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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題
名稱
QTZ125塔式起重機總體、
臂架、變幅機構(gòu)設(shè)計
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機094
學(xué)生姓名： 范永田
學(xué) 號： 2009307411
指導(dǎo)教師： 張永清
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計
一、論文資料的準(zhǔn)備
1.塔式起重機簡介
塔式起重機（tower crane）簡稱塔機，亦稱塔吊，起源于西歐。我國的塔機行業(yè)于20世紀(jì)50年代開始起步,相對于中西歐國家由于建筑業(yè)疲軟造成的塔機業(yè)的不景氣, 我國的塔機業(yè)正處于一個迅速的發(fā)展時期。國外塔機發(fā)展的主要代表性國家或地區(qū)有歐洲、日本、澳大利亞。從20世紀(jì)90年代開始?xì)W洲塔機行業(yè)緩慢復(fù)蘇目前歐洲生產(chǎn)塔機的國家有德國、法國、英國、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、丹麥等主要廠家有法國Potain德國Liebherr、Peiner、Wolff意大利。
2. 塔式起重機發(fā)展?fàn)顩r
我國的塔機行業(yè)于20世紀(jì)50年代開始起步,相對于中西歐國家由于建筑業(yè)疲軟造成的塔機業(yè)的不景氣, 我國的塔機業(yè)正處于一個迅速的發(fā)展時期。
20世紀(jì)50年代為滿足國家經(jīng)濟建設(shè)的需要引進(jìn)了蘇聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機并進(jìn)行仿制。1954年仿制民主德國設(shè)計的建筑師-Ⅰ型塔式起重機在撫順試制成功了我過第一臺TQ2-6型塔式起重機。隨后又仿制蘇聯(lián)樣機研制了15t與25t塔式起重機這個時期我國生產(chǎn)與使用的塔式起重機的數(shù)量都較少。到了20世紀(jì)60年代我國開始進(jìn)入了自行設(shè)計與制造塔式起重機的階段。隨后我國又自行設(shè)計制造了TQ-6型等塔式起重機至1965年全國已有生產(chǎn)廠10余家生產(chǎn)塔式起重機 360 多臺。這些塔式起重機都是下回轉(zhuǎn)動臂式可整體拖運能滿足六層以下民用建筑施工的需要。20世紀(jì)70年代起由于建筑施工的需要我國塔式起重機進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。1972年我國第一臺下回轉(zhuǎn)的輕型輪胎式軌道兩用起重機問世。這一時期還先后開發(fā)了ZT100、ZT120、Z80型等小車變幅自升式塔式起重機、Q 4-20小車變幅內(nèi)爬式塔式起重機QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉(zhuǎn)動臂自行架設(shè)快裝塔式起重機等其年產(chǎn)量最高超過900臺標(biāo)志著我國塔式起重機行業(yè)進(jìn)入一個新的階段。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代我國塔式起重機相繼出現(xiàn)了不少新產(chǎn)品主要有QT80A、QTZ100、QTZ120等自升式塔式起重機QT60、QTK60、QT25HK 等下回轉(zhuǎn)快裝塔式起重機和QT90上回轉(zhuǎn)動臂下頂升接高塔式起重機等。這些產(chǎn)品在性能方面已接近國外70年代水平。這一時期的最高年產(chǎn)量達(dá)1400臺。與此同時隨著改革開放和國際技術(shù)交流的增多為滿足建筑施工的需要也從國外引進(jìn)了一些塔式起重機其中有聯(lián)邦德國的Liebherr、法國的Potain以及意大利的Edilmac等公司的產(chǎn)品。由于這些塔式起重機制造質(zhì)量較好技術(shù)性能比較先進(jìn)極大地促進(jìn)了我國塔式起重機產(chǎn)品的設(shè)計制造技術(shù)的進(jìn)步。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后我國塔式起重機行業(yè)隨著全國范圍建筑任務(wù)的增加而進(jìn)入了一個新的興盛時期年產(chǎn)量連年猛翻而且有部分產(chǎn)品出口到國外。全國塔式起重機的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺截止2000年約為6萬臺。至此無論從生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用范圍和塔式起重機總量等角度來衡量我國均堪稱塔式起重機大國。
但是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理 品種型號大同小異制造技術(shù)不適應(yīng) 沒有形成規(guī)模工業(yè)有制約著我國塔式起重機的發(fā)展。
國外塔機發(fā)展的主要代表性國家或地區(qū)有歐洲、日本、澳大利亞。從20世紀(jì)90年代開始?xì)W洲塔機行業(yè)緩慢復(fù)蘇目前歐洲生產(chǎn)塔機的國家有德國、法國、英國、意大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、丹麥等主要廠家有法國Potain德國Liebherr、Peiner、Wolff意大利。
二、本課題的目的（重點及擬解決的關(guān)鍵問題）
本課題針對QTZ125塔式起重機的總體設(shè)計、臂架、變幅機構(gòu)進(jìn)行了重點研究。目的在于闡明QTZ125塔式起重機的工作原理，總體設(shè)計時根據(jù)塔機的結(jié)構(gòu)形式分析，對塔式起重機進(jìn)行工作仿真，為進(jìn)一步分析研究塔式起重機的總體、臂架、變幅機構(gòu)提供證據(jù)。
