起重机轻量化设计技术

起重机轻量化设计技术（精选3篇）

起重机轻量化设计技术 篇1

0 引言

通用桥式起重机是市场份额最大、应用最广的一种起重机械。我国现有桥式起重机长期沿袭传统笨重的结构形式、粗糙的制造工艺、简单的开关量控制, 技术含量低, 核心技术严重缺乏, 产品升级换代缓慢, 以粗放式生产的低端产品为主, 市场竞争主要依靠价格战。随着全球经济一体化进程的加快, 价格优势已逐渐消失。国内部分起重机制造厂商通过合资、收购等方式吸收了国外先进技术和经验, 但与一线品牌相比, 在设计、制造及智能化控制等方面尚有较大差距, 核心零部件仍需原装进口。研制新型的低耗高效桥式起重机, 代替笨重高耗低效的传统桥式起重机是起重机行业的发展趋势。

1 起升机构布置形式

传统小车起升机构采用单独组合形式, 电机通过联轴器及补偿轴驱动减速机, 制动器安装在减速机高速轴端, 采用带开式齿轮的软齿面减速机, 通过卷筒上安装齿轮盘轴接手与减速机联接, 驱动卷筒正反转实现重物提升和下降。卷筒轴承座端安装高度限制器及重量限制器。传统小车起升机构结构形式笨重、安装精度低、外形尺寸大。

如图1, 桥式起重机轻量化小车设计主要通过优化起升机构布局、模块化结构起升机构、定滑轮梁及吊钩组、钢丝绳优化设计。小车架采用“小三梁”、“小四梁”、起升机构采用“三合一”组合形式降低小车总高度。

1.细长卷筒2.卷筒轴承座3.减速机4.底座5.电机6.重量超载传感器7.高度限制器

细长卷筒1两端各安装卷筒轴承座2, 依靠细长卷筒1两端卷筒轴承座2承载卷筒自重及吊重载荷, 避免硬齿面减速机3低速轴端承受吊重载荷。卷筒轴承座2与减速机安装底座4构成三支点, 保证起升机构运行时稳定。4级带双盘制动变频电机5通过联轴器与硬齿面减速机3联接, 驱动硬齿面减速机3运行。

如图2, 细长卷筒1一端短轴安装在卷筒轴承座2上, 安装有起升高度限制器7及重量超载传感器6。另一端长轴安装在卷筒轴承座2上, 安装有硬齿面减速机3, 硬齿面减速机3依靠细长卷筒1长轴轴承座2支撑悬挂在小车架侧面。可取消硬齿面减速机3安装底座, 降低起升机构总高度。卷筒轴承座2内使用调心滚子轴承, 比同内径的深沟球轴承静、动载承载能力大5倍以上。依靠调心滚子轴承过载能力强, 微偏角承载等特点, 作为支撑点轴承克服细长卷筒1使用产生的垂直力和水平力。

根据GB/T 3811-2008《起重机设计规范》中规定, 机构工作级别M5时钢丝绳公称直径与卷筒直径比为不小于18倍, 与滑轮直径比不小于20倍。现采用的细长卷筒1与钢丝绳公称直径达到26倍左右, 细长卷筒1直径与长度比达到6倍左右, 钢丝绳直径与细长卷筒1壁厚比仅为0.8倍。卷筒重量大大减轻, 采用“摩擦”焊接、应力控制工艺与“圆弧累积”机加工工艺, 解决了细长卷筒1失圆、局部变形等问题。

如图3, 吊钩位于上极限位置时, 钢丝绳全部缠绕在细长卷筒1上, 钢丝绳之间距离为130 mm时, 经有限元计算分析细长卷筒1的最大应力位于细长卷筒1中心位置, 应力最大为50 MPa, 变形量最大为0.5 mm。完全满足GB/T 3811-2008《起重机设计规范》中规定要求。

