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河北建筑工程學院
畢業(yè)設計（論文）開題報告
課題
名稱
QTZ40塔式起重機總體及起升機構的設計
系 別： 機械工程系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機094
學生姓名： 文 龍
學 號： 2009307425
指導教師： 李常勝
課題來源
導師課題
課題類別
工程設計
一、論文資料的準備
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。在建筑行業(yè)運用很廣泛，尤其是在高層建筑中，更是必不可少的起重運料工具。我國的塔機行業(yè)于20世紀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90年代開始歐洲塔機行業(yè)緩慢復蘇目前歐洲生產(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)展狀況
我國的塔機行業(yè)于20世紀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50年代為滿足國家經(jīng)濟建設的需要引進了蘇聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機并進行仿制。1954年仿制民主德國設計的建筑師-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60年代我國開始進入了自行設計與制造塔式起重機的階段。隨后我國又自行設計制造了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70年代起由于建筑施工的需要我國塔式起重機進入了技術提高、品種增多的新階段。1972年我國第一臺下回轉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小車變幅內爬式塔式起重機QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉動臂自行架設快裝塔式起重機等其年產(chǎn)量最高超過900臺標志著我國塔式起重機行業(yè)進入一個新的階段。
進入20世紀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 等下回轉快裝塔式起重機和QT90上回轉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1400臺。與此同時隨著改革開放和國際技術交流的增多為滿足建筑施工的需要也從國外引進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量較好技術性能比較先進極大地促進了我國塔式起重機產(chǎn)品的設計制造技術的進步。 進入20世紀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的增加而進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)品結構不合理 品種型號大同小異制造技術不適應 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90年代開始歐洲塔機行業(yè)緩慢復蘇目前歐洲生產(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（重點及擬解決的關鍵問題）
本課題針對QTZ40塔式起重機的總體設計、臂架、變幅機構進行了重點研究。目的在于闡明QTZ40塔式起重機的工作原理，總體設計時根據(jù)塔機的結構形式分析，對塔式起重機進行工作仿真，為進一步分析研究塔式起重機的總體、臂架、起升機構提供證據(jù)。
塔式起重機主要由起升機構、頂升機構、回轉機構、變幅機構四大部分組成,其結構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，塔式起重機的設計和研究就顯得非常重要。對實際的機器觀察研究進行仿真操作，在模擬真實環(huán)境中的工作狀況并對其進行分析和判斷，讓設計者盡早發(fā)現(xiàn)設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)化設計，從而減少后期修改付出的昂貴代價。
起升機構是塔式起重機的最主要機構之一，尤其是傳動裝置減速器的世紀尤為重要，吊臂以及在其上面行走的變幅小車主要承擔著運輸重物的任務，因此要對其進行嚴格的受力分析，并進行校核計算。由于臂架結構承受很大的載荷作用切具有很大的危險性，故選材和構件連接上要十分嚴格。與此同時，還要考慮到材料的經(jīng)濟性，即造價成本問題。
三、主要內容、研究方法、研究思路
主要內容：
1.塔機總體方案設計。
2.總體設計整體穩(wěn)定性校核計算。
3.選擇起升機構。
4.起重臂結構設計強度及穩(wěn)定性校核。
5.繪制塔機總圖、起升機構部裝圖、起重臂裝配圖和單節(jié)臂結構圖等。
6.編寫設計計算說明書。
研究方法：
塔式起重機主要有起升機構、回轉機構、頂升機構、變幅機構組成，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，以驗證所設計的起升機構的參數(shù)是合理的。最后通過合理的設計分析，選擇最優(yōu)的工作參數(shù)，使得所設計的塔式起重機能夠適合多種復雜的工況，低功耗，高功率并結合建筑施工和制造廠生產(chǎn)實際收集數(shù)據(jù)、查找資料設計出結構合理、性能穩(wěn)定可靠、操作舒適、維護方便的新型塔式起重機。
研究思路：
在指導老師的幫助下去塔機生產(chǎn)廠進行實習了解塔機的各種生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)最后完成設計任務。
四、總體安排和進度（包括階段性工作內容及完成日期）
2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理資料
2013.3.29-2013.4.13 方案選擇及總體設計
2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖
2013.4.21-2013.5.15 起升機構的設計
2013.5.16-2013.6.5 繪制起升機構裝配圖
2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙
2013.6.20-2013.6.21 準備論文及答辯
五、主要參考文獻
[1] 哈爾濱建筑工程學院主編.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.機械設計.機械工業(yè)出版社
[3] 機械設計手冊.化學工業(yè)出版社（5冊）
[4] GB/T9462—1999 塔式起重機技術條件
[5] GB/T13752—1992 塔式起重機設計規(guī)范
[6] GB5144—1994 塔式起重機安全規(guī)程
[7] 濮良貴、紀名剛主編.機械設計（第八版）.高等教育出版社
[8] 吳永平等.工程機械設計機 北京 化學工業(yè)出版社 2007.
[9] 吳慶鳴 何小新 工程機械設計 武漢 武漢大學出版社 2006.
[10] 楊國平 現(xiàn)代工程機械技術 北京 機械工業(yè)出版社 2006.
[11] 工程機械設計
[12] 吳宗澤、羅圣國．機械設計課程設計手冊．高等教育出版社，2006.5
[13] 濮良貴、紀名剛．機械設計．高等教育出版社，2000.12
[14] 吳宗澤主編. 機械設計師手冊機械工業(yè)出版社，2002
指導教師意見：
指導教師簽名： 日期：
教研室意見：
a
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領導簽名： 日期：
系蓋章