塔式起重機主要由起升機構(gòu)、頂升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、變幅機構(gòu)四大部分組成,其結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到塔式起重機的工作性能、可靠性和安全性。因此，塔式起重機的設(shè)計和研究就顯得非常重要。利用CAD對設(shè)計的模型進(jìn)行仿真操作，在模擬真實環(huán)境中的工作狀況并對其進(jìn)行分析和判斷，讓設(shè)計者盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷和潛在的失敗可能并及時修改與優(yōu)化，這樣既能縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期、提高產(chǎn)品的可靠性，又能實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計，從而減少后期修改付出的昂貴代價。
利用此軟件能夠進(jìn)行快速正確的分析計算，形象直觀、操作簡單，當(dāng)改變參數(shù)時只要在計算機的有關(guān)界面上簡單操作就能達(dá)到修改的目的，從而實現(xiàn)減少用戶的工作強度。同時對產(chǎn)品進(jìn)行運動仿真，能夠形象生動地進(jìn)行產(chǎn)品的運動模擬，使仿真運動更加清晰地展現(xiàn)在設(shè)計人員和用戶面前，對于挖掘機的研究有非常重要意義。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容：
1.塔機總體方案設(shè)計。
2.總體設(shè)計整體穩(wěn)定性校核計算。
3.選擇變幅機構(gòu)。
4.起重臂結(jié)構(gòu)設(shè)計強度及穩(wěn)定性校核。
5.繪制塔機總圖、變幅機構(gòu)部裝圖、起重臂裝配圖和單節(jié)臂結(jié)構(gòu)圖等。
6.編寫設(shè)計計算說明書。
研究方法：
塔式起重機主要有起升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、頂升機構(gòu)、變幅機構(gòu)組成，可通過計算的方法算出一個工況的工作參數(shù)，然后通過編程算出各個工況的工作參數(shù)。
首先用已知數(shù)據(jù)計算出一個工況的合理性之后，再運用軟件CAD模擬出各個工況的工作參數(shù)曲線，以驗證所設(shè)計的變幅機構(gòu)的參數(shù)是合理的。最后通過合理的設(shè)計分析，選擇最優(yōu)的工作參數(shù)，使得所設(shè)計的塔式起重機能夠適合多種復(fù)雜的工況，低功耗，高功率并結(jié)合建筑施工和制造廠生產(chǎn)實際收集數(shù)據(jù)、查找資料設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定可靠、操作舒適、維護(hù)方便的新型塔式起重機。
研究思路：
在指導(dǎo)老師的幫助下去塔機生產(chǎn)廠進(jìn)行實習(xí)了解塔機的各種生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)最后完成設(shè)計任務(wù)。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
2013.2.25-2013.3.10 英文資料翻譯
2013.3.11-2013.3.24 熟悉整理資料
2013.3.25-2013.4.7 畢業(yè)實習(xí)
2013.4.8-2013.4.14 撰寫開題報告及任務(wù)書
2013.4.15-2013.4.28 方案選擇及總體設(shè)計
2013.4.29-2013.5.12 繪制總圖
2013.5.13-2013.6.2 變幅機構(gòu)設(shè)計及其圖紙繪制
2013.6.3-2013.6.9 臂架設(shè)計及其圖紙繪制
2013.6.10-2013.6.13 完成畢業(yè)設(shè)計小論文
2013.6.14-2013.6.29 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.北京：中國建筑工業(yè)出版社
[2] 董剛、李建功主編.機械設(shè)計.機械工業(yè)出版社
[3] 機械設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社（5冊）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機技術(shù)條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機設(shè)計規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程
[7] 濮良貴、紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計（第八版）.高等教育出版社
[8] 吳永平等.工程機械設(shè)計機 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.
[9] 吳慶鳴 何小新 工程機械設(shè)計 武漢 武漢大學(xué)出版社 2006.
[10] 楊國平 現(xiàn)代工程機械技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2006.
[11] 工程機械設(shè)計
[12] 吳宗澤、羅圣國．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊．高等教育出版社，2006.5
[13] 濮良貴、紀(jì)名剛．機械設(shè)計．高等教育出版社，2000.12
[14] 吳宗澤主編. 機械設(shè)計師手冊機械工業(yè)出版社，2002
[15] 孔德文等.液壓挖掘機--工程機械設(shè)計與維修叢書[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社2007.1
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