开题报告：QY-12液压汽车式起重机总体及起重臂设计

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开题报告表课题名称QY-12液压汽车式起重机总体及起重臂设计课题来源自选项目课题类型计算设计指导教师学生姓名学号专业课题的意义汽车起重机是装在普通汽车底盘或特制汽车底盘上的一种起重机，其行驶驾驶室与起重操纵室分开设置，这种起重机的优点是机动性好转移迅速。缺点是工作时需支腿，不能负荷行驶，也不适合在松软或泥泞的场地上工作。中国生产的汽车式起重机大多是50吨以下的中小吨位的起重机，大吨位生产的很少，而随着社会的发展，对机动灵活的大型起重机械的需求越来越大，这都是汽车式起重机发展的养分，所以增大起重力矩迫在眉睫。增大起重力矩即意味着对整机的稳定性，起重臂的结构设计，以及各个部件的要求大幅增大。部分大型汽车式起重机还在伸缩臂上使用了单缸插销的伸缩技术，通过液压销作用，以单个液压油缸可完成多节伸臂的运动，并达到各种工况的程度控制和自动伸缩，改变了以往能不油缸加内部绳排的作业方式，使起重机相对更轻，拓展了起重机向更高工作高度发展的空间。主起重臂是起重机主要部件，吊臂起重性能与整机稳定性指标代表和体现起重机整机起重性能。所以吊臂的起重性能对汽车起重机而言意义极其重大。主起重臂材料由80年代的16Mn、15MnTi等有限的几种材质，发展到今天的屈服极限可达到60至110kg级的高强度合金材料，极大提高吊臂强度，减轻吊臂自重，吊臂的起重性能得到最大限度的提升。吊臂的截面形式有四边形、五边形、梯形、六边形、八边型、U型、椭圆形等。椭圆形截面的刚性和稳定性最好，但制造成本和工艺难度相当高，徐州重型机械有限公司已有此类产品问世。目前国内主要流行六边形截面，这种截面形式的吊臂相对于四边形的起重性能有了较大幅度的提升。汽车起重机的主起重臂多为伸缩式，伸缩动作由伸缩油缸及同步伸缩机构完成。25t起重机起重臂目前最多已经做到五节，伸缩机构有由两级伸缩油缸加两级同步伸缩机构构成，但这种形式的伸缩机构比较复杂，吊臂伸缩时更容易产生抖动现象，需要在装配调试时充分注意各伸缩钢丝绳的初始张紧力的平衡及吊臂之间的间隙需要调整均匀等等。在吊臂组装或拆卸时，对伸缩钢丝绳的保护一定要小心谨慎，以防被挤压损伤。目前世界上最先进的伸缩臂是连锁插销式顺序伸缩臂，这种吊臂结构紧凑，各伸缩臂间隙可以很小，更有利于提高吊臂的起重性能，但此种吊臂的插销控制复杂，制作精度要求高。目前国内只有徐工集团有此产品，受制于技术及制造水平，一开始可靠性差，使用效果并不理想，经过近几年的改进，可靠性有了很大改观，但距离国外水平还有很大差距。因此，想要提高我国的汽车式起重机的起重力矩，首先要解决的就是起重臂的结构问题与提高其承受载荷的能力，只有解决了起重臂的问题，方能打开我国大型起重机的市场之门。我选的这个课题就是根据自身的情况设计研究关于QY-12液压汽车式起重机的起重臂问题。国内外发展状况：目前世界上约有百余家企业生产汽车起重机，但著名的也就有十余家，如美国的格鲁夫、德国的利勃海尔、德马克、日本加藤、多田野等。生产的汽车起重机品种有数百种，90年代以来，生产，销售各种吨位的起重机万余台。以下就是几种外国著名的汽车起重机生产商：1:德国的DEMAG（德马克）老牌的起重机制造企业，曾经隶属于全球伍佰强的企业集团，最近几年，先后经历多次分拆重组和收购，使得发展受到影响，但是在业界中仍然被认为是顶级的企业。2006年公司合并报表的营业额大约7亿欧元。2:芬兰的Konecranes（科尼）该企业起源于芬兰的老牌企业集团kone公司，最初公司的规模和品牌等在欧洲都不是很显著，但是该公司采取积极的财务和发展战略，先后将业界赫赫有名的起重机公司如法国的Verlinde,德国的Nova,SWF，Stahl英国的Morris等收入囊中。目前公司的销售额应该是最大的。2006年全球的营业额大约10亿欧元。