QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计097【26张CAD图纸+文档全套文件】
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河北建筑工程学院毕业设计(论文)任务书课题名称QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计 系: 机械工程系 专业: 机械设计制造及其制动化 班级: 机092 姓名: 王伟 学号: 2009307210 起迄日期:2013年3月25日 2013年 6月21日设计(论文)地点: 指导教师: 李常胜 辅导教师: 发任务书日期: 2013年3月 5 日1、毕业设计(论文)目的: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学生在校所学的基础知识和专业知识,训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中,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,使学生掌握塔式起重机的总体设计、吊臂的设计、整体稳定性计算等内容,为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。2、毕业设计(论文)任务内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1) 设计任务: 总体参数的选择(QTZ40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) 平衡臂的设计和计算 平衡臂的形式及尺寸 平衡臂的强度、稳定性及刚度验算 平衡重的设计(4) 设计要求 主要任务:学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务,编写符合要求的设计说明书,并正确绘制机械与电气工程图纸,独立撰写一份毕业论文,并绘制有关图表。 知识要求:学生在毕业设计工作中,应综合运用多学科的理论、知识与技能,分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践,深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。 能力培养要求:学生应学会依据技术课题任务,完成资料的调研、收集、加工与整理,正确使用工具书;培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范,提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力;培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法;锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。 综合素质要求:通过毕业设计,学生应掌握正确的设计思想;培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;在工程设计中,应能树立正确的生产观、经济观与全局观。 设计成果要求:1) 凡给定的设计内容,包括说明书、计算书、图纸等必须完整,不得有未完的部分,不应出现缺页、少图纸现象。2) 对设计的全部内容,包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等,均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念,能用图纸完整的表达机械结构与工艺要求,有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等亦有一般了解。3) 说明书、计算书内容要精练,表述要清楚,取材合理,取值合适,设计计算步骤正确,数学计算准确,各项说明要有依据,插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准,且清洁整齐。4) 对国内外塔式起重机情况有一般的了解,对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。3、毕业设计(论文)成果要求(包括图表、实物等硬件要求): 计算说明书一份 内容包括:设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整,论证充分(包括经济性论证),字迹清楚,插图和表格正规(分别进行统一编号),字数要求不少于2万字;撰写中英文摘要;提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。 