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的最佳手段。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、塔身的设计、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。

2、毕业设计（论文）课题任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

（1）设计任务：

①总体参数的选择（QTZ40级别）

②结构形式

（2）总体设计

①主要技术参数性能

②设计原则

③平衡重的计算

④塔机的风力计算

⑤整机倾翻稳定性的计算

（3）塔身的设计和计算

①塔身的结构形式及尺寸

②塔身的设计和有限元分析及计算

（4）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。

⑤设计成果要求：

1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。

2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。

3）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。

4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。

其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。

3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：

① 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）、批准，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。

② 图纸一套

不少于四张零号图纸量。

4、主要参考文献：

【1】董刚　李建功　潘风章主编　《机械设计》　北京：机械工业出版社　1998

【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.

【3】成大先主编《机械设计手册》（第4版）北京：化学工业出版社　2002

【4】顾迪民主编《工程起重机》（第2版）北京：中国建筑工业出版社　1988

【5】刘品主编《互换性与测量技术基础》（哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社　2001

【6】徐灏主编《机械设计手册》（第2版）　北京：机械工业出版社　2000

【7】曹双寅主编《工程结构设计原理》　南京：东南大学出版社　2002

【8】刘鸿文主编《材料力学 Ⅰ》（第4版）高等教育出版社

【9】《QTZ50塔式起重机使用说明书》

【10】张青张瑞军编著《工程起重机结构与设计》北京：化学工业出版社，2008.7

【11】范俊祥主编《塔式起重机》中国建材工业出版社

【12】许镇宇、邱宣怀主编：《机械零件》人民教育出版社

【13】刘佩衡主编《塔式起重机使用手册》北京：机械工业出版社，2002

【14】中国建设部《钢结构设计规范》 2003.12

【15】黄靖远龚剑霞贾延林《机械设计学》北京工业出版社，2002

【16】GB/T　75144-1994 《塔式起重机安全规程》　

【17】孙在鲁著《塔式起重机应用技术》北京：中国建材工业出版社，2003.5

【18】邢静忠编著《ANSYS应用实例与分析》北京：科学出版社，2006

【19】张方瑞主编《ANSYS应用基础与实例教程》北京：电子工业出版社，2006.9

【20】陈精一编著《ANSYS工程分析实例教程》北京：中国铁道出版社，2007.5

5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：

起迄日期工作内容

2013.3.25-2013.3.28

2013.3.29-2013.4.13

2013.4.14-2013.4.20

2013.4.21-2013.5.15

2013.5.16-2013.6.5

2013.6.6-2013.6.19

2013.6.20-2013.6.21

熟悉整理资料

方案选择及总体设计

绘制总图

塔身设计

绘制塔身装配及结构图纸

绘制零件图纸

准备论文及答辩

第1章前言

1.1 塔式起重机概述

在建筑工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机械很多，应用最广泛的是塔式起重机。塔式起重机，又称塔机、塔吊。起源于西欧，是现代工业与民用建筑的主要施工机械之一。在高层建筑中其幅度利用率高(80﹪),相对于其它类型起重机优势明显，故在建筑安装工程中得到广泛应用。作为一种重要的施工机械，塔式起重机有多种类别、形式、性能、大小等，但其共同特点是工作效率高、适用范围广、回转半径大、操作方便等。应用塔式起重机对于加快施工进度、缩短工期、降低工程造价有重要的作用。同时，为了适应建筑物结构件的预制装配化、工厂化等新工艺、新技术应用的不断扩大，现在的塔式起重机必须具备下列特点：

1.起升高度和工作幅度较大，起重力矩大。

2.工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能。

3.要求装拆、运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需

要。

QTZ40型自升式塔式起重机，其吊臂长40米，最大起重量4吨，额定起重力矩40吨米。是一种结构合理、性能比较优异的产品，比较目前国内外同规格同类型的塔机具有更多的优点，能满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和构件的调运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。整机结构不算太大，可满足中小型施工的要求。

