龙门起重机开题报告.doc

一、选题背景和意义：
起重机是现代工业在实现出产过程机械化、自己主动化，改善物料搬运前提，提高劳动出产率必不可少的重要机械设备。它对于发展国民经济，改善人们的事物、文化生活的需要都起着重要的作用。随着经济建设的迅速发展，机械化、自己主动化程度也在不停提高，与此相适应的起重机技能也在高速发展，产物种类不停增加，使用规模越来越广。一些企业由于没有起重机械，不仅工作效率低，劳动强度大，甚至难以工作。高层建筑的施工，上万吨级或几十万吨级的大型船只的建造，火箭和导弹的发射，大型电站的施工和安装，大重件的装卸与搬运等，都离不开起重机的作业。
起重机不仅可以作为辅助的出产设备，完成原料、半成品、产物的装卸、搬运，进行机电设备、船体分段的吊运与安装，而且也是一些出产过程及工艺操作中的必需的装备。再如冶炼金属工业出产中的炉料筹办、加料、钢水浇铸成锭、脱模取锭等，必需依靠起重机进行出产作业。据统计，在国内的冶炼金属、煤炭部门的机械设备总数量或总自重中，起重运输机械约占45%。起重机是机械化作业的重要的事物基础，是一些工业企业中主要的固定资产。对于工矿企业、港口码头、车站库场、建筑施工工地，和海洋开发、宇宙航行等部门，起重机已成为主要的出产力要素，在出产中进行着高效的工作，组成合理社团批量出产和机械化流水作业的基础，是现代化出产的重要标志之一。
龙门起重机作为物料搬运机械中的最主要的一种，在各行各业中得到广泛的应用，龙门起重机起重范围可以从几吨到几十吨甚至几百吨，在机械制造、冶金、钢铁、码头集装箱装运等行业都必须有龙门起重机。而起升机构更是起重机的咽喉设备，因此对其进行研究，改进其结构使其更加合理，使用更加方便，成本更加低廉，具有重要的现实意义。
龙门起重机的市场份额越来越大，使用非常广泛，这是产品本身及起重机厂家以及国家政策等多种因素共同作用下的结果，随着经济的不断发展，尤其是目前经济危机的刺激，国家的一揽子计划的推动，龙门起重机市场的需求、发展前景大好。
龙门起重机（gantry crane）是水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。这种起重机在地面轨道上运行，主要用在露天贮料场、船坞、电站、港口和铁路货站等地进行搬运和安装作业。
课题研究目的及价值：
我们研究这一课题的目的是：设计、分析、计算龙门起重机的各个部分的结构、受力、运作情况；通过研究龙门起重机机械系统结构了解龙门起重机的运作，运用机械知识并进一步优化其结构设计。
本项目所设计的龙门起重机是起重机中应用最广泛的一种，其主要由主梁（两根）、横梁（两根）以及小车、大车，支腿等部分组成，。桥架的金属结构由主梁和横梁组成，分为单主梁桥架和双梁桥架两类。单主梁桥架由单根主梁和位于跨度两边的横梁组成，双梁桥架由两根主梁和横梁组成。本题主要是对支腿进行设计和分析，支腿分为刚性支腿和柔性支腿，柔性支腿顶部采用绞支座支撑主梁，并使柔性支腿能相对主梁转动。龙门起重机按照支腿的形式又分为0型、U型、A型和八字腿带马鞍型等几种。

