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摘要
本次設(shè)計(jì)在參照同類塔式起重機(jī)基礎(chǔ)上，對(duì)QTZ40型塔式起重機(jī)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)及塔身分析設(shè)計(jì)。在塔身設(shè)計(jì)工程中，采用了有限元法對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，采用了ANSYS10.0軟件進(jìn)行分析。
首先按照整機(jī)主要性能參數(shù)，確定各機(jī)構(gòu)類型及鋼結(jié)構(gòu)型式，主要確定了塔身的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并按照風(fēng)載荷平行于起重臂方向，風(fēng)載荷與起重臂方向呈45度角時(shí)兩種工況分析。通過對(duì)塔身作適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，應(yīng)用ANSYS10.0軟件建立塔身的有限元模型，施加各工況載荷，進(jìn)行求解，進(jìn)而可得各工況下各節(jié)點(diǎn)受力情況及各單元所受軸向力、軸向應(yīng)力大小及各工況下塔身的變形撓度大小，并能演示塔身加載過程的動(dòng)畫，清晰的展現(xiàn)了各種工況下塔身的受力性能。
本次設(shè)計(jì)分析通過修改模型參數(shù)共準(zhǔn)備了三種不同方案，進(jìn)而對(duì)不同模型方案進(jìn)行分析比較。由比較不同模型在相同工況下的受力狀況及剛度狀況，綜合分析強(qiáng)度和剛度條件，可得出受力最為合理的一組模型參數(shù)，通過對(duì)此組參數(shù)下模型進(jìn)行強(qiáng)度及剛度校核，進(jìn)而獲得塔身的最終參數(shù)結(jié)果。
關(guān)鍵詞：QTZ40型塔式起重機(jī) 塔身 有限元分析 ANSYS10.0
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題
名稱
QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身的優(yōu)化設(shè)計(jì)
系別： 機(jī)械工程學(xué)院
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化
班級(jí)： 機(jī)095
姓名： 王順民
學(xué)號(hào)： 2011407524
起迄日期：2013年3月25日~ 2013年 6月22日
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn): 綜405
指導(dǎo)教師： 李常勝
輔導(dǎo)教師：
發(fā)任務(wù)書日期： 2013年3月 5 日
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的：
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)、塔身的設(shè)計(jì)、整體穩(wěn)定性計(jì)算等內(nèi)容，為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40級(jí)別）
② 結(jié)構(gòu)形式
（2） 總體設(shè)計(jì)
① 主要技術(shù)參數(shù)性能
② 設(shè)計(jì)原則
③ 平衡重的計(jì)算
④ 塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算
⑤ 整機(jī)傾翻穩(wěn)定性的計(jì)算
（3） 塔身的設(shè)計(jì)和計(jì)算
① 塔身的形式及尺寸
② 設(shè)計(jì)塔身的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度驗(yàn)算
③ 聯(lián)接套焊縫強(qiáng)度的計(jì)算
④ 高強(qiáng)度螺栓強(qiáng)度的計(jì)算
⑤ 塔身腹肝的計(jì)算
（4） 要求
① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械與電氣工程圖紙，獨(dú)立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。
② 知識(shí)要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實(shí)踐，深化理論認(rèn)識(shí)、擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀與全局觀。
⑤ 設(shè)計(jì)成果要求：
1） 凡給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括說明書、計(jì)算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁(yè)、少圖紙現(xiàn)象。
2） 對(duì)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械構(gòu)造、工作原理、整機(jī)布置等，均有清晰的了解。對(duì)設(shè)計(jì)過程、計(jì)算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識(shí)圖紙能力。對(duì)運(yùn)輸、安裝、使用等亦有一般了解。
3） 說明書、計(jì)算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟正確，數(shù)學(xué)計(jì)算準(zhǔn)確，各項(xiàng)說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機(jī)械機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。
4） 對(duì)國(guó)內(nèi)外塔式起重機(jī)情況有一般的了解，對(duì)各種塔式起重機(jī)有一定的分析、比較能力。
其他各項(xiàng)應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）：
① 計(jì)算說明書一份
內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)任務(wù)要求的選型、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟(jì)性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)）、批準(zhǔn)，字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖。
② 圖紙一套
不少于四張零號(hào)圖紙量。
4、主要參考文獻(xiàn)：
