王 蕾 曹旭阳 肖昊菁 吴 刚 孙 健

1大连理工大学机械工程学院 大连 116024 2大连华锐重工起重机有限公司 大连 116000 3中冶节能环保有限责任公司 北京 100088

0 引言

铸造起重机主要为炼钢厂转炉或电炉服务[1]，通过桥架、小车（包括小车架、起升机构和小车运行机构）、大车运行机构及控制系统完成钢水的吊运和倾倒工作。其中，起升机构用来起吊重物并实现垂直空间升降，其运转状况影响着整机的工作性能和安全使用，小车架用来支承、连接起升机构和运行机构，是小车的重要承载机构。考虑到铸造起重机的工作级别，传统的小车架设计采用较大的安全系数和刚性条件，导致小车架钢板较厚，材料利用率较低。小车架结构自重过大不仅增加了制造成本，造成了材料浪费，还增加了大小车的运行阻力，使铸造起重机在运行过程中功率损耗过大，故对铸造起重机的小车架进行优化减重具有重大意义。

在保证结构性能的基础上最大限度地减轻质量，起重机结构优化设计主要从结构轻量化、材料轻量化和使用先进制造工艺等方面展开研究。目前，国内外学者的结构优化工作主要集中在利用有限元法、优化设计方法和优化算法对起重机结构进行合理设计。黄晶晶[2]通过重新选择起升机构部件、调整起升机构布局的方法对小车架进行轻量化设计；李彬、郭威[3,4]建立小车架参数化有限元模型，基于传统的强度刚度理论对小车架进行结构优化；刘莘[5]以计算原理和设计规范建立起重机主梁轻量化数学模型，采用多种算法协同优化的方法对主梁进行优化设计；……