本机以基本高度（独立式）30米。用户需高层附着施工，只需提出另行订货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100米，也就是附着高层施工可建高楼32层以上。

1.2 塔式起重机发展情况

塔式起重机是在二次世界大战后才真正获得发展的。战后各国面临着重建家园的艰巨任务，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重机。欧洲率先成功，1923年成功制成第一台比较完整的塔式起重机，

在我国，塔式起重机的生产与应用已有40多年的历史，经历了一个从测绘仿制到自行设计制造的过程。

20世纪50年代，为满足国家经济建设的需要，中国引进了前苏联以及东欧一些国家的塔式起重机，并进行仿制。1954年仿制民主德国设计的样机，在抚顺试制成功了中国第一台TQ2-6型塔式起重机。随后又仿照前苏联样机，研制了15t与25t塔式起重机，这个时期中国生产与使用的塔式起重机的数量都较少。

20世纪60年代，由于高层、超高层建筑的发展，广泛使用了内部爬升式和外部附着式塔式起重机，并在工作机构中采用了比较先进的技术，如直流电机调速、可控硅调速、涡流制动器，在回转和运行机构中安装液力耦合器等。在此时期，中国开始进入了自行设计与制造塔式起重机的阶段。1961年，首先在北京试制成功了红旗-11型塔式起重机，它也是中国最早自行设计的塔式起重机。随后，中国又自行设计制造了TQ-6型等塔式起重机，至1965年全国已有生产厂10余家，生产塔式起重机360多台。这些塔式起重机都是下回转动臂式，可整体托运，能满足六层以下民用建筑施工的需要。

20世纪七十年代，塔式起重机服务对象更为广泛。塔式起重机的幅度、起重量和起升高度均有了显著提高。为了满足市场各方面的要求，塔式起重机又向一机多用方向发展。中国塔式起重机进入了技术提高、品种增多的新阶段。1972年中国第一台下回转的轻型轮胎式轨道两用起重机问世；同年为了北京饭店施工，中国又自行设计制造了QT-10型自升式塔式起重机，该机的起重力矩为1600kN·m。这一时期还先后开发了ZT100、ZT120、ZT280等小车变幅自升式塔式起重机、QT-20小车变幅内爬式塔式起重机，QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回转动臂自行架设快装塔式起重机等，其年产量最高超过900台，标志着中国塔式起重机行业进入了一个新的阶段。

20世纪80年代，中国塔式起重机相继出现了不少新产品，主要有QTZ100、QTZ120等自升式塔式起重机，QT60、QTK60、QT25HK等下回转快装塔式起重机等。这些产品在性能方面已接近国外70年代水平，这一时期的最高年产量达1400台。与此同时，随着改革开放和国际技术交流的增多，为满足建筑施工的需要，也从国外引进了一些塔式起重机，其中有联邦德国的Liebherr、法国的Potain以及意大利的Edilmac等公司的产品。由于这些塔式起重机制造质量较好，技术性能比较先进，极大地促进了中国塔式起重机产品的设计与制造技术的进步。20世纪90年代以后，中国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。全国塔式起重机的总拥有量也从20世纪50年代的几十台截至2000年约为6万台。至此，无论从生产规模、应用范围和塔式起重机总量等角度来衡量，中国均堪称塔式起重机大国。

1.3塔式起重机的发展趋势

根据国内外一些技术资料的介绍，塔式起重机的发展趋势具体归纳为以下几个方面。

1、吊臂长度加长

在20世纪60年代初，吊臂长度超过40m的较少，70年代吊臂长度已能做到70m。快速拆装下回转塔式起重机的吊臂长度可达到35m。自升式塔式起重机吊臂是可以接长的，标准臂长一般为30～40m，可以接长到50～60m。重型塔式起重机吊臂则更长。随着塔式起重机设计水平的提高，可以解决由臂长加大带来的一些技术问题，而低合金高强度钢材及铝合金的广泛采用也为加长吊臂提供了非常有利的条件。