3:美国的Grove（格鲁夫）格鲁夫公司是全美最大的起重机制造厂。它的年产量占全国总产量的35%，全部采用液压传动。1975年美国全国工程起重机（包括汽车式、轮胎式和履带式）总产量约10000台，其中液压传动的（不包括履带式）约7700台。格鲁夫一家就生产3500台，占全国液压起重机产量的46%，将近一半。4:日本KATO早在20世纪初期，开始制造内燃机，之后又逐步开发液压汽车起重机和液压挖掘机。近年来，又研制开发出了越野轮胎起重机、全路面起重机以及其他多种机械，加藤在工程机械行业中领导了一场翻天覆地的变革。5:台湾和韩国的起重机制造商，目前都还不成气候，以后说不准。总的来说，桥式起重机工业已经是非常成熟的工业，技术进步的必要性和紧迫性目前都不是很大。比较喜欢Konecranes的一个口号，大概意思是：“wearemakingahumblebusiness,butweareconfident”“我们做的业务是一个简陋的业务，但是我们很有信心”。6:中国汽车式起重机工业中国的汽车式起重机诞生于上世纪的70年代，经过了近30年的发展，期间有过3次主要的技术改进，分别为70年代引进苏联的技术，80年代引进日本的技术，90年代引进德国的技术。但是总体来说，中国的汽车式起重机产业始终走着自主创新的道路，有着自己清晰的发展脉络，尤其是近几年，中国的汽车式起重机产业取得了长足的发展，虽然与国外相比还有一定的差距，但是这个差距正在逐渐的缩小。而且中国在中小吨位的汽车式起重机的性能已经完好，能够满足现实生产的要求。在不久的将来，中国的汽车式起重机行业一定会发展成为一个发展稳定，市场化程度高的成熟产业。起重机的主要原件包括：起升机构，行走机构（大车和小车），主梁，电控和供电等。目前国内企业差距最大的应该是起升机构（电动葫芦和卷扬机），在安全和保护方面，我们的机构非常原始和可靠性不高。这和中国起重机行业配套元器件供应企业的落后水平有关系。目前Demag和Konecraes均在中国（好像是上海）实现中国制造，这对中国的起重机制造企业形成巨大的威胁的同时，也为其他国外的起重机公司在中国开展业务造成很高的门槛。一个现实问题就是，行业的领先企业率先成功实现本土化生产和运作，其他的追随者和市场补缺的企业如何必须要考虑如何开展中国的业务。无论是在品牌、服务、交货、价格甚至在质量上都没有比较优势，而起重机市场细分和补缺的空间又小，如何生存都是一个问题。而国内企业的产品严重同质化，品牌影响力小。个人认为，市场的机会介于二者之间，这一块蛋糕是最大的。总体是在往大吨位在发展。课题研究内容及预期成果：一、设计内容（论文阐述的问题）1.汽车起重机总体及起升机构的设计2.机构参数的选择3.液压系统计算4.绘制汽车起重机总体、起重臂、副臂部装图5.进行机构强度设计计算6.计算说明书二、设计原始资料（实验、研究方案）参汽车起重机图纸或图片、计算书等三、设计完成后提交的文件和图表（论文完成后提交的文件）1.计算说明书部分：（1）中、英文摘要（2）设计任务简述（3）样机简介，及发展状况及总体参数设计原则及确定（4）各个机构选型的基本思想（5）汽车起重机参数选择；结构及液压系统设计计算等（6）设计总结（7）设计小结（8）论文缩写（可不做要求）2、图纸部分：绘制汽车起重机总体及起重臂、副臂总成图，总图纸量合计不少于3张A0图。要求至少有一半图纸应采用手工绘制，图面整洁，标注全面准确，符合国家标准及要求。四、设计进程安排序号设计各阶段名称日期（教学周）1调研、收集资料(3周)2熟悉软件、拟订研究方案(2周)3研究方案具体实施(3周)4撰写计算说明书、完成图纸绘制(5周)5准备毕业答辩(2周)6毕业答辩(1周)五、主要参考资料顾迪民主编•工程起重机•［M］•中国建筑工业出版社（第二版）朱新才主编•液压传动与控制•［M］•重庆大学出版社周士昌主编•液压系统设计图册•［M］•机械工业出版社陈绍蕃,顾强《钢结构》,中国建筑工业出版社,2003.2《机械设计手册》