机的总体设计、吊臂的设计、整体稳定性计算等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。三、毕业设计（论文）任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1.设计任务：总体参数的选择（QTZ40级别）（1）结构形式2 总体设计 主要技术参数性能（1） 设计原则（2） 平衡重的计算（3） 塔机的风力计算（4） 整机倾翻稳定性的计算3 塔顶的设计和计算 （1） 塔顶的形式及尺寸（2） 塔顶的强度、稳定性及刚度验算4设计要求（1） 主要任务：学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制机械与电气工程图纸，独立撰写一份毕业论文，并绘制有关图表。（2） 知识要求：学生在毕业设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践，深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。（3） 能力培养要求：学生应学会依据技术课题任务，完成资料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书；培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力；培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法；锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。（4） 综合素质要求：通过毕业设计，学生应掌握正确的设计思想；培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；在工程设计中，应能树立正确的生产观、经济观与全局观。四毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）： 计算说明书一份 内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号），字数要求不少于2万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。 图纸一套不少于四张零号图纸量。五、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理资料2013.3.29-2013.4.13 方案选择及总体设计2013.4.14-2013.4.20 绘制总图2013.4.21-2013.5.15 塔顶设计20135.16-2013.6.5 绘制塔顶装配及结构图纸2013.6.6-2013.6.19 绘制零件图纸2013.6.20-2013.6.21 准备论文及答辩六、主要参考文献1 哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社2 董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社3 机械设计手册.化学工业出版社（5册）4 GB/T94621999 塔式起重机技术条件5 GB/T137521992 塔式起重机设计规范6 GB51441994 塔式起重机安全规程