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摘要 塔式起重機(jī)作為建筑施工的主要設(shè)備，在建筑等行業(yè)發(fā)揮著極其重要的作用。塔式起重機(jī)屬于臂架型起重機(jī)，由于其臂架鉸接在較高的塔身上，且可回轉(zhuǎn)，臂架長度較大，結(jié)構(gòu)輕巧、安裝拆卸運(yùn)輸方便，適于露天作業(yè)，因此大多數(shù)用于工業(yè)與民用建筑施工。 本次設(shè)計(jì)在參照同類塔式起重機(jī)基礎(chǔ)上，對QTZ40型塔式起重機(jī)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)及塔頂分析設(shè)計(jì)。在塔頂設(shè)計(jì)工程中，采用了有限元法對其進(jìn)行分析計(jì)算，采用了ANSYS10.0軟件進(jìn)行分析。 按照整機(jī)主要性能參數(shù)，確定各機(jī)構(gòu)類型及鋼結(jié)構(gòu)型式，主要確定了塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)。通過對塔頂作適當(dāng)?shù)暮喕?，?yīng)用ANSYS10.0軟件建立塔頂?shù)挠邢拊Ｐ?，施加各工況載荷，進(jìn)行求解，進(jìn)而可得各節(jié)點(diǎn)受力情況及各單元所受軸向力、軸向應(yīng)力大小及各工況下塔頂?shù)淖冃螕隙却笮?，并能演示塔頂加載過程的動(dòng)畫，清晰的展現(xiàn)了各工況下塔頂?shù)氖芰π阅堋? 本設(shè)計(jì)為QTZ400塔式起重機(jī)總體及塔頂優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要分為以下幾個(gè)方面： 首先，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，包括平衡臂與平衡重計(jì)算、塔機(jī)風(fēng)力計(jì)算和整機(jī)的抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算；其次是塔頂?shù)脑O(shè)計(jì)包括受力分析、結(jié)構(gòu)簡化、有限元分析、受力校核（包括校核強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性）等。 本次設(shè)計(jì)分析通過修改模型參數(shù)共準(zhǔn)備了三種不同方案，進(jìn)而對不同模型方案進(jìn)行分析比較。由比較不同模型在相同工況下的受力狀況及剛度狀況，綜合分析強(qiáng)度和剛度條件，可得出受力最為合理的一組模型參數(shù)，通過對此組參數(shù)下模型進(jìn)行強(qiáng)度及剛度校核，進(jìn)而獲得塔頂?shù)淖罱K參數(shù)結(jié)果 關(guān)鍵詞：QTZ40型塔式起重機(jī) 塔頂 有限元分析 ANSYS10.0 河北建筑工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 課題 名稱 QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂優(yōu)化設(shè)計(jì) 系： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動(dòng)化 班級(jí)： 機(jī)092 姓名： 劉 偉 學(xué)號(hào)： 2009307226 起迄日期： 2013年3月25日~ 2013年 6月21日 設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn): 綜405 指導(dǎo)教師： 李常勝 輔導(dǎo)教師： 發(fā)任務(wù)書日期：2013年3月 5 日 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對機(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)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神之最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，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)，使學(xué)生掌握塔式起重機(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)。 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1） 設(shè)計(jì)任務(wù)： ① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40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） 塔頂?shù)脑O(shè)計(jì)和計(jì)算: ① 塔頂?shù)男问郊俺叽? ② 塔頂?shù)膹?qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度驗(yàn)算 （4） 設(shè)計(jì)要求: ① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械與電氣工程圖紙，獨(dú)立撰寫一份畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。 ② 知識(shí)要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實(shí)踐，深化理論認(rèn)識(shí)、擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。 ③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。 ④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀與全局觀。 ⑤ 設(shè)計(jì)成果要求： 1） 凡給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括說明書、計(jì)算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。 2） 對設(shè)計(jì)的全部內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械構(gòu)造、工作原理、整機(jī)布置等，均有清晰的了解。對設(shè)計(jì)過程、計(jì)算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識(shí)圖紙能力。對運(yùn)輸、安裝、使用等亦有一般了解。 