QTZ5013塔式起重機總體及臂架結(jié)構(gòu)設(shè)計

附件B：畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計方案比較、選型分析等）塔式起重機簡稱塔機，也稱塔吊，源于西毆。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比較簡便等特點，因而在建筑安裝工程中得到了廣泛地使用，并成為一種重要的施工設(shè)施。塔式起重機除用于工業(yè)與民用建筑外、在電站施工、、水利建設(shè)以及造船等部門也常有應(yīng)用。在我國，塔式起重機的生產(chǎn)與應(yīng)用已有40多年的歷史，經(jīng)歷了一個從測繪仿制到自行設(shè)計制造的過程。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1免與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。1961年，首先在北京試制成功了紅旗-II型塔式起重機，它也是我國最早自行設(shè)計的塔式起重機。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。從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；同年為了北京飯店施工，我國又自行設(shè)計制造了Q?-10型自升式起重機，該機的起重力矩為1600KN.m。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，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。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，歐洲塔機行業(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Comedil,丹麥Kroll,西班牙Comansa。在產(chǎn)量、系列品種、技術(shù)水平等方面，德國的Liebherr和法國的Potain在世界上居領(lǐng)先地位，Potain目前在法國、德國、意大利、葡萄牙、中國的工廠生產(chǎn)60多種型號塔機，迄今為止已在全球銷售了超過100000臺塔機，其中被國內(nèi)行業(yè)熟知的FO/23B、H3/36B是我國1984年從Potain引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的。2003年，Potain為南京長江第三大橋工程提供的MD3600（最大起重力矩為3600tm），是Potain迄今為止建造的最大塔機。20世紀(jì)80年代，日本塔機行業(yè)開始緩慢復(fù)蘇，1987年開發(fā)了900fm級內(nèi)爬式自升塔機，1990年，日本最著名的塔機生產(chǎn)商石川島（IHI）公司開發(fā)了日本國內(nèi)最大的1500t-m級內(nèi)爬式自升塔式起重機一JCC1500H（最大起重量70t），其在日本大噸位塔機市場中占有份額最高。截至目前，日本內(nèi)爬塔機的主要機型有：80tm級、150tm級、400tm級、450tm級、500tm級、600tm級、900tm級、1500tm級。另外，還開發(fā)了利用鋼結(jié)構(gòu)大樓鋼立柱為塔身的鋼柱塔身內(nèi)爬式塔式起重機，使塔機結(jié)構(gòu)更為簡化，也增加了內(nèi)爬式塔機的新機種。俄羅斯繼承前蘇聯(lián)傳統(tǒng)，曾經(jīng)也是一個塔機大國，擁有雄厚的開發(fā)和生產(chǎn)實力。1990年俄羅斯塔機產(chǎn)量達(dá)2526臺，在隨后的經(jīng)濟衰退時期，許多俄羅斯塔機制造廠處境困難，停止了生產(chǎn)，到2000年，俄羅斯塔式起重機年產(chǎn)36臺，2001年產(chǎn)量77臺。與1990年相比，產(chǎn)量銳減。前蘇聯(lián)解體后，俄羅斯塔機行業(yè)修改了前蘇聯(lián)塔機設(shè)計規(guī)范和技術(shù)條件，向ISO標(biāo)準(zhǔn)靠攏。目前，俄羅斯建筑業(yè)復(fù)蘇，根據(jù)官方資料，現(xiàn)在俄羅斯的塔機80%超期服役。在過去的幾年里，這些年久失修的塔機，在作業(yè)中時有事故發(fā)生。