400t新型桅桿式起重機(jī)
400t新型桅桿式起重機(jī),新型,桅桿,起重機(jī)
黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 王琦曄
學(xué) 號(hào)： 20054024135
專 業(yè)： 05機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(一)
設(shè)計(jì)(論文)題目: 400t新型桅桿式起重機(jī)
指導(dǎo)教師： 祖海英
09年4 月 10 日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料撰寫
文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
本選題的目的和意義：
大型設(shè)備吊裝在我國石油化工裝置建設(shè)中占有一定的地位, 隨著裝置的大型化,其地位逐漸提高。桅桿起重機(jī)作為我國傳統(tǒng)的吊裝機(jī)具, 以其自重輕, 材料省, 構(gòu)件類型少, 造價(jià)低, 工作平穩(wěn)、安全, 容易實(shí)現(xiàn)拆卸、移動(dòng), 制作、安裝易于標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn), 長期以來, 成為石油化工行業(yè)主要的安裝設(shè)備。桅桿起重機(jī)屬于強(qiáng)非線性的高柔結(jié)構(gòu), 由豎立的塔身和周邊張拉的纜風(fēng)繩組成, 可看作桿、索單元組成的空間桿索體系。纜風(fēng)繩作為桅桿起重機(jī)的穩(wěn)定系統(tǒng)使塔身在水平方向有相當(dāng)大的可移動(dòng)性。在荷載的作用下, 纜風(fēng)繩產(chǎn)生非線性位移, 給結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確計(jì)算帶來了困難。目前對(duì)桅桿起重機(jī)的研究中, 直接將上支承空間鉸的線位移約束, 取代纜風(fēng)繩對(duì)塔身的作用, 將非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題處理。采用這種方法建立的幾何模型抹去了結(jié)構(gòu)中纜風(fēng)繩的預(yù)緊力、繩徑等初始因素產(chǎn)生的非線性效應(yīng)對(duì)桅桿頂部位移和塔身軸力的影響, 這種簡(jiǎn)化模型不便于深入研究桅桿起重機(jī)的吊裝特性。本文以400t桅桿起重機(jī)為研究對(duì)象, 利用有限元分析軟件, 通過引入桿、索、板單元模擬桅桿起重機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu), 建立了能夠反映桅桿起重機(jī)真實(shí)結(jié)構(gòu)的有限元模型, 通過結(jié)果分析, 能夠清晰的了解桅桿起重機(jī)在吊裝情況下的強(qiáng)度、剛度情況。在此基礎(chǔ)上, 研究了纜風(fēng)繩預(yù)緊力大小對(duì)桅桿頂部偏移量塔身軸向力的影響, 保證了吊裝設(shè)備就位的準(zhǔn)確性、吊裝過程的安全可靠性, 從而進(jìn)行正確的生產(chǎn)決策。
我國起重機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀為：
H型鋼在大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。T型鋼在偏軌箱型主梁起重機(jī)上的應(yīng)用。MC鑄型尼龍材料在起重機(jī)鋼絲繩滑輪、伸縮臂導(dǎo)軌等部件中的應(yīng)用。金屬基鑲嵌型固體自潤滑軸承在冶金起重機(jī)吊鉤、盛鋼桶耳柱及大型裝卸橋俯仰臂架回轉(zhuǎn)鉸處的應(yīng)用等等。都促成了起重機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和機(jī)械零部件的發(fā)展降低了制造成本,改善了使用性能。
起重機(jī)新型硬齒面和中硬齒面減速器、立式減速器、二合一減速器、二環(huán)式減速器；起重機(jī)新型徑向棒銷聯(lián)軸器和軸向棒銷聯(lián)軸器；起重機(jī)用新型電力液壓塊式制動(dòng)器、電磁塊式制動(dòng)器；起重機(jī)用臂鉗式制動(dòng)器、鉗式制動(dòng)器；起重機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)吊鉤、車輪、滑輪;起重機(jī)用電線滑車、滑接輸電裝置、安全滑觸線；起重機(jī)用液力偶合器、自動(dòng)防風(fēng)別軌器；MC鑄型尼龍滑輪、齒輪、導(dǎo)向板等等的采用，都為起重機(jī)產(chǎn)品的更新和系列改進(jìn)提供了切實(shí)的基礎(chǔ)。
在GT33811- 83中最重要的部分是起重機(jī)的工作級(jí)別劃分。它包括機(jī)械的分級(jí)和金屬結(jié)構(gòu)的分級(jí)，都和TS04301國際標(biāo)準(zhǔn)完全一致。其基本依據(jù)是M finer線性累積損傷理論，即以載荷(應(yīng)力)與受載(工作)次數(shù)某種相關(guān)的關(guān)系為基礎(chǔ)決定疲勞設(shè)計(jì)。形成一種對(duì)角線通用的關(guān)系，根據(jù)這種理論，在不同工作強(qiáng)度(載荷利用率)和不同工作次數(shù)(利用等級(jí))的組合中，有許多符合對(duì)角線通用原則的。便可采用同樣的結(jié)構(gòu)或同樣的機(jī)械部件。為用較少種類的機(jī)械零部件或結(jié)構(gòu)斷而組配成多種規(guī)格、不同起重量、不同工作級(jí)別的起重機(jī)提供了理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)70年代德國曼內(nèi)斯曼德馬克公司在標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩驅(qū)動(dòng)類型起重機(jī)和通用起重機(jī)中己有了具體采用。20世紀(jì)80年代我國起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范在對(duì)整機(jī)及部件設(shè)計(jì)的計(jì)算上明確地做出了規(guī)定。在起重機(jī)減速器等部件設(shè)計(jì)及功率選用的說明中也明確地例舉出折算方法，大大地推廣和強(qiáng)化了此設(shè)計(jì)思想。