3） 說明書、計(jì)算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟正確，數(shù)學(xué)計(jì)算準(zhǔn)確，各項(xiàng)說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機(jī)械機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。 4） 對國內(nèi)外塔式起重機(jī)情況有一般的了解，對各種塔式起重機(jī)有一定的分析、比較能力。 其他各項(xiàng)應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。 3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）： ① 計(jì)算說明書一份 內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)任務(wù)要求的選型、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟(jì)性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)），字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖。 ② 圖紙一套 不少于四張零號(hào)圖紙量。 4、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.化學(xué)工業(yè)出版社（5冊） [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 [7] 董剛　李建功 潘風(fēng)章主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》 （第3版）北京機(jī)械工業(yè)出版社　 [8] 張質(zhì)文，虞和謙等. 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊. 北京：中國鐵道出版社.1997. 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[27]張方瑞主編《ANSYS應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例教程》北京：電子工業(yè)出版社，2006.9 [28]陳精一編著《ANSYS工程分析實(shí)例教程》北京：中國鐵道出版社，2007.5 5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2013.3.25-2013.3.28 2013.3.29-2013.4.13 2013.4.14-2013.4.20 2013.4.21-2013.5.15 2013.5.16-2013.6.5 2013.6.6-2013.6.19 2013.6.20-2013.6.21 熟悉整理資料 方案選擇及總體設(shè)計(jì) 繪制總圖 塔頂設(shè)計(jì) 繪制塔頂結(jié)構(gòu)圖 繪制零件圖紙 準(zhǔn)備論文及答辯 教研室審查意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 系審查意見： 系主任簽字： 年 月 日 河北建筑工程學(xué)院 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 系 別 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)092班 姓 名 劉偉 學(xué) 號(hào) 2009307226 實(shí)習(xí)日期 4月13日 實(shí)習(xí)地點(diǎn) 張家口 實(shí)習(xí)單位 張家口建筑機(jī)械廠 指導(dǎo)教師 李常勝 職稱 高級(jí)工程師 實(shí)習(xí)成績 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 1.公司概況 張家口建筑機(jī)械有限責(zé)任公司前身張家口市建筑機(jī)械廠始建于1952年，是建設(shè)部定點(diǎn)生產(chǎn)建筑機(jī)械的專業(yè)廠家，是我國第一批領(lǐng)取塔式起重機(jī)生產(chǎn)許可證的企業(yè)，同時(shí)也是華北地區(qū)最大的塔式起重機(jī)生產(chǎn)廠。該公司技術(shù)力量雄厚，生產(chǎn)設(shè)備齊全，工藝工裝配套，檢驗(yàn)手段完善，具有產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械加工制造、安裝調(diào)試監(jiān)測、檢驗(yàn)等能力，現(xiàn)有金屬切削機(jī)床、焊接設(shè)備、熱處理設(shè)備200余臺(tái)，另配有化驗(yàn)室、計(jì)量檢驗(yàn)室、X光探傷室設(shè)備。其主要產(chǎn)品QTZ63、QTZ50、QTZ40D、QTZ40（角鋼）型塔式起重機(jī)等建筑機(jī)械產(chǎn)品，且于2001年12月27日通過ISO9001:2000質(zhì)量體系認(rèn)證，于2004年再次通過北京9000標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)復(fù)審，本產(chǎn)品遠(yuǎn)銷25個(gè)省、市、自治區(qū)、本公司塔機(jī)系列產(chǎn)品經(jīng)多方用戶使用得到廣泛好評(píng)。 2.實(shí)習(xí)目的 畢業(yè)實(shí)習(xí)是畢業(yè)設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，是我們理論聯(lián)系實(shí)際、擴(kuò)大知識(shí)面的一個(gè)過程，可以通過實(shí)地參觀對塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，了解機(jī)器的實(shí)際結(jié)構(gòu)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和方法為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)我們具有吃苦耐勞的精神，也是我們接觸社會(huì)、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們工作的能力、了解企業(yè)管理的基本方法和技能。培養(yǎng)面對現(xiàn)實(shí)問題的正確態(tài)度和獨(dú)立地分析解決問題的基本能力；通過實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)社會(huì)的需要，發(fā)現(xiàn)自身差距，培養(yǎng)銳意創(chuàng)新進(jìn)取的精神；培養(yǎng)良好的職業(yè)精神，適應(yīng)畢業(yè)后實(shí)際工作的要求。 