桥式起重机轻量化技术

（1）桥架轻量化技术新型轻量化起重机桥架一般采用四梁结构形式，如图 1 所示。其主梁采用窄翼缘全偏轨焊接箱型梁结构，小车轮压力通过轨道直接传递到上盖板与主腹板的焊缝上。

与传统的半偏轨形式相比，采用全偏轨箱型梁因主、副腹板受力不同，副腹板板厚选取可比主腹板小，并可取消半偏轨箱形梁内部众多小隔板。采用该结构形式，能明显改善主梁上盖板的焊接变形和波浪变形，且焊接下挠变形量较小。大吨位偏轨箱形梁系宽形梁，为此可省略走台，从而使制造工艺进一步简化，总体质量进一步降低。与传统起重机采用压板固定的轨道不同，轻

量化起重机小车轨道采用方钢（或扁钢）直接焊接在主梁上，能使轨道和箱型梁组成整体结构，共同承受载荷，提高了主梁的强度和刚度，较大幅度降低了主梁高度和主梁质量。

通过采用四梁桥架结构形式、全偏轨焊接轨道箱形主梁，合理选配材料，应用先进的端梁模块化等设计思想，可使起重机从结构方案上达到轻量化的目标。

（2）小车架轻量化技术

传统起重小车架采用超静定结构的布局方式，选用的零部件技术陈旧，布置缺乏优化，由此导致起升机构大而笨重。其承载起升机构的小车架则多采用由 2 根端梁、多根横梁以及多处加强筋焊接成的超静定刚性框架结构形式，框架上面还需铺设厚重的钢板。由此看出，传统小车架结构不仅存在质量大、成本高、结构复杂、焊接工艺复杂、刚性大等缺点，且极易出现车轮三点着地、轮压分配不均衡、车轮啃轨现象，严重影响作业的安全性和寿命。

轻量化起重机采用如图 2 所示的三支点静定支承形式的工字形三梁小车架，其横梁为开口滑轮梁。该型小车架在垂直方向有足够的刚度，以减小起吊重物的振动。在水平扭转方面，有一定的柔性，允许小车架承受一定量的扭转变形，以确保四轮支点适应主梁的变形。

（3）起升机构轻量化技术

起升机构自身的结构形式、质量、高度等参数对起重机整机的轻量化指标，特别是主梁质量、整机净空高度等都会产生巨大的影响。传统起重机起升机构如图 3 所示。其卷筒两端用2个轴承座支撑，卷筒通过卷筒联轴器与减速器的低速轴相连，电动机通过联轴器与减速器的高速轴相连。卷筒的 2 个轴承座，电机、减速器、制动器的支座均用地脚螺栓固定在小车架上。由于该种起升机构传动链尺寸庞大、结构形式复杂、整体小车架刚性过大，导致其整体质量和外形尺寸均偏大。

优化后的新型起升机构布置如图 4 所示。其采用工字型梁、无整体安装平台结构，卷筒通过一个卷筒轴承座和一个减速器简支座半卧式布置在 2 个车轮梁之间。减速器的花键输出轴端通过刚性锥形接手与卷筒法兰板相连，电机通过法兰固定在减速器箱体上。整个起升机构仅有一个

减速器简支座、一个铰接支座和一个卷筒轴承座与小车架端梁相连，支承形式简单，受力清晰。该结构通过对传动链的优化，提高了起升高度、增加了空间利用率，实现了起重小车整体结构紧凑、整机高度大幅度降低的目的。

减速器的安装形式既要保证传动的稳定，又要满足轻量化起重机起升机构的需求。轻量化起重机小车空间布置紧凑，没有传统的小车平台用以安装零部件，其端梁较窄且刚性小，为此需对传统减速器的安装形式进行优化，以压缩传动链尺寸、减小传动振动。具体可采取以下方案：对于电机、制动器等无底座部件，可采用刚性接口连接在减速器箱体上，如图 5 所示。从有利于

起升小车稳定性的角度考虑，电机的长度应尽量短，质量应尽量轻。

通过上述金属结构关键技术研究及轻量化优化设计，新型起重机产品整机质量平均可减少20% ～ 25%，高度可降低 10% ～ 30%，能耗可降低 10% ～ 30%。同时，采用轻量化技术的起重机可以有效降低厂房建筑高度，节省取暖和照明等费用，显著降低综合使用成本。