電力驅(qū)動(dòng)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，一般都帶有作為驅(qū)動(dòng)加速富裕力知的一定量的突加載荷方式的作用。多年來歐洲、前蘇聯(lián)和我國在起重機(jī)設(shè)計(jì)中都采用這種啟動(dòng)理論。自從在起重機(jī)的大車、小車運(yùn)行和旋轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)中加入了柔性部件(如液力偶合器)，使這種情況立即得到根木改善。不僅避免了電動(dòng)機(jī)和機(jī)構(gòu)的過載、反向變向的沖擊，就連正常啟動(dòng)的慣性力也變得極其微小，啟動(dòng)一也極為平穩(wěn)了。近幾年來，在我國起重機(jī)設(shè)計(jì)理論中提出的這種帶液力偶合器的起重機(jī)非位能載荷機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)選擇、啟制動(dòng)時(shí)間計(jì)算、相應(yīng)的偶合器的參數(shù)設(shè)計(jì)。如偶合器工作圓直徑的確定、充油量的選擇、聯(lián)合工作特性的建立，以及在采用液力偶合器后機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的動(dòng)載荷計(jì)算及其啟、制動(dòng)過程的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等。在理論推繹和實(shí)測(cè)結(jié)果分析相結(jié)合的基礎(chǔ)上，都獲得了很大的發(fā)展。以起重機(jī)設(shè)計(jì)理論，這對(duì)過去基于剛體動(dòng)力學(xué)推演而得的計(jì)算體系是一個(gè)重要的補(bǔ)充。
為貫徹新的通用橋式起重機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于工作級(jí)別在M5以上的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)，貨物在下降制動(dòng)前進(jìn)行電氣調(diào)速的設(shè)計(jì)己進(jìn)入系列貫標(biāo)設(shè)計(jì)中；為改善電動(dòng)起重機(jī)運(yùn)行性能，在集裝箱起重機(jī)中采用地而無線遙控或地而與司機(jī)室兩處控制的方式；此外，采用激光防碰撞裝置和非接觸感應(yīng)式行程開關(guān)，裝設(shè)故障診斷及故障自動(dòng)顯示等裝置的通用及專用起重機(jī)都相繼出現(xiàn)。
近幾年，一些高等院校在起重機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和推廣現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法方而做了許多有成效的工作，如對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行了按靜強(qiáng)度、靜剛度、動(dòng)剛度等多項(xiàng)控制指標(biāo)的綜合分析優(yōu)化設(shè)計(jì)，從單機(jī)優(yōu)化到系列優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方而的開拓和探索都己進(jìn)入實(shí)用階段。
我國起重機(jī)新技術(shù)應(yīng)用很多，取得的成績(jī)也相當(dāng)大，但仍需做大量的推廣工作，特別是與國外發(fā)展水平的差距還很大，我們必須了解世界起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，提高我國起重機(jī)的質(zhì)量。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一 桅桿起重機(jī)原型
本文所研究的桅桿起重機(jī)要求桅桿在主吊角為10°時(shí)能起吊400t 重物, 或雙桿抬吊在主吊角10°時(shí)可起吊800t 重物。桅桿主體金屬結(jié)構(gòu)單向偏心格構(gòu)式壓彎構(gòu)件, 截面為矩形; 主肢、腹桿由鋼管組成, 中間節(jié)可完全互換; 桅桿通過下部球鉸和上部轉(zhuǎn)軸進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn); 轉(zhuǎn)盤上設(shè)8 根纜風(fēng)繩, 繩與地面交角為30°。
二 桅桿起重機(jī)結(jié)構(gòu)載荷情況
(1) 自重載荷
結(jié)構(gòu)的自重由程序根據(jù)截面幾何尺寸、材料密度和實(shí)常數(shù)等自行計(jì)算。按鋼結(jié)構(gòu)密度718 ×103kg/ m3 得到結(jié)構(gòu)各類型單元質(zhì)量。
(2) 計(jì)算載荷
計(jì)算載荷與起吊重量, 索具等因素有關(guān), 同時(shí)考慮了動(dòng)載系數(shù)和偏載增重系數(shù)的影響, 即
P = ( k1 Q + g) k
式中 k1 ———?jiǎng)虞d荷系數(shù), 一般取k1 = 111
k ———偏載增重系數(shù), 一般取K = 111
g ———索具重量
Q ———起吊重量
(3) 風(fēng)載荷
吊裝過程中風(fēng)力大于5 級(jí)停止吊裝, 基本風(fēng)壓值按蒲氏5 級(jí)風(fēng)計(jì)算。風(fēng)載荷與結(jié)構(gòu)高度、橫截面尺寸、構(gòu)件形式等有關(guān)。不同高度處沿桅桿每米高
度的風(fēng)壓為
q = nk1 kz Bw0 bx (N/ m)
式中 n ———載荷系數(shù)
k1 ———體形系數(shù)
k ———風(fēng)壓高度系數(shù)
B ———風(fēng)振系數(shù)
bx ———桅桿斷面寬度
三 參考文獻(xiàn)
[1] 蔡珍紅，楊文柱.桅桿式起重機(jī)設(shè)計(jì)與計(jì)算.重慶建筑大學(xué)自編講義.1995. 10
[2] 顧迪民.工程起重機(jī).第二版.，北京:中國建筑上業(yè)出版社.1988
[3] 劉惟信.孟嗣宗.機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì).，北京:清華大學(xué)出版社.1986
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[7] JB965 83,調(diào)度絞車型式與基本參數(shù)〔S)
[8] 楊長睽.起重機(jī)械.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1982.