我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂?shù)挠邢拊治龇ㄔO(shè)計(jì)。通過畢業(yè)實(shí)習(xí)，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)深入工廠企業(yè)實(shí)地參觀與調(diào)查，在這個(gè)基礎(chǔ)上把所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐緊密結(jié)合起來，提高實(shí)際工作能力與分析能力，以達(dá)到學(xué)以致用的目的。 3.實(shí)習(xí)內(nèi)容 13號(hào)上午我們塔頂設(shè)計(jì)組乘車來到了實(shí)習(xí)地點(diǎn)。隨即而見的是兩臺(tái)剛從建筑工地上拆回來的塔式起重機(jī)，其中一臺(tái)是QTZ40支承架為角鋼的塔機(jī)；另外一臺(tái)是QTZ40塔式起重機(jī)，也是我們此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的對象，支架均采用圓鋼型式的塔機(jī)。我們重點(diǎn)觀察了QTZ40的那臺(tái)，這臺(tái)QTZ40塔式起重機(jī)采用塔帽結(jié)構(gòu)，上回轉(zhuǎn)、水平臂架、小車變幅、液壓自升塔機(jī)。起重力矩為400KN/m。獨(dú)立式起升高度為30米。附著高度可達(dá)120米，最大起重量為4t，工作幅度為46.8米。該機(jī)設(shè)計(jì)合理，采用有塔帽結(jié)構(gòu)，安裝十分方便，質(zhì)量安全可靠，價(jià)格適易，在市場中深受建筑企業(yè)的歡迎，其結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)符合GB／T12752及相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。起升、回轉(zhuǎn)、變幅、液壓頂升四大機(jī)構(gòu)均采用雙速電機(jī)，能滿足各種工況的需要，液壓頂升機(jī)構(gòu)用于塔身的升高及降塔。鋼絲繩的選用按GB8918新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。該機(jī)安全保護(hù)裝置齊全、靈敏、可靠。設(shè)有力矩限制器，起重量限制器，起升高度限位器，幅度限位器，回轉(zhuǎn)限位器以確保塔機(jī)的安全使用，在電器系統(tǒng)中設(shè)有欠壓、過流、斷相、錯(cuò)相保護(hù)以保證電機(jī)的正常工作。另外護(hù)欄、擋板、平臺(tái)等安全設(shè)施齊全,符合GB5144標(biāo)準(zhǔn)要求。，我結(jié)合老師的上課給我們講解的知識(shí)仔細(xì)觀察了起重機(jī)的頂升部分，了解了如何用伸縮油缸把支承架頂上去，而后又是用什么固定，支承架上為何不直接采用2.5米的間距等等問題。由于我們是做塔頂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以工人師傅在講塔頂機(jī)構(gòu)時(shí)，我們尤為認(rèn)真。在工人師傅的講解過程中，我認(rèn)真的觀察了塔頂結(jié)構(gòu)的金屬桁架結(jié)構(gòu)空間布置形式，仔細(xì)琢磨水平腹桿，立柱，斜腹桿三者之間的鉸接點(diǎn)布置。事實(shí)證明，這樣的實(shí)物觀察對我以后的有限元模型建立過程中的節(jié)點(diǎn)布置問題是有很大作用。 緊接著，工人師傅又給我們講解了塔機(jī)總體各工作機(jī)構(gòu)的具體形式，塔式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動(dòng)臂和底座等；工作機(jī)構(gòu)有起升、變幅、回轉(zhuǎn)和頂升四部分；電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、控制器、配電柜、連接線路、信號(hào)及照明裝置等。 塔式起重機(jī)的起升和變幅機(jī)構(gòu)均由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器和卷筒等部件組成。為提高塔機(jī)的生產(chǎn)效率，加快吊裝的施工進(jìn)度，各工作機(jī)構(gòu)均應(yīng)具備較高的工作速度，并要求啟動(dòng)和制動(dòng)過程中都能平緩進(jìn)行，避免產(chǎn)生急劇沖擊，對金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響。另外，工作機(jī)構(gòu)與金屬結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系協(xié)調(diào)，互不相碰。 起升機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)是起重機(jī)機(jī)械的主要機(jī)構(gòu),用以實(shí)現(xiàn)重物的升降運(yùn)動(dòng)。起升機(jī)構(gòu)通常由原動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒、制動(dòng)器、鋼絲繩、滑輪組和吊鉤組成。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：塔機(jī)是靠起重臂回轉(zhuǎn)來保障其工作覆蓋面的?；剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生是通過上、下回轉(zhuǎn)支座分別裝在回轉(zhuǎn)支承的內(nèi)外圈上并由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小齒輪。小齒輪與回轉(zhuǎn)支承的大齒圈嚙合，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)上支座相對于下支座運(yùn)動(dòng)。我們設(shè)計(jì)的QTZ500塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)成單回轉(zhuǎn)式，通常由回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、回轉(zhuǎn)制動(dòng)器、回轉(zhuǎn)減速器和小齒輪組成。 變幅機(jī)構(gòu)：變幅機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)改變幅度的工作機(jī)構(gòu)，用來擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。變幅機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒和制動(dòng)器組成。功率和外形尺寸較小。變幅機(jī)構(gòu)按其構(gòu)造和不同的變幅方式分為運(yùn)行小車式和吊臂俯仰式。 