新型通用橋式起重機輕量化設計

摘 要：本文介紹新型通用橋式起重機輕量化設計。特別涉及主副起升機構各部件的布置，大小車運行機構的選型和安裝方式，小車架和橋機的結構設計及吊鉤的材料級別選擇，以期能夠為類似設計提供參考。

關鍵詞：新型輕量化橋式起重機；小車架；橋架

中圖分類號：TH215 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0081-02

Lightweight Design of New Universal Bridge Crane

TIAN Zhiwen WANG Fan GAO Xueqin

（Taiyuan Heavy Machinery （Group） Co.， Ltd.， Technology Center，Taiyuan Shanxi 030024）

Abstract： This paper introduced the lightweight design of the new universal bridge crane. In particular， it relates to the layout of the components of the main and auxiliary lifting mechanisms， the selection and installation of the running mechanism of the large and small vehicles， the structural design of the small frame and the bridge machine， and the material grade selection of the hooks， in order to provide reference for similar design.

Keywords： new lightweight bridge crane；small frame；bridge

新型輕量化通用橋式起重機具有獨特的設計理念，具有高度低、質量輕、輪壓小等特點，可廣泛應用于各類生產車間，降低車間結構的設計承載能力和建設高度。使用輕量化起重機不僅可以有效減少用戶對廠房建筑的改造成本，而且可以節省起重機制造商的原材料投入。因此，開發該類產品的新結構，實現綠色制造模式在起重機制造業的運用勢在必行。

1 新型輕量化通用橋式起重機結構組成

新型輕量化橋式起重機（見圖1）一般采用雙梁雙軌單小車結構，由小車、橋架、大車運行機構、主吊鉤吊具、副吊鉤裝置、司機室裝置和電氣設備等組成[1]。小車采用電纜滑車供電。主梁為偏軌窄翼緣箱型梁結構形式，端梁分三段用雙鉸連接，在橋架的兩角分別設有大車驅動車輪，驅動輪占總輪數1/2。電氣設置在主梁外的平臺上。

1.1 橋架

新型輕量化橋式起重機橋架由2根主梁、4根端梁、端梁鉸及連接梁組成。橋架通過鉸接式端梁使車輪之間的距離拉大，改善廠房集中受力狀況，省去了大車運行機構的平衡架。每根主梁頭部的兩端都安裝有車輪，每根主梁成為一個獨立穩定的結構，在安裝橋架時分別把帶有車輪的主梁吊放在廠房的軌道上，用鉸軸連起來即可，給橋架的安裝帶來了便利。

1.2 主副起升機構

新型輕量化橋式起重機主副起升機構（見圖2）采用單電機、單減速機、單制動器、單卷筒的布置形式。減速器的低速軸驅動一個雙聯卷筒，卷筒與減速器之間采用花鍵軸連接，電機殼體與減速機殼體采用法蘭連接，電機軸與減速機軸連接采用鼓型齒聯軸器。制動器采用電力液壓輪式制動器。

主副起升機構起升載荷直接作用在小車架兩側的端梁上，主副起升減速器前部懸臂式安裝。上滑輪組安裝在上滑輪梁內，上滑輪梁安裝在小車架兩根端梁上部。減速器懸空安裝，同時減速器的箱體有足夠的強度。

1.3 小車運行機構

新型輕量化橋式起重機輕量化小車運行機構（見圖3）采用“三合一”的驅動方式，即電動機、制動器和減速器合并組裝成一個部件，“三合一”減速電機只通過一個固定鉸支座與車架相連接，輸出端采用鎖緊套與車輪軸相聯，安裝調試十分方便，受車架變形影響也小。小車車輪為4個，1/2集中驅動。

1.4 大車運行機構

新型輕量化橋式起重機大車運行機構采用“三合一”的驅動方式，大車車輪為8個，1/2集中驅動。

2 關鍵技術特點

2.1 起升機構“四合一”結構形式

“四合一”為卷筒、減速機、制動器、電機合為一體，卷筒軸側掛減速器，減速機高速軸為雙出，一側通過法蘭套筒與電機連接，另一側安裝制動輪，而且制動器底座焊接于減速機殼體上。

2.2 起升機構采用三支點支撐安裝形式

起升載荷通過卷筒兩端的軸承座直接作用在小車架兩側的端梁上，減速器懸臂安裝在端梁的外側，并通過頭部支撐安裝在端梁上。卷筒的下半部結構下沉到小車架內，電機外殼通過法蘭固定在減速機外箱體上，制動器支座焊接在減速器箱體的另一側，可有效降低卷筒中心高。同時，通過上滑輪梁安裝在小車架兩根端梁上部，可降低上滑輪梁的變形對小車架端梁的影響，小車架結構緊湊，質量減輕。

2.3 小車架的設計

小車架主要由2根端梁、上滑輪梁和2根連接梁組成。2根端梁和2根連接梁通過焊接組成一個框架結構，上滑輪安裝在小車架端梁上。這種布置方式的優點有：①上滑輪梁和端梁的受力情況可以簡化為簡支梁的受力情況，這種結構形式既保證了小車4輪在任何正常工況下都能與鋼軌接觸，又降低了車架的制造精度要求；②卷筒處設計無車架體，減輕了小車架的質量，降低了小車高。

2.4 橋架采用騎馬式結構

主端梁連接采用定位塊+高強度螺栓塔接，安裝裝配時易于調整。起重機吊鉤上極限更小，同時有利于結構的參數化和模塊化（特別是端梁）設計。

2.5 適應輕量化起重機電氣控制柜的優化設計

起重機各機構采用變頻調速、PLC程序控制、在線運行監控、故障顯示及報警，機構互相連鎖，實現調速和控制一體化。采用國產起重專用變頻器，在保證安全可靠的前提下，有效地降低設計成本，提高產品競爭力。根據變頻器大小選擇合適的控制柜尺寸，使元件布置緊湊合理。

2.6 高強度級別吊鉤材料的應用

高強度級別吊鉤材料的應用降低了對作業范圍及起重機自重的影響。吊鉤采用T級材料，比原M級吊鉤輕50%以上。

3 結語

橋式起重機主要是由小車和大車組成的。小車質量的減輕，將決定大車運行車輪的選型和主梁截面的大小，起重機的輕量化應主要考慮小車結構的輕量化，有效減輕小車各機構和小車架的質量將是輕量化研究的方向。

參考文獻：

[1]張質文，王金諾，程文明，等.起重機設計手冊[M].2版.北京：中國鐵道出版社，2013.