图纸一套不少于四张零号图纸量4、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7 曹双寅主编工程结构设计原理南京:东南大学出版社20028刘鸿文主编材料力学 (第4版) 高等教育出版社9QTZ400塔式起重机使用说明书10张青 张瑞军 编著工程起重机结构与设计北京:化学工业出版社,2008.711中华人民共和国国家标准GB/T13752-92塔式起重机设计规范北京:中国标准出版社199312范俊祥主编塔式起重机 中国建材工业出版社13许镇宇、邱宣怀主编:机械零件 人民教育出版社14成大先主编机械设计手册(第4版)北京:化学工业出版社2002 15顾迪民主编工程起重机(第2版)北京:中国建筑工业出版社1988 16刘品主编互换性与测量技术基础哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社2001 17徐灏主编机械设计手册(第2版)北京:机械工业出版社20005、本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 迄 日 期工 作 内 容2013.3.25-2013.3.282013.3.29-2013.4.132013.4.14-2013.4.202013.4.21-2013.5.152013.5.16-2013.6.52013.6.6-2013.6.192013.6.20-2013.6.21.熟悉整理资料方案选择及总体设计绘制总图平衡臂设计绘制平衡臂图绘制零件图纸准备论文及答辩教研室审查意见:教研室主任签字: 年 月 日系审查意见: 系主任签字: 年 月 日机器人通过完成编程任务来提高技能 王琴 钱俊 王春香 杨如青上海交通大学机器人研究所 中国上海2000030 摘要:机器人方面的示范(PBD)的任务中,对象需要系统与环境的接触是基于控制技能模型的建立。技能描述为三方面,接触状态分类器,接触状态序列的获取与控制存在于国家之间。分类器是发展与支持向量机的力感。状态序列是由事件触发从实证的力量获得的信号。速度命令的过渡是通过线性化方法实现。PBD系统是成功的建造开放式机器人控制器。 0 前言机器人已经成功应用在制造业,那里有着结构化的系统,完成的任务是简单的和相对重复的,但是传统的位置教学和回放编程方法对于有特殊要求的用户,尤其是对于再完成复杂任务的用户,此外,这些项目基于精准的位置,如果出现位置不确定性,往往会失败,所有这些机器人的服务从小方面开始推广,为了解决这个问题,研究人员提出了通过展示编程来克服。这个想法是实现机器人的自动编程优化人们的现实生活。它通过建模,利用简单的界面之间的区别,避免了复杂的编程,目前,实现它,是基于机器人的视觉加工,然而该方法有一定的局限性,在这个过程中接触工件和工作环境需配合完成,因为接触状态不能明确确定机器人的视觉,因为乌曼人完成的口角力的方便感的任务,所以我们开发的PBD是去完成力在接触状态的任务。力信号利用的是机器人兼容的功能,这篇文章的目的不是达到兼容,而是,基于里信号最后实现PBD,最后实现从完成特定技能向普通能的转换。1接触状态下技能模型的任务大多数处理在接触状态可以被描述为一个序列的离散联系。如果该机器人知道的序列处理,转换是可解决的,根据目前的状态。经过一系列的转换, 机器人可以完成这项工作。图1是控制技能模型为任务在接触状态。如果低频传感器变化超出一个固定值,这意味着接触状态已经改变了。事件触发设置的状态分类工作,它的状态序列表列出了过渡的机人要根据本接触状态。在转动过渡控制器提供英译命令,该命令将被执行的机器人控制器。整个技能可以说是在三个步骤:建立接触状态分类,获得序列联系状态和控制状态之间的转换。对赋予机器人用这个技能,我们必须先说明接触状态和状态序列.在描述两个物体的接触状态,我们需要说明它们之间的确切位置和态度。我们需要的是,他们是如何相互联系的定性描述。每个几何对象由三部分组成:点线面,我们就可以描述接触状态。我们把这种接触盯着元素描述为接触形式(ECF)。图2示出两个序列时发生了一个人放置一个瓶子在桌子上,我们可以这样描述序列为,3个顶点0.4;面,4C,S和Vertex_S:Edge_AB的,S序列b;FaceABC,S。2学习技术2.1元素接触形式标识符对于图中所示工件。2,保持机器人手臂,用手直接接触的环境,在不同的环境及自然保育基金,为每个环境及自然保育基金,旋转力的木材和记录信号。通过分析传感器的数我们发现,力和力矩向量组每个环境及自然保育基金形成一个圆锥体,每一个不同的环境及自然保育基金有不同的力和力矩分配。相同的结论,可以用于其它形状中的对象。图3和图4展示出的二维4个顶点和边的接触受力分布预测环境及自然保育基金。 由于不同的环境及自然保育金有不同的动力分配,机器人可以识别死亡环境及自然保育基金力信号。我们利用的支持矢量蟑螂常开/常闭(SVM)建立一个状态标识,SVM是一个新的统计学习方法。古典的统计探索足够数量趋于无穷大时的渐近理论,而SVM寻求最佳的解决方案现有的的信息,SVM可以解决的问题,当地限制神经网络无法避免的,并得到全局最优解。非线性SVM分类器两个ECFs的描述如 。 上述表达式一二值的标识符。