塔機(jī)都設(shè)有安全保護(hù)裝置，包括：起升高度限制器、起重量限制器、力矩限制器。 通過工人師傅為我詳細(xì)地講解以后，我對自己的設(shè)計(jì)又有了更加直觀深入的了解。 4. 實(shí)習(xí)結(jié)果 通過這次參觀實(shí)習(xí)，我們受益頗多。以下是我在實(shí)習(xí)參觀時(shí)所得出的的一些體會(huì)： 1.了解了QTZ40塔式起重機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)對塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)有了全面的了解； 2.知道了塔機(jī)用頂升機(jī)構(gòu)進(jìn)行頂升時(shí)，利用液壓缸的作用把上面的所有機(jī)構(gòu)頂起，然后加入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。 3.明白了塔機(jī)的起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)是用不同的鋼絲繩分開控制的； 4.認(rèn)真的觀察了塔頂結(jié)構(gòu)的金屬桁架結(jié)構(gòu)空間布置形式，仔細(xì)琢磨水平腹桿，立柱，斜腹桿三者之間的鉸接點(diǎn)布置。這也是我們建立塔頂有限元模型的基礎(chǔ)。 5.實(shí)習(xí)總結(jié) 這次畢業(yè)實(shí)習(xí)進(jìn)一步鞏固和深化了我們所學(xué)的理論知識(shí)，彌補(bǔ)了以前理論教學(xué)的不足，擴(kuò)大了我的視野。通過這次畢業(yè)實(shí)習(xí)使我對所學(xué)理論得到了進(jìn)一步理解、鞏固和深化，培養(yǎng)了我收集資料的能力及提高分析問題和解決問題的能力，也給我的設(shè)計(jì)帶來了許多靈感。要想搞好設(shè)計(jì)，就要耐心仔細(xì)地查找與設(shè)計(jì)相關(guān)的資料和信息，它要包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基本功能、主要結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及其發(fā)展前途，市場效益等。此次去天力塔吊租賃公司，使我對塔式起重機(jī)有了一個(gè)比較感性和直觀的認(rèn)識(shí)。以前也看到一些塔式起重機(jī)，但是沒有認(rèn)真觀察過。對于塔式起重機(jī)的印象基本上只停留在課本上的幾個(gè)簡單的圖片上。通過本次實(shí)習(xí)，我對塔式起重機(jī)有了一個(gè)相對全面的基本認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)和鍛煉了我的綜合運(yùn)用課本所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，為接下來的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，也為我畢業(yè)后走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。總之，在此，感謝老師們給我們這次難得的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，使我學(xué)到了很多課本以外的知識(shí)，同時(shí)也提高了自己的能力，積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn),受益匪淺,我在以后的工作中一定會(huì)認(rèn)真努力，格要求自己，飽滿的熱情做好自己的本職工作。 河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂優(yōu)化設(shè)計(jì) 學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)092班 姓 名 劉 偉 指 導(dǎo) 教 師 李常勝 輔 導(dǎo) 教 師 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 QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂優(yōu)化設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)092 學(xué)生姓名： 劉偉 學(xué) 號(hào)： 2009307226 指導(dǎo)教師： 李常勝 課題來源 導(dǎo)師課題 課題類別 工程設(shè)計(jì) 一、論文資料的準(zhǔn)備 1、塔式起重機(jī)概述 塔式起重機(jī)簡稱塔機(jī)或者塔吊，是一種機(jī)身為塔架式結(jié)構(gòu)的全回轉(zhuǎn)動(dòng)臂架式起重機(jī)。塔式起重機(jī)由金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。金屬結(jié)構(gòu)包括塔身、動(dòng)臂和底座等。塔機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有五種：起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、小車牽引機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和大車走行機(jī)構(gòu)(行走式的塔機(jī))。電氣系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、控制器、配電柜、連接線路、信號(hào)及照明裝置等。塔式起重機(jī)的作業(yè)空間大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送及建筑構(gòu)件的安裝。由于塔式起重機(jī)能夠靠近建筑物，在高層建筑施工中其幅度利用率比其它類型的起重機(jī)要高，可達(dá)到全幅度的80%。而普通履帶式、輪胎式起重機(jī)的幅度利用率不超過50%，并隨著建筑物高度的增加而急劇減小。因此塔式起重機(jī)在高層工業(yè)和民用建筑施工的使用中一直處于領(lǐng)先地位。應(yīng)用塔式起重機(jī)對于加快施工進(jìn)度、縮短工期、降低工程造價(jià)等方面起著重要的作用。 2、塔式起重機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 塔式起重機(jī)(簡稱塔吊)是一種塔身直立、起重機(jī)臂鉸接在塔帽下部且能夠作360°回轉(zhuǎn)的起重機(jī),通常用于房屋建筑和設(shè)備安裝的場所,具有適用范圍廣、起升高度高、回轉(zhuǎn)半徑大、工作效率高、操作簡便、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等特點(diǎn)。