2、工作速度提高，且能调速

由于调速技术的进步，混轮组倍率的可变、双速、三速电动机及直流电动机调速的应用，使塔式起重机工作速度在逐渐提高。20世纪50年代生产的塔式起重机工作速度较低，起升速度一般只有20～30m/min，回转速度为0.6～1r/min，变幅速度为30～40m/min，大车行走速度为10～40m/min，而近几年来塔式起重机工作速度已有提高。起升机构普遍做到具有3～4种工作速度，重物起升速度超过100m/min者已经很多，构件安装就位速度可在0～10m/min范围内进行选择，回转速度一般可在0～1r/min之间进行调节，小车牵引和塔式起重机行走大多也有2～3种工作速度，小车牵引速度最快可达60m/min。

3、改善操纵条件

随着塔式起重机向大型、大高度方向发展，操作人员的能见度越来越差。因此需要在吊臂端部或小车上安装电视摄像机，在操作室利用电视进行操作。有的还采用了双频道的无线电遥控系统，不仅可由地面的操作人员控制吊装，还可以根据事先编排的程序自动进行吊装。

4、更多地采用组装式结构

为了便于产品更新换代，简化设计制造、使用与管理，提高塔式起重机使用的经济效益，国外塔式起重机专业厂已做到产品系列化、部件模数化。以不同模数塔身、臂架标准节组合成变断面塔身和臂架，这不仅能提高塔身、臂架的力学性能，减轻塔式起重机自重，而且可明显减少使用单位塔架、臂架的储备量，为降低成本、简化管理创造了条件。