因为我们有两种以上的接触状态实验,我们需要一个多值的标识符。一个多值标识符可以由“其他”方法获得, 这使得用多个标识符和每个区分样本的手段属于一个ECF或其他。n种ECF需要n标识符。由于分类的依据是力的方向和与大小没有关系. 力数据必须归一化. 因此数据归一化力F = F.。英尺,FZ,先生,我,和BT。ECF = 1.2,”,AR(n是种ECF数)构成训练样本对。关键要获得一个标识符的细化数据支持向量和拉格朗日乘数.SMO算法,绞车迄今被认为是最好的本文应用解决方案.2.2获取联系人的状态序列 从人的示范让接触状态序列,机器人必须提取序列的一系列的时间变化在示范力数据收集。因为状态变化的原因在力信号相应的变化,我们使用事件更大,使分类器识别的当前状态。以这种方式我们可以从力数据达到一个序列。事件触发器基于力信号的变化建立了。如果改变超支设定的阈值,事件触发发送一个消息给分类器。如果阈值设置得太高,有可能错过改变,而如果太低,有可能错误地解释动态变化的效果的接触将导致的损失效率。我们可以根据得到一个合适的阈值实验。图5是记录的力信号的塑料瓶的时候放在桌子上。图6是一个序列的ECF实现由机器人。在环境有很大的干扰和它在一些实验结果。因为演示由人类的四肢和人的因素的研究表明那人的反射动作和肢体运动的带宽是在10赫兹,我们使用低通滤波器来处理力信号。图显示的顺序,机器人终于得到了它是一致的状态序列论证2.3状态转换的技巧 既然我们已经对ECF序列,下一步是实现状态转换,根据执行任务序列。在本文中,速度的方向控制和力中断用于过渡控制。这意味着机器人沿着既定的方向和停止时的受力变化翻转极限。此方法是独立的确切位置它能适应环境的不确定性。推导速度如下. 在演示中我们可以得到相对位移各坐标轴方向。因为手颤振,曲线不光滑。为了避免不必要的颤振,用线性化方法实现的方向的速度。首先,我们描述的两个相邻的时间触发事件为T 和TT。然后这两个位移描述可以被描述为。分类器的T 宁模块应用层可以给列车命令。然后命令处理器集合分类器列车。它的函数原型stroctsv svmtralnlng( lassecf,veetorf,classifiername,claparameter)在classecf是ECF型,vectorf六矢量力,个体量词名称分类名称,claparameteris参数描述分类模式的CH为“人”和structsv是一个结构描述的支持向量和拉格朗日,为改变态度让,”可旋转三轴则相对转动位移,4P角度。我们可以通过一些上面提到的方式得到转动方向。使用我们上面讨论的方法,我们可以实现元素游泳的演示程序。但它要求的过程的初始接触形成作为ininal相同在示范接触形成。它不能应用于任务非结构化环境。为了解决这个问题,我们必须证明posaible初始接触形成的序列机器人。这样的机器人将能够选择一个合适的对于每个初始接触形成序列。序列存储在计划表。在确定的初始状态下的机得到正确的序列,通过查表。我们添加了两个自由度的机器人用六自由度塞阿拉机器人设计的实验内容,该机器人的涂油机基于Windows NT的实时扩展环境结束RTX。DSP运动控制卡用于库服务器控制。的软件是建立在模块化结构使软件具有良好的开放性和可扩展性。图7是PBD系统模型。有三个层次:硬件层,实时控制层端用户应用层。应用在WinNT和实时控制的开发在RTX。他们交换信息的过程通信对象。命令处理器驱动相应的模房灰层根据信号通信接口。系统程序采用VisualC + +。乘数。 教学模块的序列在应用程序层可以一个命令来设置增益序列模块工作。这activa测试工程师国家分类器也。这个函数原型的分类器是classECF svmClassify(vectorF,claasifierName,claParameter)该分类器的输出传送到ECF序列模块和罗恩生成序列表。这个信息T /可通过通信用户应用程序显示。工作运行模可生产启动和停止一个任务的命令。当这个过程开始,命令处理模块集的分类器识别/ T / L状态。接触状态的序列表可以决定未来的状态和其相应的转换速度。过渡的控制器发出运动指令,机器人可以移动沿规定的方向。同时在U /伤害检查力信号的变化,如果力的变化超过设定限制触发发送一个消息来停止机器人运动和集分类器的再分类。上述过程重复直到分类器的输出,在序列的最后状态最后,速度序列表返回一零和任务完成。4实验结果在图2所示的塑料瓶,我们首先雨的状态 分类器的W /钍各种ECF序列,然后证明把桌上的瓶子可能的初始状态平稳。最后我们设置的机器人在不同的初始状态,让机器人开始工作。保证安全的机器人将停止在个案工作信号超出限值。在开始的几实验对象被困在桌面和实验 F。这是由于不正确的 EI因为我们国家 USC的静态力数据TRA /宁分类器但的任务是在一个执行最后从环境的l由高摩擦。因此,分类器训练使用滑动瓶收集的数据董桌。AFL 觉得任务能够顺利在不同的初始/ Al的态度和立场完成。图8是在端部执行器的机器人的位置和姿态的WBAN成功地运行瓦序列,C描述图与这技巧的过程模式,使机器人能够适应非结构化服务贸易的环境。