因此它在建筑安裝施工中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別對于高層建筑施工來說,更是一種不可缺少的重要施工機(jī)械。 塔式起重機(jī)起源于歐洲。據(jù)記載，第一項(xiàng)有關(guān)建筑用塔機(jī)專利頒發(fā)于1900年。1905年出現(xiàn)了塔身固定的裝有臂架的起重機(jī)，1923年制成了近代塔機(jī)的原型樣機(jī)，同年出現(xiàn)第一臺(tái)比較完整的近代塔機(jī)。1930年當(dāng)時(shí)德國已開始批量生產(chǎn)塔機(jī)，并用于建筑施工。1941年，有關(guān)塔機(jī)的德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN8770公布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以吊載(t)和幅度(m)的乘積(tm)一起以重力矩表示塔機(jī)的起重能力。 我國的塔機(jī)行業(yè)于20世紀(jì)50年代開始起步,已有50多年的歷史，經(jīng)歷了一個(gè)從測仿制到自行設(shè)計(jì)制造的過程。 20世紀(jì)50年代，為滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，中國引進(jìn)了前蘇聯(lián)以及東歐一些國家的塔式起重機(jī)，并進(jìn)行仿制。這個(gè)時(shí)期中國生產(chǎn)與使用的塔式起重機(jī)的數(shù)量較少。 20世紀(jì)60年代，由于高層、超高層建筑的發(fā)展，廣泛使用了內(nèi)部爬升式和外部附著式塔式起重機(jī)，并在工作機(jī)構(gòu)中采用比較先進(jìn)的技術(shù)，如直流調(diào)速、可控硅調(diào)速、渦流制動(dòng)器、在回轉(zhuǎn)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)中安裝液力偶合器等。在此時(shí)期，中國開始進(jìn)入了自行設(shè)計(jì)與制造塔式起重機(jī)的階段。 20世紀(jì)70年代，塔式起重機(jī)服務(wù)對象更為廣泛。塔式起重機(jī)的幅度、起重量合起升高度均有了顯著提高。為了滿足市場各方面的要求，塔式起重機(jī)又向一機(jī)多用方向發(fā)展。中國塔式起重機(jī)進(jìn)入了技術(shù)提高、品種增多的新階段。這一時(shí)期還先后開發(fā)了ZT100、ZT120、ZT280等小車變幅自升式塔式起重機(jī)、QT-20小車變幅內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，QTL16、TQ40、TQ45、TD25、QTG40、QTG60下回轉(zhuǎn)動(dòng)臂自行架設(shè)快裝塔式起重機(jī)等，其年產(chǎn)量最高超過900臺(tái)，標(biāo)志著中國塔式起重機(jī)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的階段。20世紀(jì)90年代以后，中國塔式起重機(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)新的興盛時(shí)期，年產(chǎn)量連年猛增，而且有部分產(chǎn)品出口到國外。全國塔式起重機(jī)的總擁有量也從20世紀(jì)50年代的幾十臺(tái)截至2000年約為6萬臺(tái)。至此，無論從生產(chǎn)規(guī)模、應(yīng)用范圍和塔式起重機(jī)總量等角度來衡量，中國均堪稱塔式起重機(jī)大國。 3﹑QTZ40塔式起重機(jī)的整體和塔頂簡介 (一) ﹑QTZ40塔式起重機(jī)的整體簡介 QTZ40塔式起重機(jī)具有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、頂升四種工作機(jī)構(gòu)，可單獨(dú)或復(fù)合動(dòng)作，可以獲得較高的工作效率。頂升機(jī)構(gòu)用于塔身接高或降塔,起升機(jī)構(gòu)采用多速電機(jī)，有快速、中速和 慢就位多種速度，充分滿足用戶各種工況的需要。起重臂可左、右作540度全回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)、變幅靈活可靠，起吊就位準(zhǔn)確，可滿足建筑施工中垂直及水平運(yùn)輸?shù)男?要。該機(jī)設(shè)有起重量限制器、力矩限制器、起升高度限制器、幅度限位器和回轉(zhuǎn)限制器等安全保護(hù)裝置齊全，靈敏可靠，確保塔機(jī)正常工作。另外，還設(shè)有休息平臺(tái)、護(hù)欄等安全保護(hù)設(shè)施。司機(jī)室獨(dú)立側(cè)置，造型美觀，視野開闊，內(nèi)部空間大，操作方便。該機(jī)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，也用于港口、貨場的裝卸。 (二) ﹑QTZ40塔式起重機(jī)的塔頂簡介 目前，國內(nèi)應(yīng)用較廣泛的塔機(jī)塔頂形式有固定式塔頂和片式塔頂兩種，固定式塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式為空間桁架，其弦桿和腹桿均為實(shí)心圓鋼或鋼管，迎風(fēng)面積和風(fēng)力系數(shù)小，從而減少了水平風(fēng)力，甚至可以不考慮風(fēng)載荷對其的直接影響。片式塔頂為鉸交的結(jié)構(gòu)形式所以其不承受彎矩、只承受軸向壓力，而平衡臂固接于上轉(zhuǎn)臺(tái)，其受力狀況較為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)形式要求平衡臂臂架必須做成空間桁架結(jié)構(gòu)，或者用大型型鋼（工字鋼）做成片式結(jié)構(gòu)，用上下兩個(gè)鉸點(diǎn)固接于塔機(jī)的上轉(zhuǎn)臺(tái)，與上轉(zhuǎn)臺(tái)形成一個(gè)固定的結(jié)構(gòu)體。片式塔頂結(jié)構(gòu)簡單、線條流暢、外形美觀大方、受力簡單，塔機(jī)架設(shè)既方便又省時(shí)省力 二、ANSYS介紹 “有限元”這個(gè)詞語于1965年首次被提出，經(jīng)過大約40多年的不斷發(fā)展和完善，到今天已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種不同的工程之中，理論也已經(jīng)相當(dāng)成熟。有限元思想的核心就是把實(shí)際結(jié)構(gòu)離散化，假想地使實(shí)際的結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目個(gè)類似結(jié)構(gòu)的個(gè)體，然后通過分析這些有限個(gè)體的性能來求出滿足實(shí)際工程要求的計(jì)算結(jié)果，從而代替對于具體復(fù)雜實(shí)際結(jié)構(gòu)的求解。經(jīng)過離散化，應(yīng)用有限元思想，可以解決很多實(shí)際復(fù)雜的工程問題，并在理論研究和工程應(yīng)用兩方面都具有極其重要的實(shí)用價(jià)值。 