开题报告--- 铸造起重机总体设计

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：铸造起重机总体设计

毕业设计（论文）开题报告

1.本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势

一、研究意义

冶金起重机通常指参加炼钢、轧钢、锻造、热处理等生产过程并直接完成某一种特定工艺的特种桥式起重机。一般包括铸造、料耙、板坯搬运、加料、脱锭、夹钳、锻造和淬火起重机。在炼钢和连铸车间吊运液态金属的起重机，即兑铁水、接钢水的起重机统称铸造起重机。铸造起重机是炼钢车间和连续铸造车间中的主要生产设备之一。

铸造起重机的工作特点：由于铸造起重机常吊运液态金属，并在高温、高粉尘的恶劣环境中工作，所以工作级别很高；另外，由于铸造起重机要完成倾兑铁水和倒渣的功能，因此，铸造起重机必须拥有主、副钩两钩。

铸造起重机作为冶金行业安全、正常生产必不可少的关键和重要设备, 其工作的可靠性、安全性、先进性一直受到人们的高度重视。但由于受传统冶金工艺的制约, 改革开放前30年国内铸造起重机基本是在原苏联的模式下做一些小型的改进和发展。随着国内改革开放政策的不断深入, 大量国外先进技术的引入, 现代铸造起重机也发生了较大的变化。

二、国内外研究现状、水平

我国起重机最初是从20世纪50年代学习原苏联的技术开始制造的, 利用原苏联图纸

生产或者参考其产品仿造, 1959年生产的3台275t铸造起重机是代表当时行业水平的产品。受国内条件以及传统冶金工艺的制约, 改革开放前的30年, 国内铸造起重机基本上没有

什么发展, 只是在原苏联的模式下做一些小的改进。进入20世纪80年代以后, 为适应冶金企业发展的要求, 国内起重机生产厂家开始进行各种摸索和改进, 由于没有经验, 其中

不乏失败的教训。

20世纪90年代以来, 以我国起重机龙头企业太原重型机械厂和大连起重机厂为首,

一些厂家开始与国外同行接触, 进行技术合作, 把经过实践检验成熟可靠的技术应用于

新的产品中, 为我国铸造起重机行业揭开了新的篇章。为了在国际起重制造业上占有一席之地, 我们还必须在引进吸收先进技术的同时, 举一反三, 积极探索铸造起重机的未来

发展方向, 以形成自己的特色和优势。

目前冶金行业中使用的铸造起重机约2000多台, 普遍采用小型PLC控制和调压调速, 基本上没有智能化产品。各大钢铁公司基本采用200t～480t起重机, 而中小企业大多采用趋于淘汰的75t～160t起重机。这些起重机的更新换代和现代化改造项目, 形成了巨大的市场需求, 也是科技人员进一步研发的动力。

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。它具有以下几个显著的优点。

( 1) 降低设计成本, 设计新型起重机, 只需选用不同模块重新进行组合。

( 2) 降低制造成本, 可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产,

实现高效率的专业化生产。

( 3) 优化生产组织, 企业由产品管理变为模块管理。

( 4) 满足用户需求, 用很少规格数量的模块, 即可组成多品种、多规格的系列产品。

( 5) 提高通用化程度, 如对起重机进行改造, 只需更换某几个模块。

目前, 德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计, 并取得了显著的效益。德国DEMAG公司的标准起重机系列改用模块化设计后, 比单件设计的设计费用下降12%, 生产成本下降45%, 经济效益十分可观。

国内则更应向这方面发展。目前起重机生产厂家铸造起重机交货期一般在10个月以上, 并且由于市场争夺激烈而不顾生产能力做出交货期承诺, 最终因合同较多而往往延

误交货期, 引起设备采购单位的强烈不满。结构模块化, 可以把以往的签定合同———单件设计———单件制造模式, 改为模块制造———签定合同———组合模块模式, 从而

缩短交货期, 更好地满足设备采购单位的要求。

铸造起重机采用变频或调压调速以后, 与转子串电阻调速相比具有以下明显优点: ( 1) 机构起、制动平稳；

( 2) 有效地减少制动器闸块的磨损；

( 3) 被吊物体能准确定位；

( 4) 减少对金属结构(桥架或小车架)和传动系统的冲击, 延长使用寿命；

( 5) 减少起动对电网的冲击。

调压调速投资比变频较低, 因此在国外20世纪80年代、国内20世纪90年代得到大量应用, 但如今变频调速取代调压调速已是必然趋势。首先变频调速的调速性能优于调压调速, 另外变频调速可进行回馈制动, 且低速运行时无转差损耗, 而节能是现代企业考虑

的重点。现国内企业大多考虑投资问题, 起升机构以定子调压为多, 运行机构以变频为多。而在国际上, 据不完全统计, 国外20世纪90年代以来投入使用的铸造起重机, 90%以上采用变频调速, 包括很多发展中国家如墨西哥、印度, 其钢厂也早已大量使用全变频调速铸造起重机。变频调速已成为国外起重机生产厂家的标准设计。宝钢作为世界级的现代化企业, 已认识到这一点, 例如“十五”规划其宽厚板项目45台起重机, 所有机构全部使用了交流变频调速传动。

此外与变频调速同时应用的还有冗余互备等技术。冗余互备技术在国外已大量使用, 以公用直流母线部分为例, 一般采用两套整流/回馈单元为全车的逆变器提供直流电源, 在一套装置故障的情况下, 利用另一套装置可以继续全负载工作。又如主起升系统,一般设计为1主1从1备, 当一台变频/逆变器发生故障时, 另一台可以50%的速度工作, 或立即切换到备用变频/逆变器以全速工作。切换是由司机发出指令,PLC控制完成, 包括变频/逆变器的动力线路、电机参数及控制信号的切换。冗余互备的目的是最大限度地减少设备故障对生产的影响, 提高铸造起重机的可靠性。

大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统, PLC已成为起重机控制系统的核心, 将完成所有自动控制的功能。它通过现场总线(如PROFIBUS)实现