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内容简介：: 河北建筑工程学院毕业设计（论文）任务书课题名称QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计系：机械工程系专业：机械设计制造及其制动化班级：机095 姓名：王龙飞学号： 2011407526 起迄日期：2013年3月25日 2013年 6月21日设计（论文）地点: 综405 指导教师：李常胜辅导教师：发任务书日期：2013年3月 5 日1、毕业设计（论文）目的：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的最佳手段。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、塔身的设计、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。2、毕业设计（论文）课题任务内容和要求（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）结构形式（2）总体设计主要技术参数性能设计原则平衡重的计算塔机的风力计算整机倾翻稳定性的计算（3）塔身的设计和计算塔身的结构形式及尺寸塔身的设计和有限元分析及计算（4）要求主要任务：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。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。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。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。设计成果要求：1）凡给定的设计内容，包括说明书、计算书、图纸等必须完整，不得有未完的部分，不应出现缺页、少图纸现象。2）对设计的全部内容，包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等，均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念，能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求，有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3）说明书、计算书内容要精练，表述要清楚，取材合理，取值合适，设计计算步骤正确，数学计算准确，各项说明要有依据，插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准，且清洁整齐。4）对国内外塔式起重机情况有一般的了解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。3、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）、批准，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。4、主要参考文献：【1】董刚李建功潘风章主编机械设计北京：机械工业出版社1998【2】张质文，虞和谦等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社.1997.【3】成大先主编机械设计手册（第4版）北京：化学工业出版社2002【4】顾迪民主编工程起重机（第2版）北京：中国建筑工业出版社1988【5】刘品主编互换性与测量技术基础（哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2001【6】徐灏主编机械设计手册（第2版）北京：机械工业出版社2000【7】曹双寅主编工程结构设计原理南京：东南大学出版社2002【8】刘鸿文主编材料力学（第4版）高等教育出版社【9】QTZ50塔式起重机使用说明书【10】张青张瑞军编著工程起重机结构与设计北京：化学工业出版社，2008.7【11】范俊祥主编塔式起重机中国建材工业出版社【12】许镇宇、邱宣怀主编：机械零件人民教育出版社【13】刘佩衡主编塔式起重机使用手册北京：机械工业出版社，2002【14】中国建设部钢结构设计规范 2003.12【15】黄靖远龚剑霞贾延林机械设计学北京工业出版社，2002【16】GB/T75144-1994 塔式起重机安全规程【17】孙在鲁著塔式起重机应用技术北京：中国建材工业出版社，2003.5【18】邢静忠编著ANSYS应用实例与分析北京：科学出版社，2006【19】张方瑞主编ANSYS应用基础与实例教程北京：电子工业出版社，2006.9【20】陈精一编著ANSYS工程分析实例教程北京：中国铁道出版社，2007.55、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容2013.3.25-2013.3.282013.3.29-2013.4.132013.4.14-2013.4.202013.4.21-2013.5.152013.5.16-2013.6.52013.6.6-2013.6.192013.6.20-2013.6.21熟悉整理资料方案选择及总体设计绘制总图塔身设计绘制塔身装配及结构图纸绘制零件图纸准备论文及答辩教研室审查意见：教研室主任签字：年月日系审查意见：系主任签字：年月日河北建筑工程学院毕业实习报告系别机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级机095 姓名王龙飞学号 2011407526 指导教师李常胜实习成绩毕业实习报告1. 