1970年，美國著名力學(xué)專家、匹茲堡大學(xué)教授John Swanson創(chuàng)建了ANSYS公司，通過四十余年的發(fā)展壯大，已經(jīng)逐漸成為全球CAE行業(yè)中最大的公司。在發(fā)展過程中，ANSYS軟件不斷改進(jìn)提高，性能也不斷增強(qiáng)，可靠性也不斷得到保證，在易用性和適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境等其他方面也日趨完善，基本上完全能夠滿足當(dāng)前用戶對于有限元分析軟件的要求，當(dāng)下，已發(fā)展到了14．0版本。 ANSYS作為一個(gè)大型通用軟件，可以廣泛的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)、流體、聲場、熱、耦合場、 電磁場上面，其使用用戶也能夠涵蓋機(jī)械、土木建筑、水利、生物、醫(yī)學(xué)、能源、航空 航天和交通運(yùn)輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)的不同領(lǐng)域，利用ANSYS軟件，能夠?qū)?shí)際模型置于各種各 樣不同的復(fù)雜實(shí)際工況之中，準(zhǔn)確并合理的分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少實(shí)際試驗(yàn)的物質(zhì)和人 力投入，提高工作效率，縮短研發(fā)周期從而能夠?yàn)樘岣呃麧欁龀鲐暙I(xiàn)。使用ANSYS軟件分析，包含以下幾個(gè)過程：建立模型、劃分網(wǎng)格、加載和求解、結(jié)果后處理。若在實(shí)際應(yīng)用過程中想對其中的某一個(gè)步驟進(jìn)行改動(dòng)和變化，則依然需要重新完成其中的每一個(gè)步驟，無形中浪費(fèi)了太多的工作時(shí)間。針對現(xiàn)實(shí)情況，ANSYS提供了APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言來處理類似問題，通過APDL語言及UIDL語言或類似VB、VC編程語言開發(fā)應(yīng)用界面，即可完成在ANSYS中的二次開發(fā)。 二次開發(fā)已經(jīng)在國外得到了很多方面的應(yīng)用。例如： AlexeyI．Borovkv開發(fā)了兩款軟件，分別應(yīng)用于散熱器穩(wěn)態(tài)3D熱分析及轉(zhuǎn)子體剛度不對稱補(bǔ)償。使用者只需面對初始參數(shù)輸入界面，而軟件自動(dòng)完成建立模型、劃分網(wǎng)格、加載和求解等復(fù)雜步驟，還可以在專用軟件中生成符合用戶要求的報(bào)告，這一系列開發(fā)，無形中減少了用戶建模的工作量，無疑會(huì)提高相當(dāng)?shù)男?，大大?jié)省了用戶的時(shí)間。 而相對而言，國內(nèi)關(guān)于ANSYS的二次開發(fā)方面才剛剛起步，在很多方面與國外先進(jìn) 水平存在相當(dāng)?shù)牟罹?，但一些高校和科研機(jī)構(gòu)也相應(yīng)的開發(fā)了很多產(chǎn)品，取得了一定的 研究成果，并在實(shí)際應(yīng)用方面也做出了很大的貢獻(xiàn)。這系列研究和實(shí)際大致取得的成果有：針對具體實(shí)際工程應(yīng)用問題而開發(fā)的專用系統(tǒng)，例如水利工程、土木建筑以及機(jī)械的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化設(shè)計(jì)；針對商業(yè)化發(fā)展的具體模塊，例如壓力容器自動(dòng)化分析軟CPV-ANSYS，基于ANSYS的應(yīng)用柴油機(jī)鑄造成型專用軟件等。總體而言，國內(nèi)關(guān)于二次開發(fā)的研究也已經(jīng)取得了很好的效果，同時(shí)也存在發(fā)展的空間，是一個(gè)具有相當(dāng)潛能，大有可為的新興科研項(xiàng)目。 三、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題） 塔式起重機(jī)是指能在一定范圍內(nèi)垂直起升和水平移動(dòng)物品的機(jī)械，具有動(dòng)作間歇性和作業(yè)循環(huán)性，多用于人力不能完成的任務(wù)。塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))是一種重要的施工機(jī)械,由于具有工作效率高、使用范圍廣、回轉(zhuǎn)半徑大、起升高度高、操作方便以及安裝與拆卸簡便等優(yōu)點(diǎn),已成為工程建設(shè)中的主要機(jī)種之一。自升式塔式起重機(jī)的塔頂是塔機(jī)的重要組成部分，它以固結(jié)或鉸結(jié)的形式連接在塔機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過拉桿分別與起重臂和平衡臂相連，承受臂架和其上部件的自重以及吊重、風(fēng)載等載荷作用而產(chǎn)生彎矩、拉壓力以及剪切力，受力狀況較為復(fù)雜。近幾年來塔頂失穩(wěn)現(xiàn)象多有發(fā)生，并且常常是僅在塔頂部分發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。由此可見在塔機(jī)設(shè)計(jì)中，塔頂部分是一個(gè)較為薄弱的環(huán)節(jié)，其抗過載能力較差，因此有必要對塔頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，加強(qiáng)塔頂?shù)膹?qiáng)度與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而防止塔頂結(jié)構(gòu)部分的破壞。 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,目前國內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造都離不開有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)計(jì)算,在工程設(shè)計(jì)和分析中受到越來越廣泛的重視,其計(jì)算結(jié)果不僅詳盡,而且更具可靠性。采用有限元分析的方法進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)計(jì)算將會(huì)極大地提高設(shè)計(jì)效率、保證其設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)者只需借助通用有限元軟件建立模型并進(jìn)行仿真分析,就能真實(shí)地反映機(jī)械產(chǎn)品的尺寸外形特征和工作過程,并進(jìn)行各種類型的力學(xué)分析,盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷,從而有效地縮短研發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本,使產(chǎn)品的結(jié) 構(gòu)和性能更加合理。