[1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院主編.工程起重機(jī).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社
[2] 董剛、李建功主編.機(jī)械設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社（5冊(cè)）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)技術(shù)條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程
[7] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實(shí)例與分析．科學(xué)出版社．2006．
[8] 劉坤．ANSYS有限元方法精解．國(guó)防工業(yè)出版社．2005．
[9]GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)條件．
[10] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范．
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[12]劉鴻文．材料力學(xué)．北京：高等教育出版社．2002．
[13]李柱，徐振高．互換性與測(cè)量技術(shù)．北京：高等教育出版社．2002．
[14] 張東升．機(jī)械零件及建筑機(jī)械．重慶：重慶大學(xué)出版社.2003．
[15] 現(xiàn)行建筑機(jī)械規(guī)范大全．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1995．
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 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
熟悉整理資料
方案選擇及總體設(shè)計(jì)
繪制總圖
塔身設(shè)計(jì)
繪制塔身裝配及結(jié)構(gòu)圖紙
繪制零件圖紙
準(zhǔn)備論文及答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
系審查意見：
系主任簽字：
年 月 日
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
系 別 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)095班
姓 名 王順民
學(xué) 號(hào) 20114075424
指導(dǎo)教師 李常勝
實(shí)習(xí)成績(jī)
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
1、實(shí)習(xí)目的
畢業(yè)實(shí)習(xí)是大學(xué)生完成四年的全部課程之后的最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。也是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文時(shí)必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它對(duì)于培養(yǎng)我們的動(dòng)手能力有很大的意義，而且可以使我們了解傳統(tǒng)的機(jī)械制造工藝和現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)。畢業(yè)實(shí)習(xí)為大學(xué)生提供了培養(yǎng)和造就實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的必要物質(zhì)基礎(chǔ)和良好的環(huán)境，這次畢業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)我們畢業(yè)生來說意義非常的重大，因此每位同學(xué)都必須珍惜這一難得的機(jī)會(huì)，有效地利用寶貴的畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)間，把培養(yǎng)實(shí)踐能力和打造創(chuàng)新能力作為畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。
2、 實(shí)習(xí)內(nèi)容
老師為了我們更加感性的認(rèn)識(shí)QTZ40塔式起重機(jī)，安排我們?nèi)埣铱诮ㄖC(jī)械廠去參觀實(shí)習(xí)。因?yàn)閷?duì)塔式起重機(jī)比較陌生，所以我們對(duì)這次的實(shí)習(xí)抱很大希望，首先要對(duì)塔式起重機(jī)有個(gè)全面的了解，其次對(duì)于自己要設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)更要弄明白。我們這次去建筑機(jī)械廠是分批去的。我們大概是九點(diǎn)出發(fā)，下車后在老師的帶領(lǐng)下我們來到建筑機(jī)械廠，在廠里工作人員的帶領(lǐng)下我們來到了擺放各個(gè)成品部件的地方，我們?cè)敿?xì)的看了每個(gè)部件，塔身、臂架、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、等等很多部件。當(dāng)然我仔細(xì)看了起升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并照下了很多照片以便下來自己再細(xì)細(xì)研究。由老師與工作人員的介紹我們對(duì)塔式起重機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)。
塔式起重機(jī)是一種塔身豎立起重臂會(huì)轉(zhuǎn)到起重機(jī)械。在工業(yè)與民用建筑施工中塔式起重機(jī)是完成預(yù)制構(gòu)件與其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備。在高層建筑施工中，它的幅度利用率比其他類型起重機(jī)高。塔式起重機(jī)在高層工業(yè)和民用建筑施工的使用中一直處于領(lǐng)先地位。應(yīng)用塔式起重機(jī)對(duì)于加快施工進(jìn)度、縮短工期、降低工程造價(jià)起著重要的作用。由于塔式起重機(jī)性能參數(shù)不斷完善，使建筑工藝也有可能進(jìn)行許多重大改革，比如采用大型砌塊、大板結(jié)構(gòu)設(shè)置箱形結(jié)構(gòu)后，建筑物結(jié)構(gòu)件的預(yù)制裝備化、工廠化達(dá)到了很高的水平。