2 定滑轮梁及吊钩组

传统起重机小车固定滑轮采用奇数倍, 固定滑轮安装在小车架平面下口、卷筒下部, 定滑轮与卷筒之间留有一定的检修空间, 无形中增加了起升机构的中心高度。GB/T3811-2008《起重机设计规范》中规定, 钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时的最大偏斜角不应大于5°。实际使用过程中钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜角大于3°时就容易跳绳。传统起重机为解决缩小滑轮之间的偏角问题, 采用降低吊钩起升高度的办法。

1.定滑轮梁2.吊钩组滑轮3.吊钩

如图4, 定滑轮梁1与吊钩组滑轮2采用平行布置, 滑轮2在一条中心线上。定滑轮梁1与吊钩组滑轮2之间距离1 m时, 钢丝绳偏角为2.6°左右, 只有规范要求的一半。

定滑轮梁1内滑轮2平面与细长卷筒1平行布置, 将定滑轮梁1安装在小车架平面上, 滑轮2上下口留有检修孔, 便于维修。滑轮2采用偶数倍率, 增加钢丝绳数量减小单根钢丝绳拉力, 减小钢丝绳直径。起重量变化时只需变化定滑轮2数量即可。

吊钩3采用轻型扁平化设计, 吊钩高度大大降低, 定滑轮梁1内的滑轮2与吊钩3滑轮2相互平行布置, 使钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜角任何工作状态时最小, 增加了有效起升高度;钢丝绳穿绕采用偶数倍率, 并将定滑轮梁1滑轮2平面与细长卷筒长度方向轴线平行布置;吊钩3钩头使用高强度等级材质锻件, 缩小尺寸;通过以上几点优化实现定滑轮梁及吊钩组轻型化、模块化设计。

3 钢丝绳

钢丝绳直径的大小直接确定将使用的卷筒和滑轮直径。钢丝绳直径的选取也非常重要。同直径钢丝绳1960 MPa与1670 MPa破断拉力大约相差20%左右, 相应卷筒名义直径可缩小10%左右。钢丝绳直径应选择细直径钢丝绳, 配小直径卷筒和滑轮直径, 减轻部件质量。达到缩小起升机构体积及小车整机质量的目的。

4 结语

小车作为起重机重要组成部分, 永久安装在桥式起重机上作为固定移动载荷, 小车整机质量越轻对桥架承载能力要求越小。起重机整机质量降低对节能降耗有着重要的意义。应依据全新的设计理念, 对制造工艺和控制系统等全方位技术创新, 以实现设计制造的模块化、产品结构的轻型化。

参考文献

[1] ]程文明, 李亚民, 张则强.桥式起重机与门式起重机轻量化设计的关键要素[J].中国工程机械学报, 2012 (1) :41-49.

[2] ]贾旺兴, 房师平.起重机起升机构轻量化的研究[J]。起重运输机械, 2013 (6) :62-65.

[3] ]GB/T3811-2008起重机设计规范[S].

桥门式起重设备轻量化技术的应用 篇2

桥门式起重机用途广泛, 但其粗、大、笨、重的传统起重机的典型特征致使其使用条件要求过高, 能耗相对较大。随着世界工业和科学技术的发展, 欧美国家从上世纪80年代后, 对起重机进行轻量化设计, 轻巧型起重机在90年代后进入中国, 并取得了显著的效果。

二、起重机轻量化设计的主要技术

1. 电动葫芦代替卷扬起升机构

以同样起升重量10t, 跨度16.5m, 工作级别A5的起重机为例, 上世纪80年代后开发的LH型双梁电动葫芦桥式起重机 (简称葫双) 与QD型双梁吊钩桥式起重机 (简称桥双) 技术参数的对比见表1。

从表1中可以看出, LH型比QD型有很大的优势, 在欧美国家, 对中小吨位桥式起重机, 普遍以葫双代替桥双。葫双重量之所以能够减轻, 是因为葫双采用了高度集成的模块化设计, 将起升机构的主要元件电动机、联轴器、减速器、制动器、卷筒集成设计在一起, 从而大幅度减小了体积, 减轻了起重机自重。而目前国内新一代ND型葫芦起升机构减速机采用行星齿轮减速机, 其结构紧凑、轻巧, 便于安装在卷筒内, 进一步缩小了电动葫芦的外形尺寸, 且其传动平稳、噪声较小;外形采用了方形外壳结构, 模块化设计, 具有外形美观, 通用性强等优点;采用了低净空式设计, 在保证起升平衡的前提下, 尽量减小配重箱所占空间, 且使起升主机、配重箱、电气装置的布置合理、美观;运行部分的设计实现集中传动, 彻底解决运行小车单侧驱动因轮压分布不均而出现的打滑现象。具有结构紧凑、空间利用率高, 可靠性强, 工作范围大, 运行平稳、定位准确、使用寿命长等特点。