5结论(1)基于接触状态的任务的控制技能模型,PBD系统开发的机器人。本:问的接触状态描述为一个序列的离散的接触状态。首先,ECF介绍状态然后技能模型提出了。技巧三个方面进行了阐述:接触状态分类器,对序列的接触状态的获取和控制状态之间的转换。(2)的分类与支持向量机的开发利用力SE E.状态序列的中国是从由事件触发的示范力信号。的过渡速度命令是通过线性化方法。 (3)的PBD系统是利用机器人控制成功的建立具有开放的体系结构设计。该方法不仅可以提供一个简单的编程方法也适应环境的不确定性,由于系统是基于SK / FI模型和位置信息的独立性。它增加了程序的可靠性。因此,这种技术可以推广服务和工业机器人中的应用。参考1 H机器人从人类学习什么。年度评论控制。1996 20 192167 1722 香港的B.向自动机器人指令从皮尤性映射人类掌握到机械手抓握。IEEE机器人与IMR 方向自动化,1997,19(19281 953 王ciaua 镁是一cammtly RR .R RCH所robori 教授。,禁止美元AEI交通0univ 泰,下巴 hR seamh兴趣包括IA 茶以桑 , 1机器人和appliga 教授。TCH 86-21。62932680;电子邮件:哇。N 河原位。 xl 4 ymag RUC 银ctu nfly亲出租人 D博士CA,dichtte主管R T,斧:H上海jiso机器人,所:OAG unlvet 泰,中国。他mseairch利益。包括高级 CED机器人MD机器人控制S / ST:女士电话:+ 86-21-62932680; N 12 RQ。V G sjta 美国。毕业实习报告在进行3年多理论知识积累之后,作为一名即将毕业的大学生,我们迎来了大学生活中的最后一个重要环节-毕业实习。这学期我们没有课程,主要的任务就是做好毕业实习和毕业设计。毕业实习能使我们把理论与实践找到一个最好的切入点,进一步加强专业知识的巩固,以使我们将所学的知让识具体应用到以后的设计中去。为之后的毕业设计奠定了一定的基础。4月19日我们踏上了去长春的实习之旅。路很长,在北京我们还得转车,到长春的时候已经是下午了。带队老师领着我们在火车站附近找了个旅馆,安排了我们的住宿。为了安全老师嘱咐我们尽量不要外出,然后给我们说了明天的实习安排就让我们回房休息了。4月20日,这天我们就要正式开始我们的实习之旅了。早上我们在旅馆门口集合,然后乘轻轨在某处下车,穿过一条马路就到了我们的目的地。那天有很多公司到那儿参展。我们首先看到的是在展厅门口展出的大型设备。这些设备里除有我们熟悉的推土机、挖掘机、铲车外还有许多我们所不认识的。好多公司都制作了精美的图册,我拿了一本中国重汽的图册。这本图册介绍的是一辆全液压履带式挖掘机。它的名字很有意思,叫海牛。海牛好像和陆地上的挖掘机没多大关系。图册在介绍挖掘机的发动机和马达时特别注明了是原装进口,液压系统也写着是国际一流水平。看到这里心里有些微微的不舒服,在学校就听说中国的机械行业还有待发展,中国战斗机的发动机也是从俄罗斯进口。来到了这里才有了切身的体会。希望自己将来要从事的这个行业以后可以发展的更好,少点国外进口。然后我们在门口登记,之后进入了展厅。进入展厅之后,同学就四散开来,三两人一组的开始了参观。我先看到的几个展位展示的都是防护设备,和我们专业没多大关系但也看了一下。这些东西主要是手套、头盔、防护服、还有看起来其像是防爆服的东西。然后我看到了一个展示小型吊装机械的展位。这些设备都叫葫芦。有的是电动葫芦,还有手动葫芦。它们与吊钩相连用的是链条而不是钢丝绳。这可能是它为什么叫“葫芦“这个奇怪名字的原因吧。这个展位展示的设备有四个规格,最大载重量不同,但体积都不大。体积虽然不大,能吊起的东西却是不少。其中一个能吊起2.5吨的重物。在展厅展示的载重还算是小的,在它们的宣传图册上甚至都有能吊起20吨的,还有特制的大型起吊设备。但看它那么小的体积,还有它的细链条和小吊钩。总觉得他会承不住那么大的重量。它们的轨道是铝制轻轨,安装起来会省事一些。在那儿还可以随意操作那些设备,它们是用一个类似手柄的东西来操纵的,非常方便。后来在网上查了一下,电动葫芦是一种轻小型起重设备,安装于天车、龙门吊之上,具有体积小,自重轻,操作简单,使用方便等特点,用于工矿企业,仓储码头等场所。起重量一般为 0.180吨,起升高度为330米。由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成,分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。环链电动葫芦分为进口和国产两种;钢丝绳电动葫芦分CD1型(单速提升)、MD1型(双速提升);微型电动葫芦、卷扬机、多功能提升机。我们在展厅看到的都是链条葫芦,其实是有钢丝绳葫芦的。环链电动葫芦,保留了手拉葫芦轻巧方便的特点,又改进了手拉葫芦人工操作、提升速度慢等不足,集聚了手拉葫芦和电动葫芦的优点于一身,采用盘式制动电机作为动力摆线针减速器减速,环链电动葫芦结构紧凑、体积小、重量轻、效率高使用方便、制动可靠、维护简单的特点。钢丝绳电动葫芦重量轻、体积小、结构紧凑、品种规格多、运行平稳,操作简单,使用方便。