起重機械廣泛應用於冶金
、裝備製造業
、運輸與物流業、zaochuandengguominjingjizhizhuxingye，zaijingjijianshezhongfahuizhebukehuoquedezhongyaozuoyong。qiaoshiqizhongjizuoweiqizhongjixiezhongliangdamianguangdeyizhongjixing
，zaishijiyingyongzhonggengjuyouguangfanxing、基礎性和通用性的特點。因此革新橋式起重機（以下簡稱起重機）chuantongdeshejiyuzhizaojishu
，youhuazhengjixingnengbingshixianjienengjianghao，tupoqinglianghuaguanjianjishu，jishiqizhongjixingyefazhandebiranqushi，gengshishixianwoguolvsezhizaozongtimubiaodeguanjian。

1. 智能化控製技術

（1）精確定位與防搖擺技術

起(qi)重(zhong)機(ji)防(fang)電(dian)氣(qi)搖(yao)擺(bai)自(zi)動(dong)定(ding)位(wei)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)
，綜(zong)合(he)懸(xuan)掛(gua)物(wu)搖(yao)擺(bai)的(de)物(wu)理(li)特(te)性(xing)和(he)起(qi)重(zhong)載(zai)荷(he)搖(yao)擺(bai)的(de)實(shi)測(ce)數(shu)據(ju)
，經(jing)建(jian)模(mo)和(he)計(ji)算(suan)可(ke)預(yu)測(ce)出(chu)載(zai)荷(he)搖(yao)擺(bai)的(de)幅(fu)值(zhi)和(he)相(xiang)位(wei)。其(qi)利(li)用(yong)智(zhi)能(neng)化(hua)防(fang)搖(yao)擺(bai)自(zi)動(dong)定(ding)位(wei)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)和(he)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)，通(tong)過(guo)可(ke)編(bian)程(cheng)控(kong)製(zhi)
、現場總線通信、變頻調速驅動等現代電氣控製技術，可實時地控製起重機的運行速度。

精確定位及防搖擺技術的研究內容主要需圍繞 3 個方麵展開：一是檢測裝置的選用

，二是信號傳輸方式、檢測係統構架
、抗幹擾能力
、分辨率、可擴展性的確定，三是可視化操作技術與 PLC 控製技術的綜合應用。具體包括以下 3個方麵研究內容：yishikaifachuxinxingshiyongqizhongjifangyaobaikongzhililunhefangfa，ershikaifachuxinxingshiyongqizhongjizidongjingquedingweikongzhililunhefangfa
，sanshikaifachushihetuiguangyingyongdeqizhongjidianqifangyaobaizidongdingweikongzhixitong。dianqifangyaobaizidongdingweikongzhixitongdapolerenmenyizhiyilaiduiqizhongjizaiheyaobaiwentideguyourenzhi，shiqizhongjizhuanbianchengweixinxingde“起重機器人”成為可能。

（2）故障診斷及安全保護係統

智能故障診斷及安全保護係統主要包括數據采集、控製
、處理


、儲存

、導出、遠程監視平台等單元。為保障起重機械運行高效安全
，可將動態運行狀態、快速維護
、部件監測等內容列為重點。具體內容包括 3 項：一是規劃數據采集範圍、控製方案，提出數據處理
、儲存、導出要求
；二是明確遠程監視平台功能要求

；三是建立智能故障診斷及安全保護係統研發框架等。

（3）自動控製係統

智能自動控製主要體現在起重機械能夠適應不同環境，能夠精確靈活
、安全可靠自動運行。隨著現代控製技術、網絡技術、模糊控製等技術的不斷發展，起重機智能自動控製運行研發基礎逐漸成型
，並在垃圾起重機
、全自動冶金起重機等領域的應用已取得一定的成效。起重機自動控製研究重點在於在線運行空間檢測、負載特性、物料掃描。研發人員可根據現場生產工藝布局和

