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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称QTZ500 塔式起重机臂架优化设计系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 一、 论文资料的准备(一) 塔式起重机概述塔式起重机是一种塔身树立起重臂回转的起重机械，简称塔机，也叫塔吊，起源于西欧。具有工作效率高、使用范围广、回转半径大、起升高度大、操作方便以及安装与拆卸比较简便等特点。主要完成在高层建筑施工中预制构件及其他建筑材料与工具等吊装工作。塔式起重机必须具备下列特点： 起升高度和工作幅度较大、起重力矩大； 工作速度高，具有安装微动性能及良好的调速性能； 要求拆装运输方便迅速，以适应频繁转移工地的需要。(二) 我国塔式起重机的发展现状塔式起
2、重机在我国的生产与应用已经有 50 余年的历史，经历了以个从测绘仿制到自行设计制造的过程，特别是进入 20 世纪 90 年代以后，我国塔式起重机行业随着全国范围建筑任务的增加而进入了一个兴盛时期，年产量连年猛增，而且有部分产品出口到国外。现在我国的建筑用塔式起重机已越来越普遍，从普通的多层民用建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程等，到处都有塔机的应用。近 20 年来，市场的需求，有力的促进了技术的进步，通过研究开发、技术创新、引进消化，我们的设计手段和配套件生产能力也有了很大的进步，计算机辅助设计、微电子技术、程控语言控制技术都在塔机上得到了应用。当然也不可
3、否认，我国的塔机产品的技术性能、制作质量和品种型号规格，与发达国家产品相比，仍然存在较大的差距，特别是基础零部件的可靠性、电气元件、液压元件、工艺安装、生产设备和检测手段等，差距更大。这就影响了我们整机产品的质量和可靠性，增加了事故隐患。对此我们绝不可以掉以轻心，要加倍努力、敢于创新、严格把关、赶超国际水平。(三) 我国塔式起重机的发展趋势我国大规模经济建设已有二十来年的历史，这二十来年里，大量建筑物的涌现和大型工程的兴建，铁路、公路桥梁的建设，给塔式起重机提供了良好的市场。我国的塔式起重机发展趋势可以分以下几个方面： 我国塔机产品的品种、型号、规格应向多样化发展，以适应不同工程、不同用户的需
4、求。就目前现实而言，我国塔式起重机几乎是上回转一统天下，下回转塔机很少。这正好说明我国塔机品种单一化，实际上只要是有技术创新，下回转塔机在我国完全是可以大有作为的。 适当发展动臂式自升塔机和折曲式两用臂架自升塔机的生产，以适应塔机出口市场和国内大中型城市内某些特定工程和钢结构高层建筑施工的需要。 更多的采用组装式结构，做到产品系列化，部件模数化，以不同模数塔身、臂架标准节组合成的变断面塔身和臂架，这不仅能提高塔身、臂架的力学性能，减轻塔式起重机自重，而且可明显减少使用单位塔架、臂架的储备量，为单位节约成本。便于产品更新换代，简化设计制造，提高塔机使用的经济效益。(四) 国外塔式起重机的发展现状
5、 组合塔机或称模块塔机：所谓组合塔机，就是以塔身结构为核心，按结构和功能特点，将塔机分解为若干部分，并依据系列化和通用化要求，遵循模数制原理将各部分划分并设计成若干模块。根据参数要求，选用适当模块分别组成具有不同技术性能特点的塔机，以满足施工的具体要求。 一些超重型塔机相继问世：近年来由于大功率电站、高坝、近海石油钻井平台、天然气钻井平台以及石油化工业发展的需要，对重型和超重型塔机提出了更多更高的要求。如今，幅度 7090m、最大起重量 5060t、起升高度 100300m 的塔机已非罕见。 适应都市改建需要的城市塔机应运而生，并得到发展，其特点是：采用短平衡臂、可在 4m4m6m6m 尺寸范
6、围内进行 X 形底架、运输方便快捷、安装架设速度快、采用较完善的调速、操纵系统和电子仪表。(五) QTZ500 型塔式起重机的简单介绍及其市场前景QTZ500 型塔式起重机简称 QTZ500 型塔机，是 500kNm 上回转自升式塔机，是一种结构合理，性能比较优异的产品，比较国内同规格同类型的塔机具有更多的优点，能够满足高层建筑施工的需要，可用于建筑材料和预制构件的吊运和安装，并能在市内狭窄地区和丘陵地带建筑施工。该机属于快装塔机和城市塔机，用于中小城市公用建筑、学校建筑和多层住宅的施工建设。以基本高度（独立式）36 米。如果用户需要高层附着施工，只需提出另行订货需求，即可增加某些部件实现本机