二、国内外研究现状、发展动态（文献综述）：
目前，国内专业生产大型起重机的厂家很多。其中以中联重科、三一重工、抚挖等公司产品系列较全，市场占有率较高。中联重科在2007年12月宣布实行品牌统一战略后。现已成功开发了50t~600t履带式起重机产品系列。作为中国起重机行业的领跑者，徐州重型机械有限公司现在已经形成了以汽车起重机为主导，履带式起重机和全路面起重机为侧翼强势推进的庞大型谱群。国内最具历史的履带式起重机生产企业抚挖现已拥有35t~350t的履带式起重机产品系列。QUY350是抚挖2007年推出的国产首台350t履带式起重机，填补了国内350t履带式起重机的产品型谱空白。
目前，国外专业生产大型起重机厂家很多。其中利勃海尔、特雷克斯-德马格、马尼托瓦克与神钢等公司产品系列较全， 市场占有率较高。利勃海尔公司的产品技术先进、工作可靠，其生产的LR系列履带起重机最大起重量已达1200t。其桁架臂履带式起重机系列在2007年又喜添新品LR1600/2，使其产品型谱更加完善。
未来的一段时间内，起重机的发展趋势包括以下几个方面：
（1）起重机的大型化。近年来，火电发电机组的功率不断增大，由以前的30万KW为主转为60万KW乃至100万KW 为主，对起重机的吨位需求增大。由于美国核电技术的推广应用，使大件吊装量大幅增加催生了大型起重机市场的需求。大型石化项目，同样需求大吨位的大型起重机特别是履带式起重机。
（2）创新设计。开展对起重机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术基础研究，为此着重研究新材料、新工艺、新的传动装置，从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案，不断推出创新设计成果。
（3）核心技术化。各大知名企业均具有其独特的核心技术，并不断创新，努力保持在同行业内的领先地位。现在各大公司均大力研究开发自己的核心技术，以不断提升自己的产品档次和竞争能力。
（4）模块化和组合化。极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同异地设计技术、并行工程技术研究，这样可以缩短产品的开发周期。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可互换的标准模块，通过不同模块的相互组合，形成不同类型和规格的起重机。达到改善整机性能，降低制造成本，提高通用化程度，用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品，充分满足用户需求。
（5）大吨位的自拆装系统。履带起重机体太笨重在公路上无法自由行走，必须拆卸才可运输，到达工作地点后再进行组装，需要辅助吊车。为减少或不用辅助吊车，节省施工费用，因此研制自拆装系统势在必行。
（6）混合型起重机。履带起重机和轮式起重机各有利弊，将两者取长补短后，混合型起重机应运而生，这也是起重机新型式的大胆尝试与突破。它集履带起重机桁架臂大起重量、大作业空间的优势和轮式起重机的机动灵活优势于一体，主要用于大型起重机。
三．结语
我们已经看到世界上工业发达国家已经开始进入新的技术革命时代。我国目前仍然处在设计、生产周期化阶段，起点低、设备落后，相对发达国家落后20年左右。如果我国能从国外工业发展中得到启示，将可加快我国起重机械工业的发展。
查阅参考文献
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三、研究内容
本篇论文主要设计的是龙门起重机支腿机构的设计。
造船龙门起重机因为跨度较大, 两侧支腿要有刚性腿和柔性腿之别。刚性腿的刚度必须足够“刚”, 那么柔性可显得较“柔”, 才能保证起重机的正常行走。柔性腿与大梁用“铰座”相连接是最好的。
首先把两支腿间的相互位置设计成上窄下宽的特殊的八字形状，这样能使尺寸较大的船体分段和吊运件顺利通过, 运行于悬臂端和跨中之间,这样的支腿结构, 新颖实用。由于跨度大，为保证起重机的正常运行, 必须在柔性腿侧采用“球铰”支承大梁，所谓“球铰”实际上就是一个能使大梁可以相对于柔性腿摆动或转动铰座, 能做成滑动球座的(俗称“和尚头”，也可以做成滚动轴承组合式的。在柔性腿上不设“球铰”, 而做成一个“焊接柔性铰”这种结构,，制造方便,，可以用在跨度40m左右的龙门起重机上。
支腿的设计步骤：
在设计过程中，根据给定的各种基本参数采取传统的设计方法，熟悉起重机的结构和工作原理，分析原始条件，确定出支腿总体结构和基本参数，
技术路线如下：
1)熟悉桥式起重机的结构以及工作原理
2)分析工作情况，原始条件，确定机型并确定出基本参数和总体结构
3)分析起重机支腿的受力情况(主梁，横梁，小车，风载)
4）支腿的强度和稳定性校核
实施方案及可行性分析：
由于本课题所涉及范围较广，问题复杂，且在具体实践方面难以入手。因此本文主要从最基础的理论入手，以在校期间学到的机械设计的理论知识和实践经验为基础，结合查阅到的各种资料来论述。
本文的研究可行性从以下几个方面得到保证：
经过大学四年的学习，掌握相关机械设计方面的知识，理论方面目前已经收集到大量的参考文献，这些文献覆盖了起重机相关资料、钢结构的工艺等，极具参考价值,国际国内已经在这方面进行了比较深入的研究，可提供宝贵经验,与从事本研究相关题目研究的同学进行合作，将为本论文的研究提供良好的交流环境，集思广益，使该论文的完成能够得到足够的智慧支持,在导师崔丽及从事相关研究的老师对该论文的悉心指导下，本论文的研究和进度方面将更加合理。
总之，该论文的选题和研究深度是合理的，并且这方面的研究有一定的理论和实践价值，经过不断的努力可以按目标完成。
四、设计进度安排
起止时间
主要内容
预期目标
3月14日到3月19日
3月20日到3月24日
3月25日到4月9日
4月10日到4月17日

4月18日到4月24日
4月25日到5月5日
5月6日到5月20日
5月21日到6月4日
6月5日到6月10日
相关文献资料搜集
撰写开题报告
翻译外文资料
选择支腿结构型式，相关参数计算
三维建模，绘出CAD图纸
有限元强度分析
书写论文
论文评阅
毕业答辩
初步了解起重机的现状
完成开题报告
了解国外相关论文
完成相关参数计算

给出支腿外形
确定支腿强度
完成论文书写
进一步改进设计的不足
通过答辩