施工路線，通過與吊鉤定位、智能故障診斷係統
、安全保護係統以及專用吊具的結合，提出智能控製係統實現自動運行的功能方案。

（4）在線監測及安全評估技術

cixiangjishudeguanjianshiqizhongjianquanguangxianguangzhachuanganshuzihuajiancexitongdejibenlilunheyingyongjishu。jiyuguangxianguangzhaqizhongjianquanjiancexitong，xingchengdeqizhongjizhuanyongguangxianguangzhachuanganqijiguangxianguangzhagaosujietiaoqidengxinzhuangzhi
，rutu 6 所示。對於研發人員而講

，可根據大型橋式起重機結構特點、在線監測要求，確立起重機專用光纖光柵傳感器設計方法和封裝與埋設工藝。

ciwai，yanfarenyuanjiehedaxingqiaoshiqizhongjijiegoudetedian，yingyongjiyuguangxianguangzhachuanganjishuhaikegoujianyingbianjiancehejiegoujiankangjiancepingjiaxitong。jiyuguangxianchuangandezaixianyingyongrutu 7 所示。根據橋式起重機運行時動態應變數據信息量大
、係統頻響快的特點
，采用先進的 C/S 結構和 3D 建模技術，可模擬橋式起重機動態作業過程，形成友好的人機交互環境。

（5）材料損傷壽命評價技術

該gai技ji術shu是shi指zhi采cai用yong聲sheng發fa射she檢jian測ce技ji術shu，研yan究jiu起qi重zhong機ji金jin屬shu結jie構gou材cai料liao與yu焊han接jie結jie構gou材cai料liao的de過guo載zai形xing變bian損sun傷shang及ji疲pi勞lao損sun傷shang的de信xin號hao特te征zheng，並bing依yi據ju測ce試shi數shu據ju研yan究jiu預yu測ce橋qiao式shi起qi重zhong機ji械xie材cai料liao的de損sun傷shang狀zhuang態tai或huo剩sheng餘yu壽shou命ming。采cai用yong聲sheng發fa射she檢jian測ce技ji術shu檢jian測ce起qi重zhong機ji鋼gang結jie構gou

   該技術從斷裂力學入手，引入聲發射能量理論
，並結合實驗室或現場監測數據預測缺陷尺寸
、增長狀態及結構失效概率，建立參數擬合模型
、概gai率lv預yu測ce模mo型xing及ji神shen經jing網wang絡luo分fen析xi等deng模mo型xing。然ran後hou根gen據ju上shang述shu模mo型xing進jin行xing缺que陷xian擴kuo張zhang情qing況kuang預yu測ce
，並bing結jie合he臨lin界jie缺que陷xian尺chi寸cun及ji損sun傷shang容rong限xian探tan討tao，預yu測ce金jin屬shu結jie構gou剩sheng餘yu壽shou命ming。

2. 輕量化技術

（1）橋架輕量化技術新型輕量化起重機橋架一般采用四梁結構形式，如圖 1 所示。其主梁采用窄翼緣全偏軌焊接箱型梁結構，小車輪壓力通過軌道直接傳遞到上蓋板與主腹板的焊縫上。

與傳統的半偏軌形式相比，采用全偏軌箱型梁因主、副(fu)腹(fu)板(ban)受(shou)力(li)不(bu)同(tong)，副(fu)腹(fu)板(ban)板(ban)厚(hou)選(xuan)取(qu)可(ke)比(bi)主(zhu)腹(fu)板(ban)小(xiao)
，並(bing)可(ke)取(qu)消(xiao)半(ban)偏(pian)軌(gui)箱(xiang)形(xing)梁(liang)內(nei)部(bu)眾(zhong)多(duo)小(xiao)隔(ge)板(ban)。采(cai)用(yong)該(gai)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)，能(neng)明(ming)顯(xian)改(gai)善(shan)主(zhu)梁(liang)上(shang)蓋(gai)板(ban)的(de)焊(han)接(jie)變(bian)形(xing)和(he)波(bo)浪(lang)變(bian)形(xing)
，且(qie)焊(han)接(jie)下(xia)撓(nao)變(bian)形(xing)量(liang)較(jiao)小(xiao)。大(da)噸(dun)位(wei)偏(pian)軌(gui)箱(xiang)形(xing)梁(liang)係(xi)寬(kuan)形(xing)梁(liang)
，為(wei)此(ci)可(ke)省(sheng)略(lve)走(zou)台(tai)
，從(cong)而(er)使(shi)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)進(jin)一(yi)步(bu)簡(jian)化(hua)，總(zong)體(ti)質(zhi)量(liang)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)。與(yu)傳(chuan)統(tong)起(qi)重(zhong)機(ji)采(cai)用(yong)壓(ya)板(ban)固(gu)定(ding)的(de)軌(gui)道(dao)不(bu)同(tong)，輕(qing)

