QTZ40塔式起重机总体设计及臂架设计开题报告

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 1）塔式起重机发展历史欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321塔式起重机（tower crane）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)z称为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, 1954年，中国在抚顺仿造成功民主德国建筑师I型塔机（TQ2-6型），随后又仿照前苏联样机，研制了15t与25t塔式起重机，标志着本土塔吊产业正式兴起。进入1960年代后，又自行设计了25tm、40tm、60tm 几种机型，多以动臂式为主。而在走向改革开放的20世纪70年代，随着高层建筑的迅速增加，中国塔吊产业也迎来了快速发展阶段。于是，160tm 附着式、45tm内爬式、120tm自升式等塔机相继问世。 进入80年代后，中国塔机行业得到快速发展，主要有QTZ 100、QZT 120等自升式塔式起重机，QT 60、QTK 60、QT 25HK 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曾多，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。 而在20世纪90年代，中国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加进入了一个新的兴盛时期，年产量连年猛增，且有部分产品出口到国外。值得一提的是，自1992年起，塔机年出口量均大于进口量均大于进口量，年出口金额均大于进口金额，到目前为止年贸易顺差已达800多万美元，在基本上满足国民经济发展需要的前提下述可以出口创汇。至此，无论从生产规模、应用范围和塔式起重机总量等角度衡量，中国均堪称塔式起重机大国。2）我国塔机行业的问题（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。3）我国塔式起重机发展的前景塔式起重机发展面临新的挑战，塔式起重机的经营在经济危机冲击下，要恢复仍需加以时日。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露出疲态。未来的投资欲回归理性，或许应该将目光投向二三线城市。国内部分的二三线城市的塔式起重机市场已具备投资商圈地的条件。我国塔式起重机的发展暂时还面临这许多困难，但值得高兴地是越来越多的企业已经认识到塔式起重机的巨大发展潜力和发展前景。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巨大地生机和活力。2.资料搜集通过查阅各种起重机的结构和工作原理，观察现用过程，根据塔式起重机自身工况及工作要求合理设计。3.设计准备通过查阅相关资料已经明确设计要求，工作条件，设计内容和步骤。通过查阅有关设计资料参观实物和模型等，了解了设计对象的性能，结构及工艺性备好设计需要的资料，绘图工具；拟定设计计划等。二、本课题的目的（重点及拟解决的关键问题）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。目前国内外先进的机械产品设计制造都离不开有限元分析计算,在工程设计和分析中受到越来越广泛的重视,其计算结果不仅详尽,而且更具可靠性。采用有限元分析的方法进行机械产品的设计计算将会极大地提高设计效率、保证其设计质量。设计者只需借助通用有限元软件建立模型并进行仿真分析,就能真实地反映机械产品的尺寸外形特征和工作过程,并进行各种类型的力学分析,尽早发现设计缺陷,从而有效地缩短研发周期,降低生产成本,使产品的结构和性能更加合理。本论文将应用有限元软件ANSYS10.0对塔机总体及塔身臂架结构进行快速校核分析。3、 主要内容、研究方法、研究思路主要内容:（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） 吊臂的设计和计算 吊臂的形式及尺寸（变截面）（双吊点） 吊臂的强度、稳定性及刚度验算研究方法（1）资料的准备 通过上网和毕业实习，搜集同类已研发产品相关资料，了解国内外塔式起重机总体设计和起升系统的设计的已研发的产品，借鉴这些产品的设计思路为自己的设计做准备。了解所做设计中的标准部件的相关信息，为以后设计做好准备。 （2）参数确定根据所查资料，了解到起重机的相关参数，和对标准部件的了解，选择能免租条件的相关零件。根据传统设计方法并结合相似的产品结构进行具体的设计，在设计中确定个关节的合理尺寸和形状。整体和各个部件的形状和尺寸确定后，用二维作图工具（autoCAD等）绘制出个主要部件的图形图和总装图。明确产品的具体具体设计尺寸和形状。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、加工与整理了解国内外的使用、生产、设计和科研情况，并进行分析比较，制定设计原则。设计原则应当保证所设计的机型符合有关的方针政策。在毕业设计工作中，通过掌握正确的设计思想，综合运用多学科的理论、知识与技能在认真的科学态度和严谨的工作作风下分析并解决设计中遇到的问题。四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）熟悉整理资料方案选择及总体设计绘制总图臂架设计绘制臂架装配及结构图纸绘制零件图纸准备论文及答辩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 五、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7 濮良贵、纪名刚主编.机械设计（第八版）.高等教育出版社8 弹簧起重机运输件五金件 作者: 成大先 出版社: 化学工业出版社9 吴振顺 液压控