【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,請(qǐng)見壓縮包內(nèi)的文件及預(yù)覽,所見才能所得,請(qǐng)細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ:414951605或1304139763
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
QTZ500塔式起重機(jī)——臂架優(yōu)化設(shè)計(jì)
系 別: 機(jī)械工程系
專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí): 機(jī)053班
學(xué)生姓名: 張勇杰
學(xué) 號(hào): 2005307322
指導(dǎo)教師: 李常勝 劉春東
課題來源
社會(huì)實(shí)踐
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) 我國塔式起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
塔式起重機(jī)在我國的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)有50余年的歷史,經(jīng)歷了以個(gè)從測(cè)繪仿制到自行設(shè)計(jì)制造的過程,特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,我國塔式起重機(jī)行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個(gè)興盛時(shí)期,年產(chǎn)量連年猛增,而且有部分產(chǎn)品出口到國外。
現(xiàn)在我國的建筑用塔式起重機(jī)已越來越普遍,從普通的多層民用建筑、房地產(chǎn)工程、高層建筑到大型的鐵路工程、橋梁工程、電力工程、水利工程等,到處都有塔機(jī)的應(yīng)用。近20年來,市場(chǎng)的需求,有力的促進(jìn)了技術(shù)的進(jìn)步,通過研究開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、引進(jìn)消化,我們的設(shè)計(jì)手段和配套件生產(chǎn)能力也有了很大的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、微電子技術(shù)、程控語言控制技術(shù)都在塔機(jī)上得到了應(yīng)用。當(dāng)然也不可否認(rèn),我國的塔機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)性能、制作質(zhì)量和品種型號(hào)規(guī)格,與發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品相比,仍然存在較大的差距,特別是基礎(chǔ)零部件的可靠性、電氣元件、液壓元件、工藝安裝、生產(chǎn)設(shè)備和檢測(cè)手段等,差距更大。這就影響了我們整機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,增加了事故隱患。對(duì)此我們絕不可以掉以輕心,要加倍努力、敢于創(chuàng)新、嚴(yán)格把關(guān)、趕超國際水平。
(三) 我國塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
我國大規(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)。我國的塔式起重機(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。就目前現(xiàn)實(shí)而言,我國塔式起重機(jī)幾乎是上回轉(zhuǎn)一統(tǒng)天下,下回轉(zhuǎn)塔機(jī)很少。
這正好說明我國塔機(jī)品種單一化,實(shí)際上只要是有技術(shù)創(chuàng)新,下回轉(zhuǎn)塔機(jī)在我國完全是可以大有作為的。
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,簡化設(shè)計(jì)制造,提高塔機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)效益。
(四) 國外塔式起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
① 組合塔機(jī)或稱模塊塔機(jī):所謂組合塔機(jī),就是以塔身結(jié)構(gòu)為核心,按結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn),將塔機(jī)分解為若干部分,并依據(jù)系列化和通用化要求,遵循模數(shù)制原理將各部分劃分并設(shè)計(jì)成若干模塊。根據(jù)參數(shù)要求,選用適當(dāng)模塊分別組成具有不同技術(shù)性能特點(diǎn)的塔機(jī),以滿足施工的具體要求。
② 一些超重型塔機(jī)相繼問世:近年來由于大功率電站、高壩、近海石油鉆井平臺(tái)、天然氣鉆井平臺(tái)以及石油化工業(yè)發(fā)展的需要,對(duì)重型和超重型塔機(jī)提出了更多更高的要求。如今,幅度70~90m、最大起重量50~60t、起升高度100~300m的塔機(jī)已非罕見。
③ 適應(yīng)都市改建需要的城市塔機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,并得到發(fā)展,其特點(diǎn)是:采用短平衡臂、可在4m×4m~6m×6m尺寸范圍內(nèi)進(jìn)行X形底架、運(yùn)輸方便快捷、安裝架設(shè)速度快、采用較完善的調(diào)速、操縱系統(tǒng)和電子儀表。
(五) QTZ500型塔式起重機(jī)的簡單介紹及其市場(chǎng)前景
QTZ500型塔式起重機(jī)簡稱QTZ500型塔機(jī),是500kN·m上回轉(zhuǎn)自升式塔機(jī),是一種結(jié)構(gòu)合理,性能比較優(yōu)異的產(chǎn)品,比較國內(nèi)同規(guī)格同類型的塔機(jī)具有更多的優(yōu)點(diǎn),能夠滿足高層建筑施工的需要,可用于建筑材料和預(yù)制構(gòu)件的吊運(yùn)和安裝,并能在市內(nèi)狹窄地區(qū)和丘陵地帶建筑施工。