塔式起重機(jī)是在第二次世界大戰(zhàn)后才真正獲得發(fā)展的。在中國(guó)塔式起重機(jī)的生產(chǎn)與應(yīng)用已有40多年的歷史，經(jīng)歷了一個(gè)從側(cè)回到自行設(shè)計(jì)制造的過程。經(jīng)過多年的發(fā)展，中國(guó)塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國(guó)范圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)新的興盛時(shí)期，至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量等角度來衡量，中國(guó)均堪稱塔式起重機(jī)大國(guó)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些技術(shù)資料介紹，塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)可具體歸納為吊臂長(zhǎng)度加長(zhǎng)、工作速度提高且能調(diào)速、改善操縱條件、更多的采用組裝式結(jié)構(gòu)四個(gè)方面。
塔式起重機(jī)一般有四大工作機(jī)構(gòu)，它們是起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)用來實(shí)現(xiàn)載荷的升降，它是塔式起重機(jī)中最重要也是最基本的機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)的性能將直接影響到整臺(tái)塔式起重機(jī)的工作性能。變幅機(jī)構(gòu)是塔式起重機(jī)改變工作幅度的機(jī)構(gòu)，用以擴(kuò)大塔式起重機(jī)的工作范圍，提高工作效率。通過變幅機(jī)構(gòu)能將所運(yùn)輸?shù)奈锪线\(yùn)送到工作面上。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是塔式起重機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一，它能將起升在空間的物料繞塔式起重機(jī)垂直軸線作圓周運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)大塔式起重機(jī)的工作面。行走機(jī)構(gòu)的作用是驅(qū)動(dòng)塔式起重機(jī)沿著軌道行駛、配合其他機(jī)構(gòu)完成水平運(yùn)輸及垂直運(yùn)輸工作。塔式起重機(jī)的自重和載荷重量通過行走機(jī)構(gòu)的行走輪傳給軌道。
塔式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)通常由電機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒、鋼絲繩、滑輪組及吊鉤等零部件組成。電機(jī)通過聯(lián)軸器與減速器相連。減速器的輸出軸上裝有卷筒，它通過鋼絲繩和安裝在塔身或塔頂上導(dǎo)向滑輪及滑輪組與吊鉤相連。電機(jī)工作時(shí)，卷筒將鋼絲繩卷進(jìn)或放出，通過滑輪組使吊鉤上的物品起升或下降。當(dāng)電機(jī)停止工作時(shí)，制動(dòng)器通過彈簧力將制動(dòng)輪剎住。
塔式起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為非工作性變幅機(jī)構(gòu)和工作性變幅機(jī)構(gòu)。非工作性變幅機(jī)構(gòu)指只在空載時(shí)改變幅度，調(diào)整取物裝置的作業(yè)位置，而在重物裝卸英東過程中幅度不再改變。這種變幅機(jī)構(gòu)變幅次數(shù)少，變幅時(shí)間對(duì)起重機(jī)的生產(chǎn)效率影響小，一般采用較低的變幅速度，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、自重輕。工作性變幅機(jī)構(gòu)是指能在帶載條件下變幅的機(jī)構(gòu)。變幅過程是起重機(jī)工作循環(huán)主要環(huán)節(jié)，變幅時(shí)間對(duì)起重機(jī)的生產(chǎn)效率有直接影響，一般采用較高的變幅速度。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，能更好地滿足裝卸工作地需要。工作性變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率較大，而且要求安裝限速和防止超載的安全裝置，與非工作性變幅機(jī)構(gòu)相比，構(gòu)造復(fù)雜，自重也較大。
塔式起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式分為臂架擺動(dòng)式變幅機(jī)構(gòu)和運(yùn)行小車式變幅機(jī)構(gòu)。動(dòng)臂式變幅機(jī)構(gòu)式通過吊臂俯仰擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)變幅。小車變幅塔式起重機(jī)是指通過起重小車沿起重臂運(yùn)行進(jìn)行變幅的塔式起重機(jī)。綜合變幅塔式起重機(jī)是指根據(jù)作業(yè)的需要臂架可以彎折的塔式起重機(jī)。
塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能使塔機(jī)的起重臂架作360度回轉(zhuǎn)，這樣就擴(kuò)大了塔式起重機(jī)的工作面。塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)支撐裝置和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分?；剞D(zhuǎn)支撐裝置為塔機(jī)的回轉(zhuǎn)部分提供穩(wěn)定、牢固的支撐，并將回轉(zhuǎn)部分的載荷傳遞給塔身部分；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)塔機(jī)的回轉(zhuǎn)部分，使其相對(duì)塔機(jī)的固定部分實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)。塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)支撐裝置一般有柱式回轉(zhuǎn)支撐裝置和滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐裝置。塔式起重機(jī)上一般采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置通常安裝在塔機(jī)的回轉(zhuǎn)部分上，電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)最后一級(jí)小齒輪，小齒輪與裝在塔機(jī)固定部分上的大齒圈相嚙合，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
