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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
10T橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)
（箱型梁設(shè)計(jì)及受力計(jì)算）
系 別： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級： 機(jī)094
學(xué)生姓名： 侯雪鵬
學(xué) 號： 2009307406
指導(dǎo)教師： 王少雷
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.橋式起重機(jī)簡介
橋架在高架軌道上運(yùn)行的一種橋架型起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成一矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。這種起重機(jī)廣泛用在室內(nèi)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機(jī)是生產(chǎn)車間中應(yīng)用廣泛的一種起重設(shè)備,起升機(jī)構(gòu)是橋式起重機(jī)的重要組成部分,起重小車用以支撐整機(jī)的機(jī)械、電器設(shè)備以及被起升的重物,承受和傳遞作用在起重機(jī)上的各種較為復(fù)雜的載荷。為了全面了解小車架結(jié)構(gòu)在多重載荷組合作用下的應(yīng)力大小及其分布狀況,找出結(jié)構(gòu)承載的薄弱部位,對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析是非常必要的。在對小車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí),傳統(tǒng)的力學(xué)解析方法復(fù)雜,且不精確,很難反映小車架結(jié)構(gòu)實(shí)際的承載狀況。相比之下,利用有限元分析方法建立小車架的有限元模型,并按實(shí)際的載荷分布進(jìn)行加載、求解,能得到實(shí)際的承載狀況,具有快捷、方便、求解結(jié)果相對準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
起重機(jī)作為物料搬運(yùn)、裝卸或用于安裝的機(jī)械設(shè)備可以減輕或代替人們的體力勞動(dòng)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。它被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域之中。在冶金行業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、電力工業(yè)、煤炭工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、建筑工業(yè)、建材工業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè)中起重運(yùn)輸機(jī)械都扮演著重要的角色。隨著時(shí)代的發(fā)展制造工廠和裝卸作業(yè)場所開始轉(zhuǎn)向室內(nèi)使橋式起重機(jī)占據(jù)了主導(dǎo)地位。橋式起重機(jī)主要應(yīng)用于大型加工企業(yè)如鋼鐵、冶金和建材等行業(yè)完成生產(chǎn)過程中的起重和吊裝等工作。其中用于生產(chǎn)車間的橋式起重機(jī)是起重機(jī)的一個(gè)主要類型，由于起重機(jī)行駛在高空，作業(yè)范圍能掃過整個(gè)廠房的建筑面積，具有非常重要的不可替代的作用。因而深受用戶歡迎，得到了極大發(fā)展。
2.國內(nèi)橋式起重機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，市場競爭也越發(fā)激烈。橋式起重機(jī)行業(yè)在國內(nèi)需求旺盛和出口快速增長的帶動(dòng)下，依然保持高速發(fā)展，產(chǎn)品幾近供不應(yīng)求。
盡管我國起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，但是國內(nèi)起重機(jī)仍缺乏競爭力。從技術(shù)實(shí)力看，與歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū)相比，中國的技術(shù)實(shí)力還有一定差距。目前，過內(nèi)大型起重機(jī)尚不具備大量生產(chǎn)能力。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，由于技術(shù)能力所限，中國起重機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不完善，難以同國外匹敵。同時(shí)我國起重行業(yè)目前存在幾個(gè)突出問題，歸納如下：
（1）整體技術(shù)含量偏低，突出表現(xiàn)在產(chǎn)品的品種規(guī)格少，性能、可靠性等指標(biāo)低于發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的水平。
（2）知名品牌寥寥無幾，能打入國際市場并享有一定聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒有。
（3）產(chǎn)品低價(jià)惡性競爭嚴(yán)重，企業(yè)合理利潤難保，已嚴(yán)重制約企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。
3.國外橋式起重機(jī)發(fā)展方向
近年來，隨著國際合作的增加，國際起重機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速。到目前為止，國際主要知名起重機(jī)制造廠商有德國的DEMAG?起重機(jī)，芬蘭的Kone起重機(jī)，美國CM集團(tuán)等。上述企業(yè)在起重機(jī)行業(yè)內(nèi)較為知名。
橋式起重機(jī)的更新和發(fā)展，在很大程度上取決于電氣傳動(dòng)與控制的改進(jìn)。將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的自動(dòng)化和智能化。大型高效橋式起重機(jī)新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動(dòng)裝置、可編程序控制器、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。變壓變頻調(diào)速、射頻數(shù)據(jù)通訊、故障自診監(jiān)控、吊具防搖的模糊控制、激光查找起吊物重心、近場感應(yīng)防碰撞技術(shù)、現(xiàn)場總線、載波通訊及控制、無接觸供電及三維條形碼技術(shù)等將廣泛得到應(yīng)用。使起重機(jī)具有更高的柔性，以適合多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式，提高單機(jī)綜合自動(dòng)化水平。重點(diǎn)開發(fā)以微處理機(jī)為核心的高性能電氣傳動(dòng)裝置，使起重機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速和靜動(dòng)特性，可進(jìn)行操作的自動(dòng)控制、自動(dòng)顯示與記錄，起重機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)保護(hù)與自動(dòng)檢測，特殊場合的遠(yuǎn)距離遙控等，以適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝在橋式起重機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。所有這些因素都有里地促進(jìn)了橋式起重機(jī)的發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有橋式起重機(jī)產(chǎn)品和技術(shù)資料的分析，近年來橋式起重機(jī)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）重點(diǎn)產(chǎn)品大型化，高速化和專用化