本論文將應(yīng)用有限元軟件ANSYS10.0對塔機(jī)總體及塔頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速校核分析。 重點(diǎn)：塔機(jī)總體及塔頂結(jié)構(gòu)的快速有限元校核分析。 四、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路 1、主要內(nèi)容 （1） 設(shè)計(jì)任務(wù)： ① 總體參數(shù)的選擇（QTZ40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） 塔頂?shù)脑O(shè)計(jì)和計(jì)算 ① 塔頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式及尺寸 ② 塔頂?shù)脑O(shè)計(jì)和有限元分析及計(jì)算 2、 研究方法 （1）資料的準(zhǔn)備 通過上網(wǎng)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，搜集同類已研發(fā)產(chǎn)品相關(guān)資料，了解國內(nèi)外塔式起重機(jī)總體設(shè)計(jì)和塔頂?shù)脑O(shè)計(jì)的已研發(fā)的產(chǎn)品，借鑒這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路為自己的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。了解所做設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)部件的相關(guān)信息，為以后設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 （2）參數(shù)確定 根據(jù)所查資料，了解到起重機(jī)的相關(guān)參數(shù)，和對標(biāo)準(zhǔn)部件的了解，選擇能免租條件的相關(guān)零件。根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法并結(jié)合相似的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中確定個(gè)關(guān)節(jié)的合理尺寸和形狀。整體和各個(gè)部件的形狀和尺寸確定后，用二維作圖工具（autoCAD等）繪制出個(gè)主要部件的圖形圖和總裝圖。明確產(chǎn)品的具體具體設(shè)計(jì)尺寸和形狀。 3、 研究思路 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,目前國內(nèi)外先進(jìn)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造都離不開有限元分析(Finite ElementAnalysis, FEA)計(jì)算,在工程設(shè)計(jì)和分析中受到越來越廣泛的重視,其計(jì)算結(jié)果不僅詳盡,而且更具可靠性。采用有限元分析的方法進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)計(jì)算將會(huì)極大地提高設(shè)計(jì)效率、保證其設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)者只需借助通用有限元軟件建立模型并進(jìn)行仿真分析,就能真實(shí)地反映機(jī)械產(chǎn)品的尺寸外形特征和工作過程,并進(jìn)行各種類型的力 學(xué)分析,盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷,從而有效地縮短研發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本,使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能更加合理。本文應(yīng)用有限元軟件ANSYS10.0對塔頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速校核分析。 五、總體安排和進(jìn)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(jì) 2013.4.14-2013.4.20 繪制總圖 2013.4.21-2013.5.15 塔頂設(shè)計(jì) 20135.16-2013.6.5 繪制塔頂裝配及結(jié)構(gòu)圖紙 2013.6.6-2013.6.19 繪制零件圖紙 2013.6.20-2013.6.21 準(zhǔn)備論文及答辯 六、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.化學(xué)工業(yè)出版社（5冊） [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 [7] 邢靜忠．ANSYS應(yīng)用實(shí)例與分析．科學(xué)出版社．2006． [8] 劉坤．ANSYS有限元方法精解．國防工業(yè)出版社．2005． [9]GB/T9462—1999 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)條件． [10] GB/T13752—1992 塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范． [11] GB/T5144—1994 塔式起重機(jī)安全規(guī)程 [12]劉鴻文．材料力學(xué)．北京：高等教育出版社．2002． [13]李柱，徐振高．互換性與測量技術(shù)．北京：高等教育出版社．2002． [14] 張東升．機(jī)械零件及建筑機(jī)械．重慶：重慶大學(xué)出版社.2003． [15] 現(xiàn)行建筑機(jī)械規(guī)范大全．北京：中國建筑工業(yè)出版社.1995． [16] 吳慶鳴，何小新．工程機(jī)械設(shè)計(jì)．武昌：武漢大學(xué)出版社.2006． [17]劉佩衡．塔式起重機(jī)使用手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002． [18] 張質(zhì)文，虞和謙等．起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊．北京：中國鐵道出版社．1997． [19] 顧迪民．工程起重機(jī)．北京：中國建筑工業(yè)出版社．1988． [20] 王金諾，于蘭峰．起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu)．