行走機(jī)構(gòu)用以支撐起重機(jī)本身的重量和起重載荷，并使起重機(jī)水平運(yùn)行。起重機(jī)的行走方式分為有軌行走機(jī)構(gòu)和無軌行走機(jī)構(gòu)兩類。有軌行走是指車輪在專門鋪設(shè)的軌道上行走；無軌行走則采用輪胎或履帶，可以在普通的道路上行駛，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。
通過老師的講解使我們更深入的了解的塔式起重機(jī)的構(gòu)造和功用。為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊。
3、實(shí)習(xí)結(jié)果
歷時(shí)兩天的實(shí)習(xí)結(jié)束了,該次實(shí)習(xí)使我們不僅掌握了有關(guān)起升機(jī)構(gòu)的知識(shí)還了解了關(guān)于塔式起重機(jī)的其他部件。以前在課本上不能理解的問題都有了更深刻的認(rèn)識(shí)。這次實(shí)習(xí)以及前一段時(shí)間查閱的大量資料為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的基礎(chǔ)，使我深深地體會(huì)到要想搞好設(shè)計(jì)，就必須耐心仔細(xì)地查找與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料和信息（包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本功能、主要結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及其發(fā)展前途，市場(chǎng)效益等）。我國(guó)目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也粗步了解了機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)。在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。
將來的機(jī)械制造將會(huì)向“四個(gè)化”發(fā)展，即柔性化、靈捷化、智能化、信息化。即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場(chǎng)的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能與機(jī)器智能高度結(jié)合的智能化，以及借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。
4、實(shí)習(xí)總結(jié)或體會(huì)
畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們從學(xué)校到社會(huì)的一座橋梁，是從理論到實(shí)際的一條紐帶。加強(qiáng)我們綜合能力的培養(yǎng)，使得我們既要掌握專業(yè)的基本理論和基本知識(shí)，又具有對(duì)于所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力以及獨(dú)立工作的能力，為我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中、甚至為畢業(yè)后的實(shí)際工作打下了良好的基礎(chǔ)。通過此次畢業(yè)實(shí)習(xí)我們了解到目前機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)，也使我們清晰地定位我們所處的位置，對(duì)我們以后走上工作崗位起到一個(gè)良好的模范作用。紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。我深深地感覺到自己所學(xué)知識(shí)的膚淺和在實(shí)際運(yùn)用中的專業(yè)知識(shí)的匱乏，一旦接觸到實(shí)際，才發(fā)現(xiàn)自己知道的是多么少，這時(shí)才真正領(lǐng)悟到“學(xué)無止境”的含義，今后需要學(xué)的東西還很多。
河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目
QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身的優(yōu)化設(shè)計(jì)
學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)095班
姓 名 王順民
指 導(dǎo) 教 師 李常勝
輔 導(dǎo) 教 師
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題
名稱
QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身的優(yōu)化設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)095
學(xué)生姓名： 王順民
學(xué) 號(hào)： 2011407524
指導(dǎo)教師： 李常勝
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一、論文資料的準(zhǔn)備
(一) 塔式起重機(jī)概述
塔式起重機(jī)是一種塔身樹立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機(jī)械，簡(jiǎn)稱塔機(jī)，也叫塔吊，起源于西歐。具有工作效率高、使用范圍廣、回轉(zhuǎn)半徑大、起升高度大、操作方便以及安裝與拆卸比較簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。主要完成在高層建筑施工中預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作。塔式起重機(jī)必須具備下列特點(diǎn)：
① 起升高度和工作幅度較大、起重力矩大；
② 工作速度高，具有安裝微動(dòng)性能及良好的調(diào)速性能；
③ 要求拆裝運(yùn)輸方便迅速，以適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地的需要。
(二) 國(guó)外塔式起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外塔機(jī)發(fā)展的主要代表性國(guó)家或地區(qū)有：歐洲、日本、澳大利亞。從20世紀(jì)90年代開始，歐洲塔機(jī)行業(yè)緩慢復(fù)蘇，目前歐洲生產(chǎn)塔機(jī)的國(guó)家有德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、丹麥等，主要廠家有法國(guó)Potain，德國(guó)Liebherr、Peiner、Wolff，意大利Comedil，丹麥Kroll,西班牙Comansa。在產(chǎn)量、系列品種、技術(shù)水平等方面，德國(guó)的Liebherr和法國(guó)的Potain在世界上居領(lǐng)先地位，Potain目前在法國(guó)、德國(guó)、意大利、葡萄牙、中國(guó)的工廠生產(chǎn)60多種型號(hào)塔機(jī)，迄今為止已在全球銷售了超過100000臺(tái)塔機(jī)，其中被國(guó)內(nèi)行業(yè)熟知的FO/23B、H3/36B是我國(guó)1984年從Potain引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的。2003年，Potain為南京長(zhǎng)江第三大橋工程提供的MD3600（最大起重力矩為3600tm），是Potain迄今為止建造的最大塔機(jī)。
