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河北建筑工程學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題
名稱
QTZ40塔式起重機——變幅系統(tǒng)的設(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091
學生姓名： 周文斌
學 號： 2009307107
指導教師： 李常勝
課題來源
導師課題
課題類別
工程設(shè)計
一、論文資料的準備
1.塔式起重機概述
塔式起重機是一種塔身樹立起重臂回轉(zhuǎn)的起重機械，簡稱塔機，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。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。塔式起重機應(yīng)具備下列特點：
（1）起升高度和工作幅度較大、起重力矩大；
（2）工作速度高，具有安裝微動性能及良好的調(diào)速性能；
（3）要求拆裝運輸方便迅速，以適應(yīng)頻繁轉(zhuǎn)移工地的需要。
2.我國塔式起重機的發(fā)展現(xiàn)狀
塔式起重機在我國的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)有50余年的歷史，經(jīng)歷了以個從測繪仿制到自行設(shè)計制造的過程，特別是進入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(wù)的增加而進入了一個興盛時期，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，到處都有塔機的應(yīng)用。近20年來，市場的需求，有力的促進了技術(shù)的進步，通過研究開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、引進消化，我們的設(shè)計手段和配套件生產(chǎn)能力也有了很大的進步，計算機輔助設(shè)計、微電子技術(shù)、程控語言控制技術(shù)都在塔機上得到了應(yīng)用。當然也不可否認，我國的塔機產(chǎn)品的技術(shù)性能、制作質(zhì)量和品種型號規(guī)格，與發(fā)達國家產(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)備和檢測手段等，差距更大。這就影響了我們整機產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，增加了事故隱患。對此我們絕不可以掉以輕心，要加倍努力、敢于創(chuàng)新、嚴格把關(guān)、趕超國際水平。
3.我國塔式起重機的發(fā)展趨勢
我國大規(guī)模經(jīng)濟建設(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)，給塔式起重機提供了良好的市場。我國的塔式起重機發(fā)展趨勢可以分以下幾個方面：
我國塔機產(chǎn)品的品種、型號、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)實而言，我國塔式起重機幾乎是上回轉(zhuǎn)一統(tǒng)天下，下回轉(zhuǎn)塔機很少。
4. 國外發(fā)展概況
塔式起重機是在第二次世界大戰(zhàn)后才真正獲得發(fā)展的。戰(zhàn)后各國面臨著重建家園的艱巨任務(wù)，浩大的建筑工程量迫切需要大量性能良好的塔式起重機。自塔式起重機在建筑施工中顯露身手并逐漸成為工程機械一個重要分支以來，已經(jīng)有50余年歷史，其間利經(jīng)了曲折復(fù)雜的發(fā)展階段。70年代末，由于種種原因，國外塔式起重機制造業(yè)陷入了低谷，不少中小工廠紛紛停業(yè)或轉(zhuǎn)產(chǎn)，僅少數(shù)大廠得以維持。直至80年代末才呈現(xiàn)逐漸復(fù)蘇態(tài)勢，1994年為復(fù)蘇年頭，復(fù)蘇勢頭最好的國家為德國。據(jù)有關(guān)資料介紹，在塔機制造業(yè)鼎盛的70年代，西德?lián)碛懈魇剿C48500臺，80年代總量減至1/3，而近幾年，東西德合并，基建規(guī)模擴大，塔機產(chǎn)量上升，現(xiàn)有塔機近40000臺，其中半數(shù)機齡不足5年 www.51lunwen.com 。如今世界塔機市場最為紅火的地區(qū)為東歐和亞太（特別是東南亞）。活躍在塔機市場上的著名產(chǎn)商是；德國的 Liebherr 、Peiner、 Wolff ，法國的 Potain 、BPR,意大利的 Potain-Simma、Comedil 、 Nauva 、 EDILMAC ，西班牙的Comensa ，芬蘭的 Betrox ，丹麥的KRφLL 澳大利亞的Favco。這些大廠為了在國際塔機市場上占有更多份額，莫不注重總結(jié)經(jīng)驗，認真分析市場動態(tài)，下大力氣進行產(chǎn)品的更新和開發(fā)。近年來，國外塔機在新產(chǎn)品開發(fā)上大致有下列一些特點：
(1)更多的廠家注重開發(fā)經(jīng)濟型城市塔機并擴展成系列。
(2)國外塔機新產(chǎn)品中，有一些新穎的輕、中型折疊式快速安裝塔機頗引人注目。
(3) 根據(jù)一些國家城建當局的有關(guān)規(guī)定，為防止塔機臂架在狹窄的空間運行發(fā)生矛盾，避免吊臂相互碰撞以及碰到鄰近的建筑物，在城市高層建筑密集地區(qū)施工必須采用動臂式自升塔式起重機。
(4)在經(jīng)過較長時間研制之后，履帶式水平臂架塔機作為一種新產(chǎn)品正式問世。
(5) 變頻調(diào)速系統(tǒng)在國外塔機新產(chǎn)品上得到推廣應(yīng)用。
(6)高新技術(shù)開始在塔機上應(yīng)用。
(7)無論上回轉(zhuǎn)或下回轉(zhuǎn)式塔機，都十分重視駕駛室的平面設(shè)計和空間處理。
5.QTZ40型塔式起重機的簡單介紹及其市場前景