北京：中國鐵道出版社.2002． [21] The Domestic Reform of Imported Hydraulic Excavators. [22]Computers and Structures 80 (2002) 605–614. 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 設(shè)計(jì)題目： QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂優(yōu)化設(shè)計(jì) 姓 名： 劉偉 班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)092班 2009307226 指導(dǎo)教師： 李常勝 設(shè)計(jì)題目： QTZ40塔式起重機(jī)總體及塔頂設(shè)計(jì) 姓 名： 穆業(yè)孟 班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)091班 2009307105 指導(dǎo)教師： 李常勝 目錄 第一章 前言·······················································1 1.1 塔式起重機(jī)概述··············································1 1.2 塔式起重機(jī)的發(fā)展趨勢········································1 第二章 總體設(shè)計(jì)··················································2 2.1 概述························································2 2.2 確定總體設(shè)計(jì)方案············································2 2.2.1 金屬結(jié)構(gòu)················································2 2.2.2 工作機(jī)構(gòu)···············································19 2.2.3 安全保護(hù)裝置···········································27 2.3 總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總則···········································29 2.3.1 整機(jī)工作級(jí)別 ··········································29 2.3.2 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別···········································29 2.3.3主要技術(shù)性能參數(shù)······································· 30 2.4 平衡臂與平衡重的計(jì)算·······································30 2.5 起重特性曲線···············································32 2.6 塔機(jī)風(fēng)力計(jì)算·············································· 34 2.6.1 工作工況Ⅰ·············································34 2.6.2 工作工況Ⅱ·············································38 2.6.3 非工作工況Ⅲ···········································40 2.7整機(jī)的抗傾翻穩(wěn)定性·········································43 2.7.1工作工況Ⅰ·············································44 2.7.2工作工況Ⅱ·············································45 2.7.3工作工況Ⅲ·············································46 2.7.4工作工況Ⅳ·············································47 2.8固定基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算·········································49 第三章 塔頂?shù)目傮w結(jié)構(gòu)和受力分析······························51 3.1 塔頂總體···················································51 3.1 塔頂尺寸設(shè)計(jì)···············································52 3.1 塔頂受力分析···············································53 第四章 塔頂?shù)哪Ｐ秃喕陀邢拊治觥ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁ?5 4.1 塔頂模型建立的幾點(diǎn)簡化及分析過程···························55 4.2 塔頂結(jié)構(gòu)的有限元分析·······································55 4.2.1塔頂模型的建立·········································56 4.2.2有限元分析計(jì)算·········································57 第五章 塔頂受力校核 5.1 塔頂穩(wěn)定性校核·············································98 5.2 塔頂剛度校核···············································99 5.3 塔頂強(qiáng)度校核···············································99 第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)···········································100 致謝·····························································101 主要參考文獻(xiàn)····················································102