20世紀(jì)80年代，日本塔機(jī)行業(yè)開始緩慢復(fù)蘇，1987年開發(fā)了900t?m級(jí)內(nèi)爬式自升塔機(jī)，1990年，日本最著名的塔機(jī)生產(chǎn)商石川島( IHI)公司開發(fā)了日本國(guó)內(nèi)最大的1500t?m級(jí)內(nèi)爬式自升塔式起重機(jī)－ JCC1500H（最大起重量70t），其在日本大噸位塔機(jī)市場(chǎng)中占有份額最高。截至目前，日本內(nèi)爬塔機(jī)的主要機(jī)型有：80tm級(jí)、150tm級(jí)、400tm級(jí)、450tm級(jí)、500tm級(jí)、600tm級(jí)、900tm級(jí)、1500tm級(jí)。另外，還開發(fā)了利用鋼結(jié)構(gòu)大樓鋼立柱為塔身的鋼柱塔身內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，使塔機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)化，也增加了內(nèi)爬式塔機(jī)的新機(jī)種。
俄羅斯繼承前蘇聯(lián)傳統(tǒng)，曾經(jīng)也是一個(gè)塔機(jī)大國(guó)，擁有雄厚的開發(fā)和生產(chǎn)實(shí)力。1990年 俄羅斯塔機(jī)產(chǎn)量達(dá)2526臺(tái)，在隨后的經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期，許多俄羅斯塔機(jī)制造廠處境困難，停止了生產(chǎn)，到2000年，俄羅斯塔式起重機(jī)年產(chǎn)36臺(tái)，2001年產(chǎn)量77臺(tái)。與1990年相比，產(chǎn)量銳減。前蘇聯(lián)解體后，俄羅斯塔機(jī)行業(yè)修改了前蘇聯(lián)塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)條件，向ISO標(biāo)準(zhǔn)靠攏。目前，俄羅斯建筑業(yè)復(fù)蘇，根據(jù)官方資料，現(xiàn)在俄羅斯的塔機(jī)80%超期服役。在過去的幾年里，這些年久失修的塔機(jī)，在作業(yè)中時(shí)有事故發(fā)生。部分地區(qū)（如莫斯科）法規(guī)已經(jīng)規(guī)定不允許使用這些塔機(jī)，塔機(jī)的用戶希望購(gòu)買新的具有現(xiàn)代化裝置的塔機(jī)，因此，俄羅斯塔機(jī)市場(chǎng)的需求趨旺，在今后幾年里，醞釀著巨大的市場(chǎng)潛力。盡管塔機(jī)有需求，但越來越多用戶希望購(gòu)買國(guó)外塔機(jī)，俄羅斯的塔機(jī)生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大的競(jìng)爭(zhēng)。
近幾年國(guó)外塔機(jī)市場(chǎng)上，一種結(jié)構(gòu)新穎的平頭式塔機(jī)發(fā)展很快，大有流行之勢(shì)；平頭塔機(jī)起源于歐洲，叫法源于flat-toptowercrane的譯名,也有叫無塔頭式塔機(jī)(toplesstowercrane)的。平頭塔機(jī)的設(shè)計(jì)思想及雛形最早可追溯到20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)法國(guó)Richier公司研制的塔機(jī)外形已接近于現(xiàn)在的平頭塔機(jī)，例如其X1290和GT系列塔機(jī)塔頭較矮，通常不超過4m，只稍稍高于吊臂和平衡臂。但嚴(yán)格來講，這些塔機(jī)又不同于現(xiàn)在的平頭塔機(jī)，盡管塔頭較矮，但還是能區(qū)分出塔頭、平衡臂、拉桿等。真正的平頭塔機(jī)誕生于1975年，瑞典Linden公司首次提出平頭塔機(jī)的概念，并率先推出了Linden8000平頭塔機(jī)模數(shù)系統(tǒng)，不同型號(hào)平頭塔機(jī)的吊臂可以互換。Linden平頭塔機(jī)沒有傳統(tǒng)意義上的塔頭，而且取消了拉桿，上部結(jié)構(gòu)形狀呈水平且均為剛性結(jié)構(gòu)，沒有傳統(tǒng)塔機(jī)那種塔頭、平衡臂、吊臂及拉桿之間的鉸接連接方式?？梢哉f，Linden平頭塔機(jī)的出現(xiàn)揭開了平頭塔機(jī)發(fā)展的序幕。自從Linden公司推出平頭塔機(jī)以來在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)沒有被用戶普遍接受，因?yàn)槿藗冊(cè)趦?nèi)心深處已經(jīng)習(xí)慣了帶塔頭的塔機(jī)，認(rèn)為塔機(jī)帶塔頭是天經(jīng)地義的事，有的甚至認(rèn)為塔機(jī)上沒有塔頭、拉桿,結(jié)構(gòu)不合理、不安全。一直領(lǐng)導(dǎo)世界塔機(jī)發(fā)展潮流的波坦和利勃海爾等大公司對(duì)平頭塔機(jī)最初都不推崇，所以其發(fā)展一直較緩慢。隨著平頭塔機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被越來越多的用戶所認(rèn)可，于是一些制造廠家紛紛涉足平頭塔機(jī)的研制，以至于波坦和利勃海爾等大公司也以各種方式推出平頭塔機(jī)，由此極大地推動(dòng)了平頭塔機(jī)的發(fā)展。近5年是國(guó)外各大塔機(jī)制造商相繼推出平頭塔機(jī)最集中的時(shí)期，也是發(fā)展最快的時(shí)期。下面從幾個(gè)主要塔機(jī)制造公司的情況就可以看出平頭塔機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及態(tài)勢(shì)。
國(guó)外工程起重機(jī)的發(fā)展方向?yàn)椋喊l(fā)展超大型起重機(jī)，“迷你”起重機(jī)大量涌現(xiàn)，伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，數(shù)據(jù)總線技術(shù)得到應(yīng)用，靜液壓傳動(dòng)起重機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，混合起重機(jī)得到發(fā)展，汽車起重機(jī)也在不斷發(fā)展，隨車起重機(jī)產(chǎn)銷量不斷增長(zhǎng)。
(三) 我國(guó)塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