电动葫芦起重机在国内难以大面积推广的原因主要是:国产电动葫芦性能、内部齿轮传动精度、齿轮材质热处理、配套的电动机和制动器质量等方面与国外产品尚有一定差距, 最终表现在电动葫芦的可靠性差、噪声大、能耗大、故障率高。

2. 桥架结构轻量化设计

在主要结构件方面, 利用Pro/E和ANSYS等软件对桥门式起重机桥架和金属结构进行有限元分析、优化设计和动态仿真。充分验证设计与理论计算之间的差距, 优化并减轻设计结构, 使主梁结构尺寸最小、结构重量最轻, 图1为某250t起重机主梁有限元分析应力云图。

3. 低净空设计

在小车结构布置方面采用了变截面的小车架布置方式, 根据小车架上的受力特点来布置小车架。由于滑轮梁和卷筒是小车架的主要受力部位, 对此部位进行了相应的加强。而作为起升电机的支撑部位, 由于没有较大的受力影响, 将它的支撑结构相应的减小, 这就形成了变截面小车架结构。使得小车的高度有了明显的降低, 重量大幅度减轻。图2为轻量化欧式起重机现场应用示意图。

4. 新型行走机构设计

设计新型车轮组单元, 采用锻造车轮替代传统铸造车轮, 减小车轮尺寸, 减轻重量, 降低轮压。

5. 新型小车架结构设计

小车布置结构突破原有结构, 是以“井字形”的布置方式, 它主要由两个小车端梁, 1个定滑轮梁和1个由卷筒组成的承载梁组成。其主要特点是定滑轮梁采用双排滑轮梁结构, 同时主起升减速机的布置采用空心轴式的套装减速机布置在小车架的侧面的布置方式, 此时卷筒轴可以直接装配在减速机的低速输出轴孔内, 省去了传统结构大吨位的减速机与卷筒连接用了大型联轴器, 使得起升机构布置更加紧凑。而减速机的侧面布置又可以将卷筒布置于小车架内部, 在小车架端梁上整体加工出用于支撑卷筒的轴承座镗孔。这样起升机构中的减速机和卷筒都降低到小车架的上平面以下, 使得小车的高度有了明显的降低, 重量大幅度减轻。在运行机构布置中, 使用了“三合一”减速电机的结构, 此种结构布置紧凑, 占用空间较小, 也可使安装位置相应减小。同时起升机构采用新型高精度硬齿面起升减速机代替传统的中硬齿面减速机, 使得起升机构高度和重量大幅度降低。

6. 新型传动机构设计

目前国内高端起重机所采用的减速机是以SEW、FLENDER为代表硬齿面减速机系列, 具有体积小、自重轻、噪声低、性能可靠的特点, 但上述减速机为标准减速机, 并不是针对起重机工况领域设计, 因此, 需要打破齿宽系数传统规定的限制, 设计起重机专用的新型减速机。主要的技术应用包括以下几个方面:

(1) 增加啮合线长度的齿形创新设计, 齿轮接触强度提高18%, 弯曲强度提高10%。

(2) 深层渗碳技术, 层深大于欧洲SMS的值, 便于热处理控制, 同时可提高强度。

(3) 硬齿面齿根圆滑过渡和喷丸强化技术, 通过合理的刀具参数设计和工艺留量以达到磨齿后齿根圆滑过渡, 提高齿轮的可靠性。

(4) 非对称螺旋线修形技术, 突破了传统的轮齿修形方法, 提高承载能力的同时, 降低噪声2~3d B。

(5) 热后加工量的最小化和齿轮潜力利用的最大化的新工艺, 对提高齿轮承载能力和环保节能方面有着突出的效果。

7. 齿轮硬齿面减速机优点

同时在新型齿轮啮合技术应用方面, 武汉理工大学开发的新型点线啮合齿轮硬齿面减速机是一种具有我国自主知识产权的新型齿轮。点线啮合齿轮的接触区域既有线啮合, 又有点啮合, 接触区变大, 主要优点如下。