实习目的毕业实习是我们学院教学计划规定的全部课程后，在进行毕业论文(或设计)之前的一个重要的教学环节，是一个理论联系实际，锻炼和提高学生组织管理能力，培养分析，解决实际问题能力的教学过程。通过实习使我们达到以下目的： 1.加深对所学专业课程的理解,增强综合运用专业知识的能力。 2.熟悉专业工作的内容,提高运用理论知识解决实际问题的能力。 3.为毕业论文(设计)收集资料。大学的最后半学期，我们的主要任务是进行毕业设计，把我们大学四年所学到的机械知识理论联系现实生产需求进行综合应用，这样我们既可以进一步巩固所学的理论知识，又能对即将走向的工作岗位作一次实战性的演习。而毕业实习则是工本科学生的一个很重要的实践性教学环节，使我们直接接触企业，为毕业设计提供实践材料，是进行毕业设计的前提。毕业实习的任务是根据机械设计制造及其自动化专业的培养目标，通过参观相关的机械企业或部门，培养我们重视实践、增强理论联系实际的观念，深入调查研究、拓宽视野、增强面向人才市场、服务于社会的观念，培养综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法，并为毕业设计提供资料。其目的是使我们对实践生产有一个基本的了解和认识，能够做到理论联系实际，扩展自己的专业知识；同时锻炼和培养大学生的业务能力及自身素质，使我们这些当代大学生养成吃苦耐劳的精神，并且能够让我们提前接触社会、了解产业状况、了解基本国情，逐步实现由学生到社会人才的转变；另外通过撰写实习报告，使我们学会综合应用所学知识，提高应用专业知识的能力，并为撰写毕业论文做好准备。事实上，毕业实习给我们的毕业设计提供了一个良好的开始 2. 实习内容塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一一起重力矩表示塔机的起重能力。我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步,相对于中西欧国家由于建筑业疲软造成的塔机业的不景气, 我国的塔机业正处于一个迅速的发展时期。而我们就在导师李老师的带领下我们来到了张家口市建筑工程机械厂，这个厂子主要是塔式起重机的组装厂，其型号是QZT40，接待我们的是我们曾经的学长，首先，学长现对我们进行了安全教育，每个人都带上了安全帽，由于是工厂实习，大家对安全问题还是很关心的，学长们对此也一直强调。接下来我们就进入了实习工厂，在厂里我们首先看到了两种动臂的起重机，塔式起重机的动臂形式分水平式和压杆式两种。动臂为水平式时，载重小车沿水平动臂运行变幅，变幅运动平衡，其动臂较长，但动臂自重较大。动臂为压杆式时，变幅机构曳引动臂仰俯变幅，变幅运动不如水平式平稳，但其自重较小。塔式起重机的起重量随幅度而变化。起重量与幅度的乘积称为载荷力矩，是这种起重机的主要技术参数。通过回转机构和回转支承，塔式起重机的起升高度大，回转和行走的惯性质量大，故需要有良好的调速性能，特别起升机构要求能轻载快速、重载慢速、安装就位微动。一般除采用电阻调速外，还常采用涡流制动器、调频、变极、可控硅和机电联合等方式调速。在这里我们主要参观了水平式动臂的塔式起重机，我们先参观了塔式起重机起升机构的电机，塔式起重机的电机选择要有起重量来决定，在这里我们发现了两种不同形的电机与卷筒的排列方式，一种是“L”型，一种是“二”型。接下来是塔身和起重臂的参观。他们都采用了衍架结构，固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。而我们参观的也是固定式塔机。塔身标准节之间的连接螺栓的强度及其紧固要求非常重要。首先螺栓的强度等级必须满足说明书的规定要求，塔式起重机常用的有88级和109级两种；其次标准节法兰面间始终要保持用于克服转矩产生的剪力的摩擦力，防止法兰面间出现间隙。当自升式塔机在达到其自由高度继续向上顶升接高时，为了增强其稳定系数保持起重能力，必须通过锚固附着于建筑结构上。附着层次与施工层建筑总高度、塔机和塔身结构、塔身自由高度有关。一般来说，设置2道锚固着墨已可满足需要。在建筑物上的附着点的选择要注意：两附着加固定点之间的距离适当;固定点应设置在丁字墙和外墙转角处;对框架结构，附着点宜布在靠近柱的根部;布置在靠近楼板处以利传力和安装。为了防止配重块之间的晃动，这个厂子还做了次创新，即倾斜压紧措施。紧接着，老师又给我们讲解了塔机总体各工作机构的具体形式。塔式起重机由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。金属结构包括塔身、动臂和底座等。工作机构有起升、变幅、回转和顶升四部分。电气系统包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号及照明装置等。