量化起重機小車軌道采用方鋼（或扁鋼）直zhi接jie焊han接jie在zai主zhu梁liang上shang
，能neng使shi軌gui道dao和he箱xiang型xing梁liang組zu成cheng整zheng體ti結jie構gou
，共gong同tong承cheng受shou載zai荷he，提ti高gao了le主zhu梁liang的de強qiang度du和he剛gang度du，較jiao大da幅fu度du降jiang低di了le主zhu梁liang高gao度du和he主zhu梁liang質zhi量liang。

通過采用四梁橋架結構形式、全偏軌焊接軌道箱形主梁，合理選配材料
，應用先進的端梁模塊化等設計思想
，可使起重機從結構方案上達到輕量化的目標。

（2）小車架輕量化技術

傳(chuan)統(tong)起(qi)重(zhong)小(xiao)車(che)架(jia)采(cai)用(yong)超(chao)靜(jing)定(ding)結(jie)構(gou)的(de)布(bu)局(ju)方(fang)式(shi)
，選(xuan)用(yong)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)技(ji)術(shu)陳(chen)舊(jiu)
，布(bu)置(zhi)缺(que)乏(fa)優(you)化(hua)，由(you)此(ci)導(dao)致(zhi)起(qi)升(sheng)機(ji)構(gou)大(da)而(er)笨(ben)重(zhong)。其(qi)承(cheng)載(zai)起(qi)升(sheng)機(ji)構(gou)的(de)小(xiao)車(che)架(jia)則(ze)多(duo)采(cai)用(yong)由(you) 2 根端梁、多(duo)根(gen)橫(heng)梁(liang)以(yi)及(ji)多(duo)處(chu)加(jia)強(qiang)筋(jin)焊(han)接(jie)成(cheng)的(de)超(chao)靜(jing)定(ding)剛(gang)性(xing)框(kuang)架(jia)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)，框(kuang)架(jia)上(shang)麵(mian)還(hai)需(xu)鋪(pu)設(she)厚(hou)重(zhong)的(de)鋼(gang)板(ban)。由(you)此(ci)看(kan)出(chu)，傳(chuan)統(tong)小(xiao)車(che)架(jia)結(jie)構(gou)不(bu)僅(jin)存(cun)在(zai)質(zhi)量(liang)大(da)、成本高、結構複雜、焊接工藝複雜
、剛性大等缺點，且極易出現車輪三點著地、輪壓分配不均衡、車輪啃軌現象，嚴重影響作業的安全性和壽命。

輕量化起重機采用如圖 2 所(suo)示(shi)的(de)三(san)支(zhi)點(dian)靜(jing)定(ding)支(zhi)承(cheng)形(xing)式(shi)的(de)工(gong)字(zi)形(xing)三(san)梁(liang)小(xiao)車(che)架(jia)
，其(qi)橫(heng)梁(liang)為(wei)開(kai)口(kou)滑(hua)輪(lun)梁(liang)。該(gai)型(xing)小(xiao)車(che)架(jia)在(zai)垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)剛(gang)度(du)


，以(yi)減(jian)小(xiao)起(qi)吊(diao)重(zhong)物(wu)的(de)振(zhen)動(dong)。在(zai)水(shui)平(ping)扭(niu)轉(zhuan)方(fang)麵(mian)，有(you)一(yi)定(ding)的(de)柔(rou)性(xing)，允(yun)許(xu)小(xiao)車(che)架(jia)承(cheng)受(shou)一(yi)定(ding)量(liang)的(de)扭(niu)轉(zhuan)變(bian)形(xing)，以(yi)確(que)保(bao)四(si)輪(lun)支(zhi)點(dian)適(shi)應(ying)主(zhu)梁(liang)的(de)變(bian)形(xing)。