(1) 强度提高较大, 相同条件下, 比渐开线齿轮接触强度提高2~3倍, 弯曲强度提高15%~50%。

(2) 噪声降低:相同条件下, 噪声比渐开线齿轮低5~10d B, 加载以后, 噪声还会降低2~3d B。

(3) 具有可分性:与圆弧齿轮相比较, 不需专用刀具, 并且对中心距不敏感。

因此通过采用优化算法设计, 对不同目标下点线啮合齿轮优化设计的特征分析和建模, 并应用于新型欧式电动葫芦和桥式起重机减速机上, 也是可以有效解决目前困扰起重机行业技术发展的传动机构难题。

8. 电器控制系统设计

目前以SEW为代表的新型变频在国内欧式起重机上得到广泛应用, 同时集成电路嵌入式技术、PLC加变频器技术替代传统的继电器控制、串电阻调速等, 使电器控制柜数量、体积和重量大幅度减小, 运行平稳性增强, 振动减小。

9. 新型材料应用

逐步推广采用低合金高强度结构钢替代传统的Q235B材料, 降低钢板厚度, 减少钢板使用量, 充分降低起重机重量;

1 0. 其它关键零部件加工热处理技术

如折线卷筒加工技术、卷筒联轴器加工技术、齿轮等强度设计技术、变齿高技术, 如吊钩组采用合理材料和优化截面;车轮组采用合理材料和热处理工艺, 优化车轮组结构;卷筒组采用焊接钢板卷制卷筒和合理结构;滑轮组:采用新型滑轮槽形和材料;联轴器采用鼓形齿式联轴器代替直齿齿轮联轴器等。以及针对低碳低合金齿轮钢、中碳低合金齿轮钢的渗碳、渗氮、碳氮共渗、高频、中频、超音频淬火技术及新型淬火介质应用等。

三、起重机轻量化技术目前已取得的成效

目前国内一些企业研发的新型欧式中小吨位桥式起重机与传统5~50t系列中小吨位QD型桥式起重机相比, 自重轻约15%~30%, 高度降低20%~30%, 总装机功率 (能耗) 降低30%~40%。以卫华集团出口英国的轻量化低净空250t桥式起重机为例, 该起重机比传统的QD250t桥式起重机高度减小了34%, 重量减轻了15%。该公司研发的50t以下新型ND、NH型电动葫芦, 采用全新设计布局低净空设计理念, 采用全新设计的反滚轮装置, 最大限度地降低葫芦自身重量, 在技术水平上有了跨越式的进步。同时使起重机主梁截面可得到近一步优化, 模块化组合布局, 先进的设计优化, 使电动葫芦具有更小的净空高度, 让用户在达到需求起升高度的前提下, 最大限度地降低厂房建筑高度, 节省基础成本。

四、结论

我国2013年桥门式起重机的总产值约为400亿元, 如果推广轻量化技术成果, 将带来一系列效益:如减少钢材消耗和这部分钢材生产的碳排放量;减少钢材加工、运输、搬运和安装等带来的能源消耗;降低作业过程中能耗与废气排放, 降低工作噪声等。由于起重机的高度降低, 使用户的厂房建筑高度降低、建造成本降低, 同时由于起重机重量减轻, 提高了起重机的动力性能, 降低工作时的驱动力、接触力和摩擦力, 减少驱动部件所需的能量, 提高机构和配套元器件的使用寿命, 也使得厂房的建造成本进一步降低, 因此起重机轻量化所带来的节能减排直接、间接经济效益是巨大的, 将对国内起重机技术的发展应用和产品结构升级换代带来深远的影响。

