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如何实现起重机的轻量化

起重机的轻量化主要体现在五个方面:
(1)起重机的设计方法通常为许用应力法,为保证起重机产品使用的安全性,在实际设计中通常采用较大的安全系数,从而导致起重机产品自重增加尺寸偏大,造成资源的浪费。应广泛使用极限状态的设计法,提高计算精度,使计算结果更逼近金属结构在实际工作中的状态;应用有限元法、模糊优化设计等现代设计方法,深入剖析并动态模拟钢材结构的力学和材料性能。

(2)对于起重机中的非主要受力构件,可采用工字钢、槽钢等;可多采用焊接结构代替铸件,运用机器人焊接等焊接技术,与人工焊接相比,在保证焊接质量的同时可减少对焊料的使用:运用热处理等工艺提高起重机齿轮等构件的表面强度,确保结构优化的情况下起重机具有足够的安全性。


(3)为了保证设计出的产品足够安全,设计者往往增加钢板厚度,并额外设计加强结构,从而提高了轻量化起重机的自重。国外的相关起重机企业采用铝合金材料制造起重机的主要构件,与钢制起重机相比,铝合金材料起重机可减重30%以上:针对不同类型的构件了釆用不同的材料,尽可能用H型钢材代替板材节约结构钢材,并提高结构的抗弯强度。
(4)传统的起重机可分为桁架式和箱形结构,通常以型钢和钢板作为主要组成枃件,通过焊接或螺纹连接的方法实现不同构件的连接,这些结构偏重于稳定性和安全性,而对经济性考虑较少,使用型钢代替焊接横梁:采用柔性小车架,将"井字型"梁结构改为"工字型"梁结构;降低小车的总体高度,并采用"多合一"小车运行机构,这样在保证结构稳定性和安全性的前提下,对起重机的部分结构进行了改进,减小了起重机的自重。
(5)对起重机构和电气系统改进,采用紧凑型起升机构,选用高速电机并配用制动力矩小的制动器;采用变频调速技术,提高起重机的节能效果;起升机构可采用电动葫芦;根据起升高度和起升速度的不同选择合适的倍率。
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