姚晋

太重集团机械设备科技开发有限公司 山西太原 030024

传统起重机设计工作主要以安全系数为重点考虑因素，为满足安全系数设计标准，起重机在体积重量方面表现过于庞大且耗费能量较多，总体设计效果不佳且存在明显的资源浪费现象。现如今，随着轻量化设计理念的不断贯彻与落实，起重机设计工作逐渐倾向于应用轻量化设计，实现对起重机内部结构的调整优化。在具体设计过程中，设计人员需要针对起重机各个组成部分以及运行机构进行优化调整，并利用新兴的设计技术手段，确立科学合理的起重机轻量化设计方案，以满足起重机运行需求以及节能减排标准。

1 起重机轻量化设计现状及困难问题分析

1.1 起重机轻量化设计现状

所谓的起重机轻量化设计方法主要是指设计人员需要利用优化结构以及优选加工方法等措施手段，在最大化减轻机械零部件自重的前提条件下，保障起重机结构质量以及产品性能等综合指标得以顺利达成而应用到的一种新型设计方法。结合当前起重机轻量化设计情况来看，国内起重机产品自重较大，在全面实现轻量化设计方面还是存在一定难度[1]。

但是结合当前十四五规划情况来看，国家对于起重机轻量化设计标准进行了严格制定。要求起重机生产行业应该积极运用轻量化设计标准减轻起重机自重，最好可以达到减轻自重的15%-20%。可以说，在国家政策的扶持作用下，起重机轻量化设计俨然成为当前起重机设计工作的主流发展趋势。

1.2 起重机轻量化设计困难问题

结合当前情况来看，起重机在轻量化设计方面仍旧受到多方因素的干扰影响而出现设计困难以及滞后性问题。其中，在困难问题表现方面，主要可以从以下三个方面进行研究与分析：

一方面，起重机轻量化设计的金属材料问题。起重机设计中所运用到的金属材料质量可占据机身的40%-70%左右，因此在金属材料的选择方面，设计人员应该严格按照相关质量标准进行合理选择与安全应用。结合近些年的发展情况来看，我国为提升起重机运行安全性，在金属使用量方面明显加大，且部分启动机以金属材料制成的钢板为主要材料。而国外更加倾向于运用低合金结构钢板，无论是在实用性还是在环保性方面均明显优越于我国。不难看出，我国在轻量化设计金属材料的选择方面亟待加强[2]。

另一方面，起重机组成及运行结构在运行方面存在效率低下以及变形问题。多数起重机大小车运行结构主要以电动机、减速器等部件组成，在运行过程中多以驱动式运行状态为主。且起重机在内部结构的选择上多桁架式与箱型结构为主，虽偏重稳定，但显得较为笨重。在运行过程中容易受到周边因素的影响而出现变形问题，导致整体运行效率低下。

2 起重机轻量化设计工作的相关建议及措施分析

2.1 科学运用新型设计方法，提高起重机轻量化设计水平

为确保起重机轻量化设计水平得以全方位提高，相关设计人员可主动运用新型设计方法，深化起重机轻量化设计效果。如设计人员可利用反求工程设计方法与极限状态设计方法，提高起重机轻量化设计水平。其中，在反求工程设计方法方面，设计人员应该针对起重机轻量化先进产品进行深度研究与分析。

通过明确掌握其技术手段及原理结构，对其内在构造形式以及性能情况进行适当借鉴，以创造出全新的技术方法。在极限状态设计方法的应用方面，设计人员需要针对起重机金属性能以及荷载性质等进行深度研究与分析。结合其安全度以及稳定性表现，确立科学合理的轻量化设计方案，提高内部结构工作效率。

2.2 合理选用轻量化设计材料，加强起重机运作效率

起重机轻量化设计在材料的选用方面应该优先利用高强度结构钢、轻合金等材料实现轻量化设计过程。与常规材料不同，这部分材料不仅可以减轻起重机自身重量，同时还可以节省材料资源。举例而言，利用强度较高的尼龙取代钢板或者铸铁可最大限度减轻噪音带来的污染影响。同时，利用硅化陶瓷等材料取代滚动轴承可以有效减少摩擦问题等[3]。

2.3 优化设计起重机内部结构形式，保障起重机运行安全

为确保起重机运行安全，设计人员应该按照轻量化设计标准对起重机内部结构形式进行优化设计。

其中，小车作为起重机的重要组成部件，其的运行性能在一定程度上会对起重机整体安全运行效果产生至关重要的影响。在具体设计过程中，设计人员应该选用偏轨箱型桥架结构进行安全应用。这样一来，不仅可以减轻小车车轮受挤压现象，同时也可以减轻主梁自重。

起升机构作为影响起重机起升运作效果的重要部件，在结构组成方面主要由电动机以及减速机等多个部件合成。在轻量化设计过程中，设计人员通常会在小吨位桥式以及门式起重机方面，利用电动葫芦起升机构实现规范化运作过程。在具体应用过程中，可着重体现出体积小、自重轻的特点。

除此之外，轴承座轻量化设计方面，设计人员为改善轴承座车轮安装精度，主动利用轻量化设计标准改装车轮方式进行安全应用。在高速电机以及硬齿面减速器轻量化设计方面，设计人员利用轻量化设计标准选用合适的装置设备，促使机体有更好的制动性能。

3 结语

总而言之，为保障起重机轻量化设计工作内容得以准确贯彻与落实，起重机生产企业方面，应该主动利用轻量化设计标准，实现对起重机内部结构的轻量化设计。与此同时，国家相关部门方面应该加强对轻量化设计标准以及相关政策内容的健全与完善力度，通过不断加强相关人员的重视程度保障轻量化设计内容得以贯穿于起重机生产设计工作当中。