我國(guó)大規(guī)模經(jīng)濟(jì)建設(shè)已有二十來年的歷史，這二十來年里，大量建筑物的涌現(xiàn)和大型工程的興建，鐵路、公路橋梁的建設(shè)，給塔式起重機(jī)提供了良好的市場(chǎng)。在十二五期間，我國(guó)提出了推行城鎮(zhèn)化建設(shè)，我國(guó)人口眾多，地大物博，市場(chǎng)需求，市場(chǎng)前景還有一定的空間，
我國(guó)的塔式起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)可以分以下幾個(gè)方面：
1 我國(guó)塔機(jī)產(chǎn)品的品種、型號(hào)、規(guī)格應(yīng)向多樣化發(fā)展，以適應(yīng)不同工程、不同用戶的需求。
2 適當(dāng)發(fā)展動(dòng)臂式自升塔機(jī)和折曲式兩用臂架自升塔機(jī)的生產(chǎn)，以適應(yīng)塔機(jī)出口市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)大中型城市內(nèi)某些特定工程和鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工的需要。
3 更多的采用組裝式結(jié)構(gòu)，做到產(chǎn)品系列化，部件模數(shù)化，以不同模數(shù)塔身、臂架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組合成的變斷面塔身和臂架，這不僅能提高塔身、臂架的力學(xué)性能，減輕塔式起重機(jī)自重，而且可明顯減少使用單位塔架、臂架的儲(chǔ)備量，為單位節(jié)約成本。便于產(chǎn)品更新?lián)Q代，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造，提高塔機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)效益。
(四) QTZ40塔式起重機(jī)概述
QTZ40塔式起重機(jī)為按照最新標(biāo)準(zhǔn)JG/T5037-93《塔式起重機(jī)分類》設(shè)計(jì)的加強(qiáng)型塔式起重機(jī)，該QTZ40自升式塔吊為上回轉(zhuǎn)、水平臂架、小車變幅、液壓自升 式多用途塔吊。起重力矩400KN.m，最大起重量4T，獨(dú)立架設(shè)時(shí)最大起升高度可達(dá)29米，加附著最大起升可達(dá)120米，最大幅度分46.8米、42米 和50米。
QTZ40塔式起重機(jī)充分利用成組技術(shù)、組合設(shè)計(jì)技術(shù)及有限元分析技術(shù)，以“塔式起重機(jī)微機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)”為工具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)最新型的起重運(yùn)輸機(jī)械。QTZ40塔吊為水平臂架、小車變幅、上回轉(zhuǎn)液壓頂升式起重機(jī)。最大有效幅度47m。是該種機(jī)型國(guó)內(nèi)唯一達(dá)到此幅度的塔機(jī)。塔機(jī)獨(dú)立使用時(shí)，起升高度27.8m，附著起升高度為120m（2倍率）。該機(jī)各項(xiàng)速度指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
該機(jī)自重（不含配重及附著裝置）21.46噸，總裝機(jī)容量25.82KW，該機(jī)參數(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)良可靠，造型美觀，質(zhì)量精良，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，設(shè)有先進(jìn)的安全裝置，維修方便，使用安全，價(jià)格合理，是廣大中小建筑企業(yè)理想的建筑施工機(jī)械。
QTZ40塔吊布置合理，外型美觀，司機(jī)室獨(dú)立側(cè)置，視野好，給操作者創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。使用方便，維修簡(jiǎn)單，是廣大建筑施工企業(yè)理想的建筑施工機(jī)械。具有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、頂升四種工作機(jī)構(gòu)，可單獨(dú)或復(fù)合動(dòng)作，可以獲得較高的工作效率。頂升機(jī)構(gòu)用于塔身接高或降塔。起升機(jī)構(gòu)采用多速電機(jī)，有快速、中速和 慢就位多種速度，充分滿足用戶各種工況的需要。起重臂可左、右作540度全回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)、變幅靈活可靠，起吊就位準(zhǔn)確，可滿足建筑施工中垂直及水平運(yùn)輸?shù)男枰?。該機(jī)設(shè)有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回轉(zhuǎn)限制器等安全保護(hù)裝置齊全，靈敏可靠，確保塔機(jī)正常工作。另外，還設(shè)有休息平臺(tái)、護(hù)欄等安全保護(hù)設(shè)施。司機(jī)室獨(dú)立側(cè)置，造型美觀，視野開闊，內(nèi)部空間大，操作方便。該機(jī)適用性好，廣泛用于中高層以下的各類工業(yè)與民用建筑和滑模施工的吊裝，可用于港口、貨場(chǎng)的裝卸。
二、本課題的目的（重點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)）
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì)、塔身的設(shè)計(jì)、整體穩(wěn)定性計(jì)算等內(nèi)容，為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。塔式起重機(jī)尤其是大噸位的塔機(jī)，其施工高度高，塔身成本占總成本的比重較大，通過塔身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低塔身重量是降低塔式起重機(jī)成本的關(guān)鍵之一。
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定塔身的截面尺寸、主弦桿和腹桿的截面面積以及節(jié)距等參數(shù)，然后進(jìn)行校核，這樣設(shè)計(jì)的塔身, 結(jié)構(gòu)自重偏大，材料的利用率低， 成本高，經(jīng)濟(jì)效益不好。
塔機(jī)結(jié)構(gòu)現(xiàn)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)到現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的過程。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜、耗時(shí)，不利于在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和有限元法等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法受到塔機(jī)科技人員越來越廣泛的重視。