塔式起重机的起升和变幅机构均由电动机、联轴器、制动器、减速器和卷筒等部件组成。为提高塔机的生产效率，加快吊装的施工进度，各工作机构均应具备较高的工作速度，并要求启动和制动过程中都能平缓进行，避免产生急剧冲击，对金属结构产生破坏性影响。另外，工作机构与金属结构之间的关系协调，互不相碰。起升机构：起升机构是起重机机械的主要机构，用以实现重物的升降运动。起升机构通常由原动机、减速器、卷筒、制动器、钢丝绳、滑轮组和吊钩组成。回转机构:塔机是靠起重臂回转来保障其工作覆盖面的。回转运动的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上并由回转机构驱动小齿轮。小齿轮与回转支承的大齿圈啮合，带动回转上支座相对于下支座运动。我们设计的QTZ500塔式起重机的回转机构设成单回转式，通常由回转电动机、液力耦合器、回转制动器、回转减速器和小齿轮组成。变幅机构:变幅机构是实现改变幅度的工作机构，用来扩大起重机的工作范围，提高起重机的生产率。变幅机构由电动机、减速器、卷筒和制动器组成。功率和外形尺寸较小。变幅机构按其构造和不同的变幅方式分为运行小车式和吊臂俯仰式。塔机都设有安全保护装置，包括：起升高度限制器、起重量限制器、力矩限制器。老师为我们详细地讲解以后，我对自己的设计又有了更加直观深入的了解。3.实习结果这次毕业实习使我们的视野大大开阔，在实习时不但看到了与我的设计有关的塔式起重机，而且还具体了解了塔机的生产制作过程。通过这次毕业实习使我对所学理论得到了进一步理解、巩固和深化，培养了我收集资料的能力及提高分析问题和解决问题能力，也给我的设计带来了许多灵感。要想搞好设计，就要耐心仔细地查找与设计相关的资料和信息，从多方面找寻与设计相关的东西，它要包括设计产品的基本功能、主要结构、应用特点及其发展前途，市场效益等。除此之外，我们还要对各种零部件型号的选择，从实用性和经济性等方面进行深入的了解，全面的考虑。只有这样才能使自己做出的设计更具创新性和实用性。4.实习总结这次毕业实习进一步巩固和深化了我们所学的理论知识，弥补了以前理论教学的不足，扩大了我的视野。通过这次毕业实习使我对所学理论得到了进一步理解、巩固和深化，培养了我收集资料的能力及提高分析问题和解决问题的能力，也给我的设计带来了许多灵感。要想搞好设计，就要耐心仔细地查找与设计相关的资料和信息，它要包括设计产品的基本功能、主要结构、应用特点及其发展前途，市场效益等。此次去天力塔吊租赁公司，使我对塔式起重机有了一个比较感性和直观的认识。以前也看到一些塔式起重机，但是没有认真观察过。对于塔式起重机的印象基本上只停留在课本上的几个简单的图片上。通过本次实习，我对塔式起重机有了一个相对全面的基本认识，培养和锻炼了我的综合运用课本所学的基础理论、基本技能和专业知识，为接下来的毕业设计打下一个良好的基础，也为我毕业后走上工作岗位打下一定的基础。总之，在此，感谢老师们给我们带来这次难得的实习机会，使我学到了很多课本以外的知识，同时也提高了自己的能力，积累了一些宝贵的经验,受益匪浅,我在以后的工作中一定会认真努力，格要求自己，饱满的热情做好自己的本职工作。河北建筑工程学院本科毕业设计（论文）题目QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计学科专业机械设计制造及其自动化班级机095班姓名王龙飞指导教师李常胜辅导教师河北建筑工程学院毕业设计（论文）开题报告课题名称QTZ40塔式起重机总体及塔身有限元分析法设计系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：机095 学生姓名：王龙飞学号： 2011407526 指导教师：李常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(一) 塔式起重机概述塔式起重机是一种塔身树立起重臂回转的起重机械，简称塔机，也叫塔吊，起源于西欧。具有工作效率高、使用范围广、回转半径大、起升高度大、操作方便以及安装与拆卸比较简便等特点。主要完成在高层建筑施工中预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作。塔式起重机必须具备下列特点：起升高度和工作幅度较大、起重力矩大；工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能；要求拆装运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。(二) 国外塔式起重机的发展现状二次世界大战结束以后，由于许多国家夷为平地，庞大而艰巨的家园重建工作，要求建筑施工实现机械化，以加快建设进度。作为建筑机械化主导机械，塔式起重机得以应运而迅猛发展。近些年来随着机械工业的进步塔式起重机又有了新的发展趋势。组合塔机或称模块塔机：所谓组合塔机，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔机分解为若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理将各部分划分并设计成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特点的塔机，以满足施工的具体要求。