它们可以在同一平面上做直的、弯曲的、循环的架空轨道上使用,也可以在以工字钢为轨道的电动单梁、手动单梁、桥式、悬挂、悬臂、龙门等起重机上使用。CD1型电动葫芦广泛应用在工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合,是起升搬运物品,最理想的起重设备。让我没想到的是在这里还可以看到索尼公司,索尼公司参展的是一些电子产品中用到的一些小零件,甚至有塑料产品刚开始还不明白在机械产品的展会上怎么会看到索尼公司,后来想了一下就明白了。现在机械产品和电子产品的结合越来越多,说不定再过多少年机械和电子就不分彼此了。之后看到一些展示刀具、模具的的展位。在一个展位前一个切割机吸引了我的注意力,这个切割机也是一个小型设备。它之所以吸引我是它的设计很有意思,刀具的进给完全靠设备的自重。也就是设备压着刀具将钢材切断。在展会上我们还看到许多我们以前没听说过的设备,有的即使看了设备说明也不清楚它的用途。在图册上还看到了防爆电葫芦,刚开始还不明白“防爆”是什么意思。后来才知道防爆电动葫芦是根据我国最新防爆标准GB3836.1-2010爆炸性环境用防爆电气设备及GB3836.2-2010爆炸性环境用电气设备隔型电气设备“d”设计制造的防爆起重设备,其防爆形式为“隔爆型”,该葫芦的外露防爆零部件采用特殊的无火花材料制成,防爆性能安全可靠。HB型防爆电动葫芦主要适用于I类煤矿用防爆电动葫芦和II类工厂用防爆电动葫芦,温度组别为T 1 -T 4 组的各种爆炸危险场所。 在那儿还看到了其他几家专门做塑料制品的公司,就以其中一个做聚甲醛的作为代表介绍一下。翻开他们公司的图册,首先是他们的先进设备介绍区。它们的甲醛生产装置来自瑞典,聚甲醛设备来自德国。他们有细川米克朗公司粉碎机、德国希赫公司真空泵、科倍隆ZSK型双螺杆挤出机、德国泰勒公司搪瓷反应釜、ABB博实机器人包装线。都是国外的,看到这些心里又失落了一下。以前对塑料在机械行业中的应用一直不太了解。在这本图册上我了解到很多东西。聚甲醛是五大工程塑料之一,有“塑料中的金属”的美称,具有极高的强度和刚度,良好的耐腐蚀、耐磨、自润滑和抗蠕变性能。它可以用来做阀门、喷头、齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、轴承、驱动轴、链条、衬套和机械结构件等。它的用途非常广泛,可以用于工业机械、汽车、电子电器、精密仪器和建材等领域。在汽车行业用于油箱盖、化油器、排气控制阀、冷暖气机零件、刹车零件控件、门锁、把手等。在电子电机行业有风扇、洗衣机、扫除机。一般机械中用农机具、编织机、自动售货机、光学机器、自行车及各种工具零件。还有的就和机械行业没多大关系了,如医疗器具零件、玩具零件、喷雾器、打火机、热水器零件等。作为机械行业的重头戏机床当然也参加了展出。我们就看到一个叫帝马数控的公司就占了一片不小的地方展示它们的数控机床,数控加工中心。但场地有限,而且数控设备机体大运输不便,所以我们也只看到两套设备。在学校就听老师说机床的发展是和数控结合,到了这里更有了切身的体会。来这里参展的机床没有一个是纯机械的,它们的前面都加着“数控”。不过中国的数控机床和国外相比还有很大差距,中国的工业起步毕竟太晚。虽然建国后特别是改革开放后奋起直追,但底子毕竟太薄。比如帝马这家公司,看他们展出的设备和图册的介绍。觉得这个公司还是有一定实力的,但也有和德国工程师“交流”的画面。在以前的几次实习中都没有接触过数控机床,有两三次也只是在旁边看了几眼。不知道数控机床造好后还要接受多项检测,像噪音检测、铸件硬度检测、导轨装配精度检测、BALL BAR循圆检测这些新鲜词汇进入了我的脑海。我看了一下这套数控加工中心的冷却系统。它的丝杠是中空的,有效控制了丝杠高速运转时产生的温升。它的介绍里还提到很多冷却系统,不过有的地方还是不明白。像主轴圆周冷却,看了解释后还是不明白它的工作方式。顿时觉得自己的专业知识还是不够。通过这次实习,才觉得原来机械行业是一个非常具有挑战性的职业,如果将来能在这个行业工作,对自己来说将是很大的挑战。为了以后能够胜任这项工作,现在就必须踏踏实实的学好技术。河北建筑工程学院毕业实习报告系 别 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机092 姓 名 王伟 学 号 2009307210 指导教师 李常胜 实习成绩 河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计(论文)题目QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计学 科 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机092 姓 名 王伟 指 导 教 师 李常胜 辅 导 教 师 河北建筑工程学院毕业设计(论文)开题报告课题名称QTZ40塔式起重机总体及平衡臂设计 系: 机械工程系 专业: 机械设计制造及其制动化 班级: 机092 姓名: 申亚军 学号: 2009307210 起迄日期:2013年3月25日 2013年 6月21日 设计(论文)地点: 综405 指导教师: 李常胜 辅导教师: 发任务书日期: 2013年3月 5 日课题来源导师课题课题类别毕业论文1、 论文资料的准备(一)塔式起重机的概况及发展趋势塔式起重机(下文简称塔机),是工程机械设备的一种,主要用于物料的垂直和水平输送,广泛应用于房地产、市政工程、工业建设等诸多领域。