塔身是塔式起重機(jī)的重要組成部分,利用有限元軟件ANSYS對(duì)QTZ40塔式起重機(jī)塔身進(jìn)行工作及非工作狀態(tài)分析計(jì)算，得到了塔身工作及非工作狀態(tài)總位移分布云圖、各種狀態(tài)下塔身當(dāng)量應(yīng)力分布云圖；根據(jù)分析結(jié)果對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析法設(shè)計(jì)，有效控制了可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)，增強(qiáng)了設(shè)備的安全性。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
(五) 主要內(nèi)容
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
①總體參數(shù)的選擇（QTZ40級(jí)別） ②結(jié)構(gòu)形式
（2） 總體設(shè)計(jì)
①主要技術(shù)參數(shù)性能 ②設(shè)計(jì)原則 ③平衡重的計(jì)算 ④塔機(jī)的風(fēng)力計(jì)算 ⑤整機(jī)傾翻穩(wěn)定性的計(jì)算
（3） 塔身的設(shè)計(jì)和計(jì)算
①塔身的結(jié)構(gòu)形式及尺寸 ②塔身的設(shè)計(jì)和有限元分析及計(jì)算
(六) 研究方法
①類比法：參考國(guó)內(nèi)同類型塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)；
②有限元分析法：利用有限元分析軟件對(duì)塔身進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
(七) 研究思路
在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)我們收到設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查, 收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料并通過對(duì)資料的調(diào)研、加工與整理了解國(guó)內(nèi)外的使用、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和科研情況，并進(jìn)行分析比較，制定設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計(jì)的機(jī)型符合有關(guān)的方針政策。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，通過掌握正確的設(shè)計(jì)思想，綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能在認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)下分析并解決設(shè)計(jì)中遇到的問題。先通過整體參數(shù)的計(jì)算來確定塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)了解不同塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的差別。再逐步確定各個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)及具體尺寸，也應(yīng)參考同類機(jī)型的設(shè)計(jì)，來確定本次塔式起重機(jī)整體設(shè)計(jì)的最終結(jié)構(gòu)及尺寸，最后運(yùn)用有限元分析法對(duì)塔式起重機(jī)的塔身進(jìn)行計(jì)算和分析。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理資料
2013.3.29-2013.4.13 方案選擇及總體設(shè)計(jì)
2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖
2013.4.21-2013.5.15 塔身設(shè)計(jì)
2013.5.16-2013.6.5 繪制塔身裝配及結(jié)構(gòu)圖紙
2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙
2013.6.20-2013.6.21 準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
[1] 哈爾濱建筑工程學(xué)院主編.工程起重機(jī).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社
[2] 董剛、李建功主編.機(jī)械設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社（5冊(cè)）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)技術(shù)條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程
[7] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實(shí)例與分析．科學(xué)出版社．2006．
[8] 劉坤．ANSYS有限元方法精解．國(guó)防工業(yè)出版社．2005．
[9]GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)條件．
[10] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范．
[11] GB/T5144—1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程
[12]劉鴻文．材料力學(xué)．北京：高等教育出版社．2002．
[13]李柱，徐振高．互換性與測(cè)量技術(shù)．北京：高等教育出版社．2002．
[14] 張東升．機(jī)械零件及建筑機(jī)械．重慶：重慶大學(xué)出版社.2003．
[15] 現(xiàn)行建筑機(jī)械規(guī)范大全．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1995．
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導(dǎo)師課題、社會(huì)實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。
設(shè)計(jì)題目： QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身的優(yōu)化設(shè)計(jì)
