桥式起重机主梁的优化设计与可靠性探讨

刘纯圣 孔庆强

摘要：随着我国社会经济的腾飞，我国的道路交通网络日益完善，为了满足边远地区或地形复杂的地区的交通运输，发展许多工程领域，山开路，遇水造桥。在各个地方进行桥梁工程施工的过程期间，主要都是运用乔梁起重机来进行施工。但是现如今的许多工程施工当中，由于主梁结构有许多不合理的设置，会有或多或少，存在材料浪费等问题，因此早日实现桥式起重机的优化，会对我国桥梁工程和建造工程，有着很大的促进。

关键词：桥式起重机；主梁；优化；可靠性

引言：

起重機的主要功能就是装卸或安装，在很多的建筑施工当中都会使用到起重机，所以它在我们现在的施工企业中的作用是比较大的。改进桥式起重机的结构，可以让日益紧缩的国内制造业有新的发展机遇。

1 起重机主梁的设计准则

一般情况下，起重机的结构由好几种构成，比如：

第一类：强度计算

第二类：强度验算

第三类：疲劳计算

和上面相呼应的就是起重机在计算上面的载荷：

第一类：寿命计算载荷。主要是计算起重机的内部结构的寿命以及和零部件的磨损。这一类计算往往通过等效计算来进行。在计算第一类结果的时候，只要注意到平时工作时的正常运转状态就可以。

第二类：强度计算载荷，计算静承载力的同时验算抗倾覆的稳定性，在计算强度再核实，往往要注意到起重机作业时的极限载荷，比如最大载荷或最危险位置等。

第三类为验算载荷，这是起重机在停止作业的时候，遇到，暴风或轮船颠覆等不可抗力的影响所出现的最大载荷，这种载荷一般是验算各零部件或内部构件，静止状态下自身的稳定性。

2 我国起重机行业发展现状

随着近几年以来咱们国家科技的发展，起重机在现代化的研究方面也取得了较好的开展，但是在施工工艺和施工技术等方面，我国的起重机行业与其他的发达国家相比还有一些距离，但是远远阻碍不了我国，成为其重击，销售大锅，酒国的起重机制造，生产总值及销售收入，销售利润，逐年增长，特别是向市场上占有率为世界第一的港口集装箱起重机和特小型起重机，但是由于我国起重机产品线的单一，销量是世界第一，但它依旧还是我国起重机行业发展的一个掣肘。

3 起重机的优化设计发展

近些年以来计算机已经基本普及，我们在起重机的设计上相较于从前也从传统走向了现代，合理采用电脑技术可以在设计的过程期间自动选择出最优越的方案，这就是优化设计，优化设计可以对起重机进行私人制，依据客户对于产品的要求再对参数进行相应的计算，使其在用最低的成本同时还能够得到最好的方案，在十九世纪六十年代到七十年代期间，咱们国家与其他几个国外的一些发达国家就对起重机，桥式起重机的主梁开展了改善设计，以体积小以及重量小为目标，再扩展到零部件的改善和结构的改善，国内也曾经以起重机的性能因素也好，工艺因素也好，成本因素也好以及批量制造等多个因素综合起来，对体重机进行了整体性设计，用最少的零件，尽可能组成更多规格的起重机，取得了最好的改善效果，起重机的整体改善设计会是其发展的未来之路。桥式起重机主梁结构。

桥式起重机依据主梁的数量可以分成两类：其一为单梁架桥。另一位为双梁架桥。根据结构又可以分为三类：一类为星形结构架桥，一类为梁型结构架桥，还有一类为金价是，假钞，各种规格的起重机具有不同的结构特征，可以合理的运用于各种场合，目前国内外采用最多的为箱形截面的霜福良和同行架势。

箱式梁架的优越特征：工艺相对简单，组装起来又比较方便，抗扭刚度优越。缺点：重量大、水平刚度差不良容易下绕且焊缝寿命较低，易开裂。

新型钢梁式结构，一般用于小车或小型起重，但随着科技的发展，计算机的普及以及工艺的成熟，这些缺点也正在完善，所以在设计起重机的主梁时，应够达到以下几点：一、主梁家的刚度足够。二、桥架与零部件大小适合，三、尽可能减轻自身的重量，因此在设计，美观的同时，要降低自身的重量，并且可以达到量产，是桥式起重机优化的发展形势。桥式起重机在进行改善的时候必须要严格按照行业制定的统一规范和国家的统一标准来进行研发。在确保机器安全稳定的前提下进行优化改良，让其既能节省空间，也可以减少安装的时间，且能用于商业化量产，并且国家应该鼓励生产厂家，在在模仿的同时在行业标准及国家标准的指导下，自主研发勇于研发拳头产品。

在起重机主梁的优化中，国内外的许多公司走在了中国的前列，法国某公司的桥式起重机，采用偏窄鬼相其长度比普通的箱体窄，4.5-3，且采用大筋板用来搭建连接主梁与端梁，这种工艺既减轻自身的重量，此时的运输。芬兰某蚕蛹起重机的一根端梁与起重机的减速器合二为一，一端支撑在起重机的利益跟端梁上与定滑轮组合在一起。这样做简化了起重机的重量，优化了结构，还可以省去承重梁降低造价。这种创新一直是中国制造业所缺少的，中国制造一定要借着科技的东风转变为中国创造，在世界机械制造史上留下浓墨重彩的一笔。

4 可靠性设计

桥式起重机，是起重机中的其中一种，它是非国标设计出来的产品，由于其用途广泛，数量多，且多用于大跨度的作业所以对桥式起重机的可靠性有严格要求。

可靠性是从安全性考虑和稳定性考虑，计算出产品最小的失效概率，也就是，说设计目标，现在最少用最少的经费，达到最优的结果，就是降低产品失效的概率。提高产品的稳定性，从上个世纪各国将可靠性设计逐渐引入到起重机的设计当中，国外的一些国家在上个世纪就对起重机的缺陷进行整理，并把可靠性作为一项重要的指标，写入了行业指导文件，并于1985年，正式将其写入其中机的产品标准，咱们国家在本世纪的八十年代才开始对起重机进行研究，当前咱们国家的起重机事业正在实验和分析的阶段。

5 结语

起重机的桥架结构设计相较于其他设计来说是其整个工艺系统中最为重要的，主梁轻化是起重机发展的新趋势，今后，在各种先进技术的加持下，新的改善技术和创新的设计方案纷纷出现，从而在根本上加快起重机设计工作的开展。

参考文献

[1]王传林，基于ANSYS与MATLAB的桥式起重机主梁优化设计[J]《中南林业科技大学学报》.2014

[2]李响，一种桥式起重机金属结构失效检测系统设计[J]《机械设计与制造工程》.2017（02）

（作者单位：山东鲁中钢铁物流有限公司）