摘要：起重机设备轻量化设计是节能减排技术之一, 不仅能减少起重机自身原材料用量及能耗, 同时对厂房的要求降低, 因此节约效益可观。

起重机轻量化设计技术 篇3

随着我国经济的快速发展, 物料搬运 (起重运输) 机械制造业取得了长足的进步。2006年2月《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》文件的发表, 给物料搬运 (起重运输) 机械行业指明了前进的方向, 带来了发展的机遇, “十一五”期间其平均每年增速超过30%。尽管我国物料搬运 (起重运输) 发展势头较好, 部分产品已经达到国际上较为先进的水平, 但总体上与国际先进水平比较, 在大型设备的研发和系统的成套能力, 通用设备的品种规格和性能, 产品的零部件、元器件和整机的可靠性, 产品的外观造型与涂装, 以及人机关系与环保要素等方面, 还存在一定的差距, 因此充分了解国内外物料搬运 (起重运输) 的发展趋势, 深刻认识我国物料搬运 (起重运输) 机械与国外先进水平的差距, 开展绿色制造关键技术与装备的研发, 促进物料搬运轻量化技术的进步, 为我国装备制造业实施节能减排战略与低碳经济的发展做贡献具有重大深刻的意义。

1 国外物料搬运 (起重运输) 机械发展的趋势

随着国际市场竞争的加剧, 国外物料搬运 (起重运输) 机械的科技含量明显提高, 近年来主要工业国家的发展趋势如下:

(1) 采用新理论、新技术和新手段。进一步开展物料搬运机械的载荷变化规律、动态特性、疲劳特性和可靠性的试验研究;推广采用优化设计、可靠性概率设计、极限状态设计、虚拟样机设计、CAD/CAE设计等现代设计方法。

(2) 自动化、智能化和信息化, 成套化、系统化和规模化发展。将各种物料搬运机械单机组合为成套系统, 是生产设备与物料搬运机械有机结合, 即通过计算机对物料搬运系统进行动态模拟仿真, 寻求最佳匹配组合, 并将这类自动、智能的设备纳入到系统的多级计算机信息控制和管理网络, 并配有自检测、自诊断维护装置。

(3) 向大型、高效和节能化发展。最大的桥式起重机起重量重达1200吨;采用双小车、双40in箱的80t集装箱起重机;生产率达8000~10000t/h的斗轮堆取料机;自动化立体仓库巷道堆垛机最大的运行速度达400m/min;最大的的带式输送机宽达3.2m, 输送能力37500t/h, 单机最大的输送距离超过30Km等。

(4) 向模块化、通用化, 简易化、多样化发展。对系列生产的通用类物料搬用机械, 采用模块组合方式, 以较少的零部件组成多品种、多规格、多用途的系列产品。

(5) 合理的人机关系、外观造型与表面涂装。重视产品合理的人机关系、外观造型和表面涂装, 有利于提高作业效率和操作安全性、舒适性。

2 国内物料搬运 (起重运输) 机械的发展趋势

“十一五”期间我国起重运输机械产品的工业总产值、销售收入和利润总额的年增长率达15%。到2010年, 行业的工业总产值达2670亿元, 销售收入达2560亿元, 利润总额达到148亿元;出口额约达65亿美元, 年均增长12.4%。而国产产品的销售额的增长速度逐年小幅度递减的趋势, 其主要原因一方面是国内市场开放程度大幅度提高, 而行业出口又受到发达国家的技术等壁垒的限制;另一方面我国市场对高质量高水平的物料搬运 (起重运输) 机械需求旺盛, 我国行业的技术竞争能力有待提高。

“十二五”期间重点发展的物料搬运装备产品: (1) 煤炭开采、运输、洗选等相关装卸输送成套设备。 (2) 火力电站输煤系统成套设备及环保排灰输送设备、长距离气力输送装置等。 (3) 大型自动化立体仓库及各式仓储物料搬运装卸成套设备。 (4) 大型物流配送分拣中心及信息自动化系统等成套设备。 (5) 大型散料港口装卸运输系统成套设备;大型集装箱装卸搬运成套设备。 (6) 大型港口、公路铁路货运的集装箱装卸运输系统成套设备。 (7) 大型机械式立体停车系统成套设备。 (8) 大型水电站专用起重机、大型冶金起重机等。 (9) 汽车、造船和制造业生产所需的智能化、柔性化各种物料搬运成套设备。 (10) 城市固体垃圾分捡处理系统所需的垃圾搬运设备。