姓 名： 王順民
班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)095 2011407524
指導(dǎo)教師： 李常勝
設(shè)計(jì)題目： QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔身的優(yōu)化設(shè)計(jì)
姓 名： 王順民
班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)095 2011407524
指導(dǎo)教師： 李常勝
目錄
第1章 前言·······················································1
1.1 塔式起重機(jī)概述··············································1
1.2 塔式起重機(jī)的發(fā)展情況········································1
1.3 塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)·······································3
第2章 總體設(shè)計(jì)··················································5
2.1 概述······················································· 5
2.2 確定總體設(shè)計(jì)方案············································5
2.2.1 金屬結(jié)構(gòu)···············································5
2.2.2 工作機(jī)構(gòu)···············································22
2.2.3 安全保護(hù)裝置···········································29
2.3 總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總則···········································32
2.3.1 整機(jī)工作級(jí)別 ··········································32
2.3.2 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別···········································32
2.3.3主要技術(shù)性能參數(shù)······································· 33
2.4 平衡重的計(jì)算···············································33
2.5 起重特性曲線···············································35
2.6 塔機(jī)風(fēng)力計(jì)算·············································· 36
2.6.1 工作工況Ⅰ············································37
2.6.2 工作工況Ⅱ············································41
2.6.3 非工作工況Ⅲ···········································43
2.7整機(jī)的抗傾翻穩(wěn)定性·········································45
2.7.1工作工況Ⅰ············································46
2.7.2工作工況Ⅱ············································47
2.7.3非工作工況Ⅲ··········································49
2.7.4工作工況Ⅳ············································50
2.8固定基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算·········································51
第3章 塔身的有限元分析設(shè)計(jì)···································53
3.1 塔身模型簡(jiǎn)化···············································53
3.2 有限元分析計(jì)算·············································54
3.2.1 方案一···············································54
3.2.2 方案二··············································79
3.2.3 方案三··············································98
第4章 塔身的受力分析計(jì)算····································121
4.1 穩(wěn)定性校核················································121
4.2 塔身的剛度檢算············································122
4.3 塔身的強(qiáng)度校核············································124
4.4 鏈接套焊縫強(qiáng)度的計(jì)算······································125
4.5 塔身腹桿的計(jì)算············································126
4.6 高強(qiáng)度螺栓強(qiáng)度的計(jì)算······································127
第5章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)···········································129
致謝·····························································130
主要參考文獻(xiàn)····················································131
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
附：英文翻譯
英文原文