部分地區(qū)（如莫斯科）法規(guī)已經(jīng)規(guī)定不允許使用這些塔機，塔機的用戶希望購買新的具有現(xiàn)代化裝置的塔機，因此，俄羅斯塔機市場的需求趨旺，在今后幾年里，醞釀著巨大的市場潛力。盡管塔機有需求，但越來越多用戶希望購買國外塔機，俄羅斯的塔機生產(chǎn)企業(yè)面臨巨大的競爭。近幾年國外塔機市場上，一種結(jié)構(gòu)新穎的平頭式塔機發(fā)展很快，大有流行之勢；平頭塔機起源于歐洲，叫法源于flat-toptowercrane的譯名，也有叫無塔頭式塔機（toplesstowercrane）的。平頭塔機的設(shè)計思想及雛形最早可追溯到20世紀(jì)60年代，當(dāng)時法國Richier公司研制的塔機外形已接近于現(xiàn)在的平頭塔機，例如其X1290和GT系列塔機塔頭較矮，通常不超過4m，只稍稍高于吊臂和平衡臂。但嚴(yán)格來講，這些塔機又不同于現(xiàn)在的平頭塔機，盡管塔頭較矮，但還是能區(qū)分出塔頭、平衡臂、拉桿等。真正的平頭塔機誕生于1975年，瑞典Linden公司首次提出平頭塔機的概念，并率先推出了Linden8000平頭塔機模數(shù)系統(tǒng)，不同型號平頭塔機的吊臂可以互換。Linden平頭塔機沒有傳統(tǒng)意義上的塔頭，而且取消了拉桿，上部結(jié)構(gòu)形狀呈水平且均為剛性結(jié)構(gòu)，沒有傳統(tǒng)塔機那種塔頭、平衡臂、吊臂及拉桿之間的鉸接連接方式?？梢哉f，Linden平頭塔機的出現(xiàn)揭開了平頭塔機發(fā)展的序幕。自從Linden公司推出平頭塔機以來在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)沒有被用戶普遍接受，因為人們在內(nèi)心深處已經(jīng)習(xí)慣了帶塔頭的塔機，認(rèn)為塔機帶塔頭是天經(jīng)地義的事，有的甚至認(rèn)為塔機上沒有塔頭、拉桿，結(jié)構(gòu)不合理、不安全。一直領(lǐng)導(dǎo)世界塔機發(fā)展潮流的波坦和利勃海爾等大公司對平頭塔機最初都不推崇，所以其發(fā)展一直較緩慢。隨著平頭塔機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，其獨特的優(yōu)點被越來越多的用戶所認(rèn)可，于是一些制造廠家紛紛涉足平頭塔機的研制，以至于波坦和利勃海爾等大公司也以各種方式推出平頭塔機，由此極大地推動了平頭塔機的發(fā)展。近5年是國外各大塔機制造商相繼推出平頭塔機最集中的時期，也是發(fā)展最快的時期。下面從幾個主要塔機制造公司的情況就可以看出平頭塔機的發(fā)展?fàn)顩r及態(tài)勢。國外工程起重機的發(fā)展方向為：發(fā)展超大型起重機，“迷你”起重機大量涌現(xiàn)，伸縮臂結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，數(shù)據(jù)總線技術(shù)得到應(yīng)用，靜液壓傳動起重機進(jìn)入市場，混合起重機得到發(fā)展，汽車起重機也在不斷發(fā)展，隨車起重機產(chǎn)銷量不斷增長。本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計出型號為QTZ5013的新型塔式起重機，在施工場合有這非常光明的應(yīng)用前景。其主要技術(shù)指標(biāo)：額定起重力矩：650千牛?米；最大起重量：6噸；最大工作幅度：50米； 最大幅度處額定起重量：1.3噸獨立起升高度：40米； 附著起升高度：140米；最大起升速度不小于：80米/分鐘；最低穩(wěn)定下降速度不大于：7米/分鐘變幅速度：40米/分鐘； 回轉(zhuǎn)速度不小于：（0?0.8）轉(zhuǎn)/分鐘；整機重量:30-35噸（不包括平衡重）。2、課題任務(wù)、重點研究內(nèi)容、實現(xiàn)途徑結(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。要求完成：塔機總體方案設(shè)計；總體設(shè)計，整體穩(wěn)定性校核計算；選擇變幅機構(gòu)；起重臂結(jié)構(gòu)設(shè)計，強度及穩(wěn)定性校核；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。編寫設(shè)計計算說明書。在指導(dǎo)老師的幫助