7、的最大设计高度 100m，也就是附着高层施工，可建 32 层以内的高楼。近年来，随着建设工程量的不断扩大，起重安装工程量也越来越大，尤其是现代化大型石油、化工、冶炼、电站及高层建筑的安装作业逐年增加，因此，对工程起重机特别是大规模的起重机需求日益增加，随着当代科学技术的发展，各种新技术、新材料、新工艺、新结构在工程起重机上得到广泛的应用，所有这些因素都有力的促进了工程起重机的发展。目前中小城市居民楼建设主要以 10 层以内的为多，而我们的产品 QTZ500型塔式起重机主要针对城市 12 层以内高楼的建设以及设备安装工作，适合当前市场的需要，因此设计生产这一型号的塔式起重机是可行的。二、本课题的
8、目的（重点及拟解决的关键问题）本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练，目的在于巩固和扩大我们在校所学的基础知识和专业知识，训练我们综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼我们独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求我们在设计过程中，要独立思考，刻苦钻研，有所创新，解决相关技术问题。通过毕业设计，使我们掌握塔式起重机的总体设计，吊臂的设计，整体稳定性计算，有限元分析等内容，为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。通过此次设计使我们获得基本塔机结构设计，理论联系实际，扩大知识面；同时也是锻炼和培养自身能力及素质的重要渠道，也是我们逐步实现由学生到社会的转变，培养我们
9、初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能，体验企业工作的内容和方法。三、主要内容、研究方法、研究思路(一) 主要内容（1） 设计任务： 总体参数的选择（QTZ500 级别） 结构形式（2） 总体设计： 主要技术参数性能 设计原则 平衡重的计算 塔机的风力计算 整机倾翻稳定性的计算（3） 吊臂的设计和计算： 吊臂的形式及尺寸（变截面） （双吊点） 吊臂的强度、稳定性及刚度验算 (二) 研究方法 类比法：参考国内同类型塔式起重机设计； 有限元分析法：利用有限元分析软件对臂架进行优化设计。(三) 研究思路塔式起重机的机构是有起升机构、回转机构、小车变幅机构、行走机构四大传动机构组成，
10、另外还要重点注意该机的金属结构，塔机的金属结构又分为塔身、臂架、平衡臂、塔顶、以及顶升套架。我们应该不仅设计好塔机的机构，更重要的也要设计好塔机的金属结构，所以我们这次设计分块分工完成。我负责设计的部分是塔式起重机金属结构中臂架的优化设计，臂架是由若干个臂架标准节组成的，所以我以臂架标准节节为单位进行参数化设计，提出参数化模型，并利用三维制图软件制成三维图，并利用有限元分析软件对塔式起重机进行动力学和静力学分析，以对结果进一步优化设计。四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）2009.3.23-2008.3.28 熟悉整理资料2009.3.29-2009.4.13 方案选择及总体设计
11、2008.4.14-2008.4.20 绘制总图2008.4.21-2008.5.15 臂架设计2008.5.16-2008.6.5 绘制臂架装配及机构图纸2008.6.6-2008.6.19 绘制零件图纸2008.6.20-2008.6.26 准备论文及答辩五、主要参考文献1 哈尔滨建筑工程学院主编.工程起重机.北京：中国建筑工业出版社2 董刚、李建功主编.机械设计.机械工业出版社3 机械设计手册.化学工业出版社（5 册）4 GB/T94621999 塔式起重机技术条件5 GB/T137521992 塔式起重机设计规范6 GB51441994 塔式起重机安全规程指导教师意见：指导教师签名： 日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期：系意见：系领导签名： 日期：系盖章