20世纪50年代初,我国塔机由仿制开始起步。经过改革开放和1998年房改,我国塔机行业得到快速发展。我国已成为世界塔机的生产大国,也是世界塔机主要需求市场之一。近年来,随着塔式起重机技术的发展,塔式起重机型号规格不断完善,性能、质量不断提高,塔式起重机除满足其安全、可靠、高效的基本性能外,越来越趋向于智能和绿色。下面着重介绍最新的几点技术发展趋势。(1)设计方法精确化。计算机技术的深化发展,改变了塔式起重机的设计理念。有限元技术、疲劳分析、动力学仿真分析的广泛应用,使塔式起重机的设计计算、受力分析更精确,塔式起重机零部件结构设计更加合理;一些实力强大塔式起重机制造商,都有自己超强的设计能力,他们利用优势,开发塔式起重机参数化设计专用软件,使塔式起重机设计进一步的向最优化方向推进,有效地提高塔式起重机产品的安全性、可靠性、节能效果,同时大大缩短产品的开发周期,提升竞争能力。(2)零部件模块化。模块化的设计可能增加少量的制造成本,但其不仅可以提高产量和质量,还可以降低管理成本,也相应地降低了用户的购置成本。如A机型和B机型有许多的结构件(如标准节和起重臂节、平衡臂节)是通用的,那么用户就可以少购买通用的结构件,交错使用这些可能闲置的通用件,从而减少购置成本。因此,模块化设计是塔式起重机发展的必然趋势,国际上许多的塔式起重机制造商如Liebherr、Potain、Terex、Wolffkran等都是模块化设计的典范。(3)控制智能化。随着数字化、集成化、智能化技术的高速发展,高可靠、低能耗、微型化、集成化、数字化的各种液压、机电及电气元件在塔式起重机上得到普遍应用,使传动和控制系统体积小、重量轻、结构紧凑。在控制手段上,无级调速、安全监控系统、远程维护系统、故障自动诊断系统等广泛应用,实现了塔式起重机操作过程的自动控制、自动显示与记录、远距离遥控等,保证了塔式起重机的安全使用和实时监控,减少了控制的故障点,提高了塔式起重机的可靠性,大幅提升了塔式起重机行业的管理水平。(4)制造绿色化。国外塔式起重机在设计时就充分考虑零部件的通用性、模块化,因此零部件集约化程度高,适合批量化生产。批量化零部件从原材料前处理、下料、焊接、机加、装配、到涂装都采用生产流水线,这样既提高了材料的利用率、零部件通用性、产品质量和美观,又便于管理、减少污染、节约成本。Liebherr、 Zoomlion、 Potain等公司都有成熟的生产流水线。如,Zoomlion现已拥有了标准节生产线、涂装流水线,其他流水线在陆续建设中。(5)在产品开发中落实实验验证。实验是新产品验证最直接的方法,是提高产品可靠性和安全性最主要的检验手段。产品的可靠性和安全性主要是由零部件决定的,是零部件安全性和可靠性的综合体现。零部件的可靠性和安全性高,产品的可靠性和安全性自然就高。因此,大型塔式起重机制造厂商,投入大量的财力物力,建设自己的实验场,如Potain的结构和机构实验场在上世纪80年代就已经基本建成,共占地17万m2,拥有各种实验台架百余种,产品需经过真实而严酷的工况验证合格才能出厂。Zoomlion目前正在建设自己的塔式起重机专用实验基地。一个国家要成为工业化、现代化国家,必须要实现一定的城市化水平,而城市化进程是产业、人口、市场的集聚过程,城市化、工业化进程在集聚产业过程中,成为农村富余劳动力转移的载体,提供了改善区域内政治、经济、文化发展空间。城市化与工业化互动并进,是现代经济发展的特征。中国是一个传统的农耕大国,改革开放30年来,中国的工业化发展取得了很大的成就,而中国要成为一个现代化强国,就必走城市化、工业化并进发展的道路。因此,城市化进程是未来国家重要的战略发展方向,同时也是2020年全面建成小康社会最直接、最重要的载体。而城市化进程会伴随大规模的基本建设。今后工程项目的体量和规模越来越大。劳动力短缺越来越严重,劳动力成本越来越高。建筑施工属劳动密集型行业,而随着城市化、工业化进程发展,以及社会转型,加速了人口红利的消耗及“刘易斯拐点”的到来。按有关专家的分析预测,中国的人口红利窗口将会在2015年关闭。因此,今后建筑施工的劳动力成本会不断推高。因此,今后工程施工对塔机等技术装备的依赖性会越来越大。(二)平衡臂相关介绍(1)平衡臂的作用:上回转塔式起重机均需配设平衡重,用以支撑平衡重,构成作用方向与起重力矩方向相反的平衡力矩。在平衡臂上放置配重,使其产生后倾力矩以便在工作状态减少由吊重引起的前倾力矩,在非工作状态以减少强风引起的前倾力矩,并保证其抗倾翻稳定性。平衡臂上可放置起升或变幅机构,还可以安装风帆标志,调节逆风面积,保证非工作状态下尾吹风以减少倾翻力矩。