該機(jī)屬于快裝塔機(jī)和城市塔機(jī),用于中小城市公用建筑、學(xué)校建筑和多層住宅的施工建設(shè)。以基本高度(獨(dú)立式)36米。如果用戶需要高層附著施工,只需提出另行訂貨需求,即可增加某些部件實(shí)現(xiàn)本機(jī)的最大設(shè)計(jì)高度100m,也就是附著高層施工,可建32層以內(nèi)的高樓。
近年來,隨著建設(shè)工程量的不斷擴(kuò)大,起重安裝工程量也越來越大,尤其是現(xiàn)代化大型石油、化工、冶煉、電站及高層建筑的安裝作業(yè)逐年增加,因此,對(duì)工程起重機(jī)特
別是大規(guī)模的起重機(jī)需求日益增加,隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新技術(shù)、新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)在工程起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用,所有這些因素都有力的促進(jìn)了工程起重機(jī)的發(fā)展。目前中小城市居民樓建設(shè)主要以10層以內(nèi)的為多,而我們的產(chǎn)品QTZ500型塔式起重機(jī)主要針對(duì)城市12層以內(nèi)高樓的建設(shè)以及設(shè)備安裝工作,適合當(dāng)前市場(chǎng)的需要,因此設(shè)計(jì)生產(chǎn)這一型號(hào)的塔式起重機(jī)是可行的。
二、本課題的目的(重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題)
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)大我們?cè)谛K鶎W(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí),訓(xùn)練我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉我們獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)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),使我們掌握塔式起重機(jī)的總體設(shè)計(jì),吊臂的設(shè)計(jì),整體穩(wěn)定性計(jì)算,有限元分析等內(nèi)容,為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。通過此次設(shè)計(jì)使我們獲得基本塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),理論聯(lián)系實(shí)際,擴(kuò)大知識(shí)面;同時(shí)也是鍛煉和培養(yǎng)自身能力及素質(zhì)的重要渠道,也是我們逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能,體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
(一) 主要內(nèi)容
(1) 設(shè)計(jì)任務(wù):
① 總體參數(shù)的選擇(QTZ500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) 吊臂的設(shè)計(jì)和計(jì)算:
① 吊臂的形式及尺寸(變截面)(雙吊點(diǎn))
② 吊臂的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度驗(yàn)算
(二) 研究方法
① 類比法:參考國內(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)臂架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
(三) 研究思路
塔式起重機(jī)的機(jī)構(gòu)是有起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、小車變幅機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)四大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成,另外還要重點(diǎn)注意該機(jī)的金屬結(jié)構(gòu),塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)又分為塔身、臂架、平衡臂、塔頂、以及頂升套架。我們應(yīng)該不僅設(shè)計(jì)好塔機(jī)的機(jī)構(gòu),更重要的也要設(shè)計(jì)好塔機(jī)的金屬結(jié)構(gòu),所以我們這次設(shè)計(jì)分塊分工完成。
我負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的部分是塔式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)中臂架的優(yōu)化設(shè)計(jì),臂架是由若干個(gè)臂架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)組成的,所以我以臂架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)節(jié)為單位進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),提出參數(shù)化模型,并利用三維制圖軟件制成三維圖,并利用有限元分析軟件對(duì)塔式起重機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和靜力學(xué)分析,以對(duì)結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。
四、總體安排和進(jìn)度(包括階段性工作內(nèi)容及完成日期)
2009.3.23-2008.3.28 熟悉整理資料
2009.3.29-2009.4.13 方案選擇及總體設(shè)計(jì)
2008.4.14-2008.4.20 繪制總圖
2008.4.21-2008.5.15 臂架設(shè)計(jì)
2008.5.16-2008.6.5 繪制臂架裝配及機(jī)構(gòu)圖紙
2008.6.6-2008.6.19 繪制零件圖紙
2008.6.20-2008.6.26 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
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