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，獨立架設(shè)時最大起升高度可達30米，加附著最大起升可達100米，最大幅度分40米。該機參數(shù)先進，性能優(yōu)良可靠，造型美觀，質(zhì)量精良，結(jié)構(gòu)簡單實用，設(shè)有先進的安全裝置，維修方便，使用安全，價格合理，是廣大中小建筑企業(yè)理想的建筑施工機械。同時該機適用性好，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，還常用于港口、貨場的裝卸。
二、本課題的目的（重點及擬解決的關(guān)鍵問題）
本畢業(yè)設(shè)計是對機械專業(yè)學生在畢業(yè)前的一次全面訓練，目的在于鞏固和擴大學生在校期間所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學生獨立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計要求每個學生在工作過程中，要獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)造的分析、解決技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計，使學生掌握裝載機的總體設(shè)計、工作裝置設(shè)計、牽引計算等技術(shù)工作的實現(xiàn)方法，為今后步入工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
重點及擬解決的問題是：
1、變幅機構(gòu)和變幅小車的形式，卷筒尺寸計算
2、小車的強度計算
3、整機傾翻穩(wěn)定性的計算
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
1.主要內(nèi)容
塔式起重機的總體設(shè)計、變幅機構(gòu)的設(shè)計、變幅小車的設(shè)計和計算等內(nèi)容。
2. 研究方法
本設(shè)計的題目是QTZ40變幅機構(gòu)的設(shè)計，主要設(shè)計理念是通過參照同類塔式起重機進行設(shè)計。QTZ40塔式起重機有多種形式，此次設(shè)計的形式為上回轉(zhuǎn)液壓頂升自動加節(jié)，固定式高度，工作幅度等設(shè)計。本機性能先進，結(jié)構(gòu)合理，操作使用安全可靠．其主要特點是起重力矩大、起升高度高、工作幅度大、作業(yè)空間廣、使用效率高。
3.研究思路
本設(shè)計書主要包括三部分：
第一部分是QTZ40塔式起重機總體方案的選擇及總體設(shè)計計算過程；
第二部分是變幅機構(gòu)的設(shè)計與計算：包括變幅機構(gòu)的形式、確定卷筒尺寸、選擇電動機、減速器、制動器、聯(lián)軸器；驗算實際變幅速度 驗算起、制動時間；電動機發(fā)熱驗算；卷筒強度的計算。
第三部分是變幅小車的設(shè)計：包括變幅小車的形式、變幅小車的強度計算。最后，還需要對不同截面的穩(wěn)定性、剛度及強度進行驗算以及校核。
四、總體安排和進度（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
2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖
2013.4.21-2013.5.15 變幅機構(gòu)、變幅小車的設(shè)計
2013.5.16-2013.6.5 繪制變幅機構(gòu)、變幅小車裝配圖
2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙
2013.6.19-2013.6.21 準備論文及答辯
五、主要參考文獻
【1】 董剛 李建功 潘風章主編 《機械設(shè)計》（第3版） 北京：機械工業(yè)出版社 1998
【2】 張質(zhì)文，虞和謙等.起重機設(shè)計手冊.北京：中國鐵道出版社.1997.
【3】 《機械設(shè)計手冊》（第1卷）（新版）機械設(shè)計手冊編委會編著
北京：機械工業(yè)出版社 2004.8
【4】 《機械設(shè)計手冊》（第2卷）（新版）機械設(shè)計手冊編委會編著
北京：機械工業(yè)出版社 2004.8
【5】 成大先主編《機械設(shè)計手冊》（第4版）北京：化學工業(yè)出版社 2002
【6】 顧迪民主編《工程起重機》（第2版）北京：中國建筑工業(yè)出版社 1988
【7】 劉品主編《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》（第2版）哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社 2001
【8】 徐灝主編《機械設(shè)計手冊》（第2版） 北京：機械工業(yè)出版社 2000
【9】 曹雙寅主編《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》 南京：東南大學出版社 2002
【10】劉鴻文主編《材料力學》（第4版） 高等教育出版社
【11】《QTZ400塔式起重機使用說明書》
【12】張青 張瑞軍 編著《工程起重機結(jié)構(gòu)與設(shè)計》北京：化學工業(yè)出版社，2008.7
【13】中華人民共和國國家標準GB/T 13752-92 《塔式起重機設(shè)計規(guī)范》 北京：中國標準出版社 1993
【14】范俊祥主編《塔式起重機》 中國建材工業(yè)出版社
【15】許鎮(zhèn)宇、邱宣懷主編：《機械零件》 人民教育出版社
【16】劉佩衡主編《塔式起重機使用手冊》 北京：機械工業(yè)出版社，2002
【17】中國建設(shè)部《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 2003.12
【18】黃靖遠 龔劍霞 賈延林 《機械設(shè)計學》北京工業(yè)出版社，2002
【19】safety on construction sites 著者American Society of civil Engineers.Task Committee on Crane Safety on Constructions Sites 中圖分類號：TH21-36
指導教師意見：
指導教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導師課題、社會實踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學實驗、畢業(yè)論文。