在采用可摆动塔顶撑杆时,平衡臂还要对塔顶支撑杆起支持作用,在采用固定塔顶时,平衡臂则是靠塔顶来支持的。(2)平衡臂的分类:平衡臂有以下几种常见的结构形式:平面框架式、三角形截面桁架式和矩形截面桁架式。平面框架式平衡臂由由两根槽钢或两根槽钢拼焊的箱型截面梁组成。桁架式平衡臂适用要求有较长平衡臂的重型、超重型自升塔机。本公司平衡臂的结构形式为;平面框架式平衡臂。(3)平衡臂及平衡重:平衡臂长度与起重臂长度之间有一定的比例关系一般可取其比值为0.20.35。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比例关系,一般用铸铁或钢筋混凝土制造。铸铁平衡重结构较复杂,制造难度大,但是体形尺寸小,迎风面积小。钢筋混凝土体积较大,迎风面极大,对塔身结构和整体稳定性有一定不利影响。(4)平衡臂的结构:平衡臂的结构一般包括金属结构、电气控制系统和起升机构(5)平衡臂的行走平台:平衡臂的行走平台主要供塔式起重机操作人员行走及维修人员进行维修用,行走平台是单独成型焊接的焊好后按要求靠销轴连接到平衡臂的坯料上的。将平衡臂的后坯两侧各焊上四根支撑方钢作为行走平台的支撑,将焊好的行走平台放到支撑上焊接到平衡臂的坯料上。(6)平衡臂的护栏:平衡臂的护栏焊接到平衡臂的两侧,护栏全为圆管焊接而成,与平衡臂的连接靠的是管套,钻孔后的管套焊接到平衡臂上,再把钻孔后的栏杆插入管套用销签固定。(7)平衡臂的吊耳:平衡臂的吊耳共三对,前坯和后坯各一对,通过拉杆将平衡臂与塔帽连接。后半坯子上另有一对吊耳,用于拆卸和安装。(8)平衡臂的加强板:平衡臂的很多位置都需要加强板来增加某些位置的强度,平衡臂前后坯子的连接处需要焊接加强板来增加连接强度。安装吊耳处需要加强板来增加强度,安装拆卸用的吊耳下部需加强板增加强度。2、本课题的目的(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学生在校所学的基础知识和专业知识,训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神之最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中,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,使学生掌握塔式起重机的总体设计、吊臂的设计、整体稳定性计算等内容,为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。拟解决的关键问题: 塔式起重机总体设计 平衡臂设计3、主要内容、研究方法、研究思路主要内容:(1) 设计任务: 总体参数的选择(QTZ40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) 平衡臂的设计和计算 平衡臂的形式及尺寸 平衡臂的强度、稳定性及刚度验算 平衡重的设计研究方法、研究思路: 在毕业设计时,当我们收到设计任务书时首先对研究对象进行细致的调查, 收集国内外有关资料并通过对资料的调研、加工与整理了解国内外的使用、生产、设计和科研情况,并进行分析比较,制定设计原则。设计原则应当保证所设计的机型符合有关的方针政策。 毕业设计工作中,通过掌握正确的设计思想,综合运用多学科的理论、知识与技能在认真的科学态度和严谨的工作作风下分析并解决设计中遇到的问题。4、总体安排和工作进度计划:2013.3.25-2013.3.28 熟悉整理资料2013.3.29-2013.4.13 方案选择及总体设计2013.4.14-2013.4.20 绘制总图2013.4.21-2013.5.15 平衡臂设计2013.5.16-2013.6.5 绘制平衡臂图2013.6.6-2013.6.19 绘制零件图纸2013.6.20-2013.6.21 准备论文及答辩5、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7机械设计师手册.吴宗泽主编, 机械工业出版社,20028机械设计手册编委会主编. 机械设计手册(2册). 北京:机械工业出版社,2004.89陆玉、荷在洲、佟延伟编. 机械设计课程设计. 北京:机械工业出版社,200310范俊祥主编塔式起重机 中国建材工业出版社指导教师意见: 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:系盖章摘要塔式起重机作为建筑施工的主要设备,在建筑等行业发挥着极其重要的作用。塔式起重机属于臂架型起重机,由于其臂架铰接在较高的塔身上,且可回转,臂架长度较大,结构轻巧、安装拆卸运输方便,适于露天作业,因此大多数用于工业与民用建筑施工。塔式起重机是为了满足高层建筑施工、设备安装而设计的新型起重运输机械。本次设计QTZ40塔式起重机为自升式上回转塔式起重机,能够随建筑高度的升高而加升、占地面积小和拆装方便等优点,塔机上部能借助于液压顶升机构,根据施工的建筑物的增高而相应地升高,使司机操作方便,视野宽并始终保持高清晰,主要适用于高层住房、高层建筑的施工。