山东建筑大学毕业论文开题报告表
班级：（机械设计） 姓名： 论文题目 QTZ1250单吊点塔式起重机起重臂设计及变幅机构校核计算 一、选题背景和意义 1、塔机的起源 据记载，第一项有关建筑用塔机专利颁发于1900年。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，1923年制成了近代塔机的原型样机，同年出现第一台比较完整的近代塔机。1930年当时德国已开始批量生产塔机，并用于建筑施工。1941年，有关塔机的德国工业标准DIN8770公布。该标准规定以吊载(t)和幅度(m)的乘积(tm)一起以重力矩表示塔机的起重能力。 我国的塔机行业于20世纪50年代开始起步,相对于中西欧国家由于建筑业疲软造成的塔机业的不景气, 我国的塔机业正处于一个迅速的发展时期。 塔机分为上回转塔机和下回转塔机两大类。其中前者的承载力要高于后者，在许多的施工现场我们所见到的就是上回转式上顶升加节接高的塔机。按能否移动又分为：走行式和固定式。固定式塔机塔身固定不转，安装在整块混凝土基础上，或装设在条形式X形混凝土基础上。在房屋的施工中一般采用的是固定式的。 2、塔机的发展方向 自上世纪80年代中期至今，我国的塔机制造业在整体上，有了一个较大的飞越。但以科学发展观的观点和要求来看待，我国塔机行业不论是在产品的品种、类型、结构细节，三大机构技术水平的提升，以及制造工艺的改进和提高，试验手段的完善等诸多方面，仍有较大的改进和提升空间。今后我国塔机行业的发展及方向如下： （1）在塔机品种和类型方面，小吨位塔机要向快装式方向发展，大吨位塔吊要向动臂式方向发展。这一方面是我国的道路运输越来越发达，为快装式塔吊的运输提供了便利的条件，同时快装式塔吊可免除塔机基础制作的费用和浪费，安、拆效率高。一种安全、简便的中小型快装式塔机，在下一步的新农村建设和中小城镇的建设中，将有非常广阔的市场前景。而大型塔机应向动臂式方向发展，一是动臂式塔机与水平臂式塔机相比，同吨位的其平衡臂和起重臂的钢材用量要减少30%左右；二是大吨位动臂式塔机使用安全性，要高于水平臂塔机；三是动臂式塔机对空间的干涉和影响小，使用的举高特性也是平臂式塔机不可比拟的；四是动臂式塔机更适合对大型钢结构施工的吊装。目前我国超高层钢结构和大型工业厂房的钢结构施工所采用的动臂式塔吊，大部分仍依靠进口。 （2）在塔机结构的研发设计方面，目前国内的所有厂家，均不具备相应的试验设施和检测手段，结构设计仅是通过电脑软件所得到的模拟数据，但还不能通过试验检测得到精确的数据，这对后期使用材料和结构的疲劳及耐久性，缺乏准确的判断和预知性。这也是我国塔机制造行业与发达国家同行业存在较大差距的方面。 因此，在目前国内塔机行业标准和监管还不十分完善的情况，有一定规模和研发实力的企业，应以增强自觉性和负责任的态度，逐步建立和完善相应的试验和检测手段。如此一是可以引领行业的发展，做规则的制定者；二是为今后行业的不断洗牌、整合抢占先机；三是通过试验手段的提高，做到产品研发的最大合理性和经济性，以降低产品的制造成本。 （3）在机构方面，要开发出结构紧凑、高效、节能、可靠性高的三大机构。 目前一些厂家在中大型塔机上配置的软齿面圆柱齿轮的π型起升机构，应予以淘汰。起升机构卷筒应全部采用“LEBUS”双折线槽型式，以提高钢绳使用寿命。采用变频控制的起升机构，应适时开发和运用电流二次逆变技术，提高节能性。大吨位塔机，应相应开发柴油机作为动力和液压系统作为驱动的起升机构，以提高塔机的适用性。而回转机构设计方面，目前国内没有任何一个厂家，较好地解决塔机在运行中突然停电回转失控的工况。 （4）在塔机智能化方面，我们几乎是一片空白。中型以上塔机在力矩限制器、起重量限制器两方面，要实现实时检测和控制。变幅也要实现实时直观显示。各机构故障也应实现实时在线功能检测。同时一种经济适用的群塔作业的防碰撞装置， 也应作为重要的研究课题。驾驶室的坚固度，以及更加人性化的操作环境，也需要进一步的提高和改进。 （5）在结构制作方面，要进一步提高工艺装备的精度和焊接质量，以及涂装质量和水平。大多附件如栏杆、爬梯、平台等要全部采用镀锌处理，以提高这些附件使用的耐久性和整机的美观度。 以上是我国塔机制造业在总体上需要不断改进、提高的基本的方面以及发展的方向。 二、课题关键问题及难点 起重臂是属于塔机的金属结构部分，是除塔身外另一重要受力部分，而且主要的工作单元都在安装在起重臂上。受力大，受力形式多。在工作中承受着压力、弯矩，回转时还受到惯性力。而且在有风的环境下还要受到风力作用。 重点及拟解决的问题是： ① 起重臂在各种情况下的受力问题。 ② 吊臂的形式及尺寸（变截面）（单吊点） ③ 吊臂的强度、稳定性及刚度验算 三、文献综述 塔机起源于欧洲，据记载，1900年欧洲颁发了第一项有关建筑用塔机的专利。1905年出现了塔身固定的装有臂架的起重机，第一台原始塔机出现于1912～1913年，1923年制成第一台近代塔机的原型样机，1941年，有关塔机的第一个标准－德国工业标准DIN 8670公布[1]。该标准规定以起重量(t)和起重幅度(m)乘积的起重力矩表示塔机的起重能力[3]。 1 欧洲塔机的发展 二次世界大战前，塔机的发展仍处于初级阶段。第二次世界大战后的重建刺激了建筑机械的发展，塔机也得到了飞速的发展。作为塔机发源地的欧洲，当时的塔机发展水平代表着世界最高技术。在这一时期，经济刚刚恢复，建设规模还较小，建筑物的高度不大，轨行式、下回转的动臂塔机占统治地位，其中最为流行的是德国L iebh err和Peiner公司制造的动臂塔机。20世纪50年代，随着经济的发展和高层建筑比重的增加，出现了自升式动臂塔机。1958年L iebh err推出了一种上回转、液压控制动臂变幅的H B 系列塔机，该型动臂塔机都有较短的平衡臂，起重力矩从30tm 到90tm 。早期发展的是借助于绳轮系统或液压顶升系统使套架与塔机能交替伸缩的内爬式自升塔机。这种塔机布置在建筑物内部，全部荷重支承在楼梯间墙壁或附近楼板上，上部施工司机能一目了然，起重臂幅能充分利用，但司机看不到地面上的装卸工作，施工结束后的拆除有一定的难度。后来于20世纪50年代末60年代初又发展了附着式自升塔机，塔机独立于地面基础上，横向与建筑物拉结，利用爬升套架和顶升机械使塔身自升。这种