3 我国物料搬运 (起重运输) 机械与国外先进水平的差距

主要表现在:

(1) 产品性能一般。大型骨干企业的的产品性能可满足用户的要求。但是许多不上规模的企业因自身水平低, 加之降低质量标准, 进行低价无序竞争, 零部件技术水平、质量不过关, 整机水平低。

(2) 产品开发能力较弱。产品更新换代慢, 外形尺寸大, 结构笨重。科技人员素质、研发经费、测试手段和管理水平仍为提升产品开发能力的薄弱环节。大型关键设备的研发和系统成套能力、通用起重运输机械的模块化设计与制造, 以及计算机辅助设计和可靠性设计的普遍应用等, 尚待进一步完善和提高。

(3) 制造工艺水平较低。大多数企业的自身装备较为薄弱, 缺少高精度的数控加工设备, 对计算机辅助制造、钢材的预处理和自动焊接等先进制造工艺的应用, 尚待进一步推广和普及。

(4) 产品检测水平不高。检测手段较为薄弱, 往往仅考核产品的一些出厂性能指标, 而对产品的可靠性等长期性能指标, 如平均无故障工作时间 (MTBF) 、平均首次无故障工作时间 (MTTFF) 、可用度 (A) 等较少涉及。许多不上规模企业的产品故障较多、寿命较短、市场信誉较差。

(5) 配套件供应和质量问题影响较大。起重运输机械行业的品种规格繁多, 配套件与原材料的供应和质量问题尤为关键。一些国产的配套件如减速器、制动器、电控设备和元器件等性能和质量尚未达到一流水平, 一些国产轨道型材、结构用的异形型材、薄壁型材等品种规格较少, 供应较为短缺。

(6) 产品技术标准更新滞后, 实施乏力。我国产品技术标准的制定采取跟踪国际标准和先进国家标准的方式, 但消化创新能力不足, 更新滞后期较长。为了迁就行业中大量中小企业制造水平, 降低了标准水平, 因此难以参与国际市场竞争。

4 我国物料搬运 (起重运输) 机械发展的新阶段

现在科学技术迅速发展, 推动了现代设计和制造技术水平的提高, 激烈的市场竞争越来越显现为技术竞争。这些都促使起重机械产品的技术性能进入崭新的发展阶段, 我国起重机制造业正经历着一张巨大的变革。行业一些主导企业在引进、消化吸收世界先进工业国家同类产品技术的基础上, 紧跟国际发展趋势, 采用新理论、新技术和新方法, 推广应用优化设计、CAD/CAE等现代设计方法, 开展轻量化起重机械产品的绿色设计。其产品也在向自动化、智能化和信息化方向发展, 向大型、高效和节能化方向发展。发展专用起重机, 以满足用户的多样化要求, 以及通过模块化、通用化设计, 用最少的部件, 最大限度的满足的用户需求, 是行业发展的目标。重视人机关系的合理性以及造型、表面涂装等外观质量, 有利于提高作业效率和操作安全。

为此, 消化吸收国外先进技术和坚持自主创新, 使物料搬运机械呈现稳定、持续、良性、互动的发展, 与世界强者同台竞争, 正在成为中国装备制造业走向世界的战略目标。

物料搬运 (起重运输) 机械的年产量为3万多台, 产值达150多亿元人民币, 每年消耗钢材超过150万吨, 随着我国现代化建设发展的需要, 起重机械的产量每年以25-30%的速度增长, 但是我国目前现有的起重运输机械以量大面广的通用桥式起重机为主, 主要技术多沿用上世纪50年代产品的结构形式, 虽经多次改进, 但与目前国际著名企业, 如德国 (DEMAG) 公司、芬兰科尼 (KONE) 公司等比较, 在起重机整体重量、技术性能等方面仍存在很大的差距。以额定起重量100吨、跨度31.5m、工作制度为A5桥式起重机为例, 我国产品整机重量为130吨, 其中起重机小车重量为39吨, 而德国德马格公司产品的整机重量是79.03吨, 其中起重小车重量为17.24吨, 整机和起重小车重量相差近一倍左右。