本设计的题目是固定式QTZ40塔式起重机平衡臂的设计。QTZ40塔式起重机有多种形式,此次设计的形式为上回转液压顶升自动加节,可随着建筑物的升高而升高,固定式高度为30米,在附着状态下可达到100米。本设计书主要包括四部分:第一部分主要是对现今国内外塔式起重机的发展现状、趋势以及QTZ40塔式起重机特点、应用场合,做了一个简要的概述;第二部分是QTZ40塔式起重机总体方案的选择及总体设计计算过程;第三部分是平衡臂设计和计算。关键词: QTZ40塔式起重机 平衡臂 设计ABSTRACTAs an important facility, the tower crane plays an important role in construction industry. The tower crane belongs to the arm rack type crane. Its arm is hinged on the high tower body, and it may rotate. It has longer arm, dexterous structure. Whats more, it is easy to be assembled, disassembled and transported. It is suitable for the open-air work and mainly used for industry and civil constructionTower cranes are to meet high-rise construction building, equipment installation and design as a new type machinery of lifting transport. The form of this design is tower crane ,the rotating structure of the QTZ40 tower crane is on the top. To the building of the height of the rise and add up, this crane covers an small area and open a convenient advantages of the tower on top of the department have the promotion, according to the construction of buildings improves and correspondingly increase, the driver is easy to operate with wide and remained high, which is applied to the construction of the high buildings.The design topic is the stationary QTZ40tower crane system and the design of jack arm. There are many kinds of QTZ40 tower crane. The form of this design is as below. With an upper rotating hydraulic pressure propping system, the machine could add height automatically and thus rise with the building ascension. The stationary type is 30meter high; it could reach the height of 100meters. This design book mainly includes four parts. The first part summarizes the present situation and the development tendency of the Tower crane in both our country and abroad, as well as the characteristic and application occasion. The second part is the QTZ40 tower crane overall concept choice and the system design computation process; the last part is the organization design and the computation of jack arm. KEY WORDS: QTZ500 tower crane jack arm design
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