一些超重型塔机相继问世：近年来由于大功率电站、高坝、近海石油钻井平台、天然气钻井平台以及石油化工业发展的需要，对重型和超重型塔机提出了更多更高的要求。如今，幅度7090m、最大起重量5060t、起升高度100300m的塔机已非罕见。适应都市改建需要的城市塔机应运而生，并得到发展，其特点是：采用短平衡臂、可在4m4m6m6m尺寸范围内进行X形底架、运输方便快捷、安装架设速度快、采用较完善的调速、操纵系统和电子仪表。(三) 我国塔式起重机的发展趋势我国大规模经济建设已有二十来年的历史，这二十来年里，大量建筑物的涌现和大型工程的兴建，铁路、公路桥梁的建设，给塔式起重机提供了良好的市场。我国的塔式起重机发展趋势可以分以下几个方面：1 我国塔机产品的品种、型号、规格应向多样化发展，以适应不同工程、不同用户的需求。2 适当发展动臂式自升塔机和折曲式两用臂架自升塔机的生产，以适应塔机出口市场和国内大中型城市内某些特定工程和钢结构高层建筑施工的需要。3 更多的采用组装式结构，做到产品系列化，部件模数化，以不同模数塔身、臂架标准节组合成的变断面塔身和臂架，这不仅能提高塔身、臂架的力学性能，减轻塔式起重机自重，而且可明显减少使用单位塔架、臂架的储备量，为单位节约成本。便于产品更新换代，简化设计制造，提高塔机使用的经济效益。(四) QTZ40塔式起重机概述 QTZ40塔式起重机为按照最新标准JG/T5037-93塔式起重机分类设计的加强型塔式起重机。额定起重力矩40tm，最大起重量为4t。该机以基本高度30m供货，用户若需高层附着施工只需向厂方提出另行供货要求，即可增加某些部件实现本机的最大设计高度100m,也就是附着高层施工可建高楼32层以上。(五) ANSYS软件的发展状况“有限元”这个词语于1965年首次被提出，经过大约40多年的不断发展和完善，到今天已广泛应用于各种不同的工程之中，有限元思想的核心就是把实际结构离散化，假想地使实际的结构离散为有限数目个类似结构的个体，然后通过分析这些有限个体的性能来求出满足实际工程要求的计算结果，从而代替对于具体复杂实际结构的求解。经过离散化，应用有限元思想，可以解决很多实际复杂的工程问题，并在理论研究和工程应用两方面都具有极其重要的实用价值。1970年，美国著名力学专家、匹兹堡大学教授 John Swanson创建了ANSYS公司，通过四十余年的发展壮大，已经逐渐成为全球CAE行业中最大的公司。在发展过程中，ANSYS软件不断改进提高，性能也不断增强，可靠性也不断得到保证，在易用性和适应运行环境等其他方面也日趋完善，基本上完全能够满足当前用户对于有限元分析软件的要求。ANSYS作为一个大型通用软件，可以广泛的应用于结构、流体、声场、热、祸合场、电磁场上面，其使用用户能够涵盖机械、土木建筑、水利、生物、医学、能源、航空航天和交通运输等各行各业的不同领域，利用ANSYS软件，能够将实际模型置于各种各样不同的复杂实际工况之中，准确并合理的分析，优化设计，减少实际试验的物质和人力投入，提高工作效率，缩短研发周期从而能够为提高利润做出贡献。使用ANSYS软件分析，包含以下几个过程:建立模型、划分网格、加载和求解、结果后处理。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的最佳手段。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、塔身的设计、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。随着市场竞争的日益激烈，降低成本、提高产品质量及缩短产品开发周期已经成为企业生存和发展的关键。塔式起重机尤其是大吨位的塔机，其施工高度高，塔身成本占总成本的比重较大，通过塔身的结构优化，降低塔身重量是降低塔式起重机成本的关键之一。传统的设计方法，一般是根据经验选定塔身的截面尺寸、主弦杆和腹杆的截面面积以及节距等参数，然后进行校核，这样设计的塔身, 结构自重偏大，材料的利用率低，成本高，经济效益不好。塔机结构现正经历从传统设计到现代设计方法的过程。传统设计计算复杂、耗时，不利于在激烈市场竞争中缩短设计周期，提高设计质量。计算机辅助设计、优化设计和有限元法等现代设计方法受到塔机科技人员越来越广泛的重视。塔身是塔式起重机的重要组成部分,利用大型有限元软件ANSYS对QTZ40塔式起重机塔身进行工作及非工作状态分析计算，得到了塔身工作及非工作状态总位移分布云图、各种状态下塔身当量应力分布云图；根据分析结果对其结构进行了有限元分析法设计，有效控制了可能出现的危险，增强了设备的安全性。三、主要内容、研究方法、研究思路(一) 主要内容（1）设计任务：总体参数的选择（QTZ40级别）结构形式（2）总体设计主要技术参数性能设计原则平衡重的计算塔机的风力计算整机倾翻稳定性的计算（3）塔身的设计和计算塔身的结构形式及尺寸塔身的设计和有限元分析及计算(二) 研究方法类比法：参考国内同类型塔式起重机设计；有限元分析法：利用有限元分析软件对塔身进行设计计算。(三) 研究思路在毕业设计时,当我们收到设计任务书时首先对研究对象进行细致的调查, 收集国内外有关资料并通过对资料的调研、加工与整理

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