为贯彻建设资源节约型、环境友好型社会的国策, 落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020) 》, 坚持“产品导向、重点突破、示范应用、产业提升”, 以产品安全生命周期的理念为基础, 推动绿色技术、标准、装备、产品服务协同发展, 通过绿色制造提升产业效能、实现资源循环利用。国家技术部批准国家科技支撑计划《绿色制造关键技术与装备 (2011BAF11B00) 》项目, 由北京起重运输机械设计研究院、清华大学、大连理工大学、山起重型机械股份公司、大连重工联合承担的“通用型桥式起重机轻量化设计技术及应用”课题, 计划2013年12月完成设计, 达到起重机械减重15%~20%的目标。通用型桥式起重机的技术发展趋势是向小型化、轻型化、简易化及标准化、模块化方向发展, 也就是向轻量化节能降耗方向发展。

5 应用实例

轻量化技术是轻量化设计、轻量化材料和轻量化制造技术等的集成应用。轻量化技术是一个系统工程, 轻量化的最终目标是重量、性能和成本等因素的综合优化。如何把起重机设计得重量轻、尺寸小, 运行和维护过程中节能环保, 是当前起重行业面临的挑战和任务。

山起重型机械股份公司参与科学技术部绿色制造关键技术与装备项目, 以通用型桥式起重机轻量化设计为前提, 以模块化设计理念为指导, 引入优化设计和可靠设计方法, 采用新材料、新工艺完成具有高度标准化、系列化、通用化和高技术含量的新型起重机, 目前已形成轻量化产品系列, 并逐步得到市场认可。2011年中国石油天然气第七建设公司订购我们公司轻量化新型桥吊350/100t*36m行车两台, 采用方钢焊接轨道的全偏轨主梁、轻型小四梁结构的小车架, 紧凑型套装式起升机构, 紧凑型45°剖分车轮组, 高效变频调速电气系统等技术, 达到国际先进水平, 与老式结构的350t行车相比有以下不同, 如表1。

通过以上对比, 可以让广大用户实实在在体会到新型轻量化产品带来的好处:整机质量20%~25%, 整机高度降低10%~15%, 有效工作范围增加5%~10%, 最大轮压减小10%~15%, 节能10%~15%, 同时轻量化的新产品应用可以降低厂房建筑高度, 建筑结构轻型化, 降低其造价和维护成本。由此可见研制的轻量化桥式起重机重量轻、低净空、外形尺寸小、能耗低的桥式起重机, 每年节省大量钢材的同时, 减少了用电量, 也节省厂房建筑工程量。

开展起重机轻量化的设计研究, 形成系列化产品, 推动我公司乃至我国起重机械向轻量化、节能型、安全可靠等先进技术方向发展, 促进起重机械行业的技术进步, 为我国装备制造业实施节能减排战略与低碳经济发展做贡献。

6 结束语

我国的物料搬运 (起重运输) 的轻量化发展在新的历史时期, 既存在着机遇也存在着挑战, 引进和学习世界上先进的科学成果, 更重要的是立足创新, 真正的核心技术是买不来的。只有拥有强大的科技创新实力, 拥有自主知识产权, 才能提高我国物料搬运行业的国际竞争力, 才能推动整个行业的轻量化技术进步。对于我国物料搬运 (起重运输) 轻量化行业未来15~20年的发展, 我们充满信心, 物料搬运 (起重运输) 不仅在我国国民经济和社会发展中会有更大的作为和贡献, 物料搬运 (起重运输) 也会昂首迈进国际市场, 装备世界。

摘要：通过物料搬运 (起重运输) 机械的国内外发展趋势的分析研究, 阐述了我国物料搬运机械新的发展阶段和方向, 为物料搬运机械的轻量化发展与创新指明了前进的方向, 提供了有益的借鉴。