（3）起升機構輕量化技術

起升機構自身的結構形式、質量、高度等參數對起重機整機的輕量化指標，特別是主梁質量、整機淨空高度等都會產生巨大的影響。傳統起重機起升機構如圖 3 所示。其卷筒兩端用2個軸承座支撐，卷筒通過卷筒聯軸器與減速器的低速軸相連
，電動機通過聯軸器與減速器的高速軸相連。卷筒的 2 個軸承座，電機、減速器、製動器的支座均用地腳螺栓固定在小車架上。由於該種起升機構傳動鏈尺寸龐大、結構形式複雜、整體小車架剛性過大，導致其整體質量和外形尺寸均偏大。

優化後的新型起升機構布置如圖 4 所示。其采用工字型梁、無整體安裝平台結構
，卷筒通過一個卷筒軸承座和一個減速器簡支座半臥式布置在 2 個(ge)車(che)輪(lun)梁(liang)之(zhi)間(jian)。減(jian)速(su)器(qi)的(de)花(hua)鍵(jian)輸(shu)出(chu)軸(zhou)端(duan)通(tong)過(guo)剛(gang)性(xing)錐(zhui)形(xing)接(jie)手(shou)與(yu)卷(juan)筒(tong)法(fa)蘭(lan)板(ban)相(xiang)連(lian)，電(dian)機(ji)通(tong)過(guo)法(fa)蘭(lan)固(gu)定(ding)在(zai)減(jian)速(su)器(qi)箱(xiang)體(ti)上(shang)。整(zheng)個(ge)起(qi)升(sheng)機(ji)構(gou)僅(jin)有(you)一(yi)個(ge)

減速器簡支座
、一個鉸接支座和一個卷筒軸承座與小車架端梁相連
，支承形式簡單，受力清晰。該結構通過對傳動鏈的優化
，提高了起升高度、增加了空間利用率

，實現了起重小車整體結構緊湊、整機高度大幅度降低的目的。

減(jian)速(su)器(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)形(xing)式(shi)既(ji)要(yao)保(bao)證(zheng)傳(chuan)動(dong)的(de)穩(wen)定(ding)，又(you)要(yao)滿(man)足(zu)輕(qing)量(liang)化(hua)起(qi)重(zhong)機(ji)起(qi)升(sheng)機(ji)構(gou)的(de)需(xu)求(qiu)。輕(qing)量(liang)化(hua)起(qi)重(zhong)機(ji)小(xiao)車(che)空(kong)間(jian)布(bu)置(zhi)緊(jin)湊(cou)
，沒(mei)有(you)傳(chuan)統(tong)的(de)小(xiao)車(che)平(ping)台(tai)用(yong)以(yi)安(an)裝(zhuang)零(ling)部(bu)件(jian)，其(qi)端(duan)梁(liang)較(jiao)窄(zhai)且(qie)剛(gang)性(xing)小(xiao)，為(wei)此(ci)需(xu)對(dui)傳(chuan)統(tong)減(jian)速(su)器(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)形(xing)式(shi)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)，以(yi)壓(ya)縮(suo)傳(chuan)動(dong)鏈(lian)尺(chi)寸(cun)
、減小傳動振動。具體可采取以下方案：對於電機、製動器等無底座部件，可采用剛性接口連接在減速器箱體上，如圖 5 所示。從有利於

起升小車穩定性的角度考慮，電機的長度應盡量短，質量應盡量輕。

通過上述金屬結構關鍵技術研究及輕量化優化設計，新型起重機產品整機質量平均可減少20% ～ 25%，高度可降低 10% ～ 30%
，能耗可降低 10% ～ 30%。同時
，采用輕量化技術的起重機可以有效降低廠房建築高度，節省取暖和照明等費用，顯著降低綜合使用成本。