（2）系列產(chǎn)品模塊化、組合化和標(biāo)準(zhǔn)化
（3）通用產(chǎn)品小型化、輕型化和多樣化
（4）產(chǎn)品性能自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化
（5）產(chǎn)品組合成套化、集成化和柔性化
二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題）
起重機(jī)械用來對物料作起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，它可以完成靠人力無法完成的物料搬運(yùn)工作，減輕人們的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在工廠、礦山、車站、港口、建筑工地、倉庫、水電站等多個(gè)領(lǐng)域部門中得到了廣泛的使用，隨著生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，特別是現(xiàn)代化、專業(yè)化的要求，各種專門用途的起重機(jī)相繼產(chǎn)生，在許多重要的部門中，它不僅是生產(chǎn)過程中的輔助機(jī)械，而且已成為生產(chǎn)流水作業(yè)線上不可缺少的重要機(jī)械設(shè)備，它的發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著積極的促進(jìn)作用。起重機(jī)械是起升，搬運(yùn)物料及產(chǎn)品的機(jī)械工具。
本課程設(shè)計(jì)的目的在于鞏固和擴(kuò)大我們在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練綜合運(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)新精神的最佳手段。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)生掌握架橋機(jī)的總體參數(shù)的確定，工作吊臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，將課程中所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。 為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容：了解橋式起重機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一臺(tái)滿足要求的10t橋式起重機(jī)，并用AutoCAD繪圖軟件繪制出招標(biāo)文件要求的圖紙。對起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)和箱梁設(shè)計(jì)及受力計(jì)算時(shí)，采用經(jīng)濟(jì)梁法設(shè)計(jì)出起重機(jī)主梁最優(yōu)截面，計(jì)算并校核截面幾何尺寸。從而實(shí)現(xiàn)功能合理，結(jié)構(gòu)簡單適用，工作可靠的目標(biāo)。
研究方法和思路：
本設(shè)計(jì)采用規(guī)范的設(shè)計(jì)計(jì)算對橋式起重機(jī)小車總體布置，箱型梁大車行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析。
首先，通過查閱相關(guān)書籍和資料，學(xué)習(xí)橋式起重機(jī)的相關(guān)知識(shí)，認(rèn)真閱讀參考資料，繼承或借鑒前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果，了解橋式起重機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀，掌握橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)習(xí)并掌握AutoCAD軟件的使用，掌握一般的繪圖方法和計(jì)算分析步驟；其次，根據(jù)現(xiàn)今國內(nèi)外生產(chǎn)橋式起重機(jī)箱型梁采用的各種結(jié)構(gòu)類型，結(jié)合課本知識(shí)和參考文獻(xiàn)信息，設(shè)計(jì)小車總體布置，箱梁設(shè)計(jì)及和受力計(jì)算，大車行走機(jī)構(gòu)等符合使用要求方面的設(shè)計(jì)；然后，根據(jù)參考文獻(xiàn)，分析橋式起重機(jī)箱型梁的受力情況，計(jì)算各種載荷，并對橋式起重機(jī)的箱型梁強(qiáng)度穩(wěn)定性，起重機(jī)的總體布置，起重機(jī)的穩(wěn)定性計(jì)算進(jìn)行校核；最后通過數(shù)據(jù)列表或繪制等值線圖等方式查看并分析計(jì)算結(jié)果，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的靜剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，還對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了CAD繪圖，便于生產(chǎn)制造。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
2013.3.29-2013.4.11 熟悉整理資料
2013.4.12-2013.4.25 方案選擇及總體設(shè)計(jì)
2013.4.26-2013.5.9 繪制總圖
2013.5.10-2013.5.23 小車結(jié)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)
2013.5.24-2013.6.13 箱型梁受力分析計(jì)算
2013.6.14-2013.6.22 繪制零件圖紙
2013.6.23-2013.6.27 準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
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[3] 吳慶鳴 何小新 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué)出版社,2006.
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[8] 王金諾、于蘭峰. 起重運(yùn)輸機(jī)金屬結(jié)構(gòu). 中國鐵道出版社，2002
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[13] 陳道南、盛漢中． 起重機(jī)課程設(shè)計(jì)． 冶金工業(yè)出版社，2002.6
[14] 濮良貴、紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)．高等教育出版社，2000.12
[15] 陳國璋、孫桂林、金永懿、孫學(xué)偉、徐秉業(yè)．起重機(jī)計(jì)算實(shí)例．中國鐵道出版社，1987
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[17] 吳宗澤主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊機(jī)械工業(yè)出版社，2002
[18] 北京鋼鐵學(xué)院編.起重機(jī)課程設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社，1982
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
課題來源：導(dǎo)師課題、社會(huì)實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。