塔式起重机CAD系统的研究与开发.pdfVIP

学兔兔 塔式起重相CAD系统硇研穷与开发 贾文华，殷晨波 (南京工业大学车辆与工程机械研究所) 摘 要：在对塔式起重机结构和功能分析的基础上，采用基于功能的模块化思想，利用系统设计方法开发一种 塔机设计系统。通过对塔机进行功能元分析和结构分解，系统划分为原始参数输入、钢结构设计、机构设计、紧固件 设计和强度稳定性校核5个功能子系统，能生成起重特性曲线，钢结构内力图、实时应力值和应力报表以及设计计 算书和使用说明书等。对于型钢数表、紧固件数表等包含了多项数据并且可以从表中直接查到所需数据的数表，系 统采用了静态数据库存储的方法；对于输入的各种参数，系统通过程序构造出产品的几何模型，再将图形信息转化 成数据信息，在内部生成相关的数据结构，存储于动态数据库中。系统实现了前台可视化设计、参数化设计和功能化 查询。实际应用表明，该系统能有效地应用于塔机的设计中。 关键词：塔式起重机；设计系统：参数化设计：模块化 我国的塔式起重机(以下简称塔机)生产已有几 计方法对塔机进行模块划分及设计的示意图。 十年的历史，但仍有一些塔机生产厂家由于规模较 1．2 系统的功能模块分析 小，没有或不完全具有独立自主开发产品的能力，产 以系统设计方法进行模块化设计的原则，是力 品比较单一，很难更新换代，在国际市场上缺乏竞争 求以少数模块组成尽可能多的产品，能够有针对性 力。因此，对塔机的研究需要现代化的设计手段，实 并且有节制地划分模块是系统设计的出发点。 施CAD技术是获得最佳设计效果和提高设计效率 按功能进行系统的分解，以主要功能要素为核 的重要保证。 心，把关系较密切的要素分为一组，整理后从系统中 本文提出塔机辅助设计系统(TOCA—CAD—— 分离出来，使之成为具有特点功能的独立单元，再标 Computer Aided Design of the Tower Crane)，采用基于 准化处理成为模块，供系统使用。通过对塔机进行功 功能的模块化思想，将系统设计方法与CAD技术有 能元分析与结构分解，系统划分为以下5个功能子 机结合起来，实珊l生强、设计效率高。该系统能对塔 系统： 机进行设计、校核并自动生成设计计算书、使用说明 1)原始参数输入：根据需求确定塔机总体性能 书及关键点应力报表等。系统的计算依据塔机设计 参数； 标准GB／1rl3752一l992进行，可减轻设计者的劳动 2)钢结构设计：以人机对话的方式设计塔机具 强度，提高效率，使设计结果更准确、结构更合理。 体的结构型式及尺寸； 3)机构设计：确定起升机构、回转机构、变幅机 1 总体设计 构的主要性能参数、规格和安装位置等； 1．1 塔机的系统设计 4)销轴、螺栓设计：对其进行强度校核； 塔机的系统设计是将塔机看作一个技术系统， 5)强度稳定性校核：强度校核采用的是许用应 用系统工程方法对其进行分析和综合。首先确定系 力法。 统的总功能，然后通过功能分析，将总功能通过合理 稳定性分析是对塔身、起重臂、平衡臂、塔帽等 的分解，得到各执行动作相应独立的子功能系统，从 部