[9] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1987.
[10] 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB3811-83 [S]
[11] Ma Cuixia,Meng Xiangxu. Parametric design method based on a directed acyclic hypergraph and object oriented technology. IEEE. July 2000, 2383-7 vol.4
[12] [美]H. Shapiro. Crane and Derrick. Magraw Hill, 1980
[13] Walter Podoiny. Construction and Design of Prestressed Concrtet Segmental Bridges. John wiley&Sons Inc,1982
四 設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)機(jī)器總體、動(dòng)力裝置圖、主要零件圖、機(jī)器立體圖等，折合0號(hào)圖紙5張；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書40頁；外文資料翻譯5000字。
五、設(shè)計(jì)思路：
首先，通過查閱資料（去圖書館借的和導(dǎo)師師給的），了解當(dāng)前國內(nèi)國外錨桿鉆機(jī)已應(yīng)用的各種的情況，在借鑒的同時(shí)構(gòu)思自己的方案。
然后，進(jìn)行細(xì)化，將總體方案分成若干個(gè)部分，逐一對(duì)其進(jìn)行參數(shù)分析，在三維軟件上進(jìn)行建模，先畫出零件，然后將其裝配成整體。
裝配體建成之后，接下來就要對(duì)其進(jìn)行有限元分析和運(yùn)動(dòng)分析。這兩項(xiàng)分析是十分重要的，它是對(duì)前面所設(shè)計(jì)的東西進(jìn)行檢驗(yàn)的一個(gè)關(guān)鍵步驟。此時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有不滿足要求的地方，就要改變尺寸或者改變結(jié)構(gòu)，甚至?xí)淖冊(cè)蟹桨?，然后再進(jìn)行建模、分析、更改，如此循環(huán)，直至達(dá)到預(yù)定要求為止。
接著，將符合要求的三維立體圖轉(zhuǎn)成二維平面圖，標(biāo)注尺寸、公差、配合、加工要求等。
最后，輸出圖紙，交圖，答辯。
六 主要參考資料
相關(guān)三維設(shè)計(jì)與仿真軟件及參考書籍；
相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、液壓手冊(cè)、網(wǎng)上期刊文獻(xiàn)、相關(guān)樣本等。
七 時(shí)間安排
3月3日至3月17日： 課題調(diào)研，完成開題報(bào)告(2周)
3月18日至3月25日： 學(xué)習(xí)起重機(jī)相關(guān)知識(shí)及查閱外文資料翻譯(1周)
3月26日至4月3日： 制件設(shè)計(jì)制作及方案論證(1周)
4月4日至4月18日： 設(shè)計(jì)計(jì)算(2周)
4月19日至5月3日： 總體設(shè)計(jì)及裝配(2周)
5月4日至5月18日： 繪制零件圖及裝配圖及加工過程仿真(2周)
5月19日至5月26日： 完成說明書及準(zhǔn)備答辯(1周)
八 條件狀況
整體來說，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的外部條件是很充分的。首先，導(dǎo)師為我們準(zhǔn)備了部分相關(guān)圖紙資料和樣本；再次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室具有相關(guān)三維設(shè)計(jì)與仿真軟件；最為重要的是導(dǎo)師對(duì)該領(lǐng)域非常熟悉而且導(dǎo)師經(jīng)常給與指導(dǎo)和監(jiān)督，這些都為畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提供了強(qiáng)有力的保證。
總共十三周的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，理論上是充足的,給我們?nèi)缙谕瓿稍O(shè)計(jì)提供了時(shí)間保障。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
11
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