【正文】 械來完成；在核發(fā)電站中，采用特殊的起重機，用以代替人的操作去擔(dān)當(dāng)對人體健康有嚴(yán)重危害的作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展．起重機械在不斷地完善和發(fā)展之中 [1] 。 現(xiàn)代起重機的特征和發(fā)展趨向 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和 自動化程度的提高，起重機在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中應(yīng)用越來越廣，作用愈來愈大，對起重機的要求也越來越高。尤其是電子計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，促使了許多跨學(xué)科的先進設(shè)計方法出現(xiàn)，推動了現(xiàn)代制造技術(shù)和檢測技術(shù)的提高。激烈的國際市場競爭也越來越依賴于技術(shù)的競爭。這些都促使起重機的技術(shù)性能進入嶄新的發(fā)展階段，起重機正經(jīng)歷著一場巨大的變革。 [2] 我國正以前所未有的速度進入全球化國際競爭市場，中國的起重機制造業(yè)面臨著機遇與挑戰(zhàn)并存的新形勢。因此起重機的不斷發(fā)展和創(chuàng)新是關(guān)鍵?，F(xiàn)根據(jù)國內(nèi) 外起重機的新理論、新技術(shù)和新動向，結(jié)合實例，簡要論述現(xiàn)代起重機的特征和發(fā)展趨向。 重點產(chǎn)品大型化、高速化、耐久化和專用化 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料裝卸搬運費用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機的需求量不斷增長。起重量越來越大，工作速度越來越高，并對能耗和可靠性提出更高的要求。起重機已成為自動化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機不但要好用，容易維護，操作方便，而且安全性要好，故障要少，平均無故障工作時間要長。可靠性是國際市場產(chǎn)品競爭的焦點，國外許多大公司都制定 了可靠性內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。我國起重機的性能要趕超世界先進水平，最關(guān)鍵的是要提高可靠性，使起重機具有優(yōu)異的耐久性、無故障性、維修性和使用經(jīng)濟性。目前世界上最大的浮游起重機起重量 6500t，最大的履帶起重機起重量 3000t，最大的橋式起重機起重量 1200t，自動化立體倉庫堆垛起重機最大運行速度達 240m／ min。系列產(chǎn)品模塊化、組合化、標(biāo)準(zhǔn)化和實用化 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 許多起重機是成系列成批量的產(chǎn)品，采用系統(tǒng)多目標(biāo)整體優(yōu)化方法進行起重機系列設(shè)計已成為發(fā)展重點，通過全面考慮性能、成本、工藝、生產(chǎn)管理、制造批量和使用維護等多種因 素對系列主參數(shù)進行合理匹配，以達到改善整機性能．降低制造成本，提高通用化程度，用較少規(guī)格數(shù)的零部件組成多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，充分滿足用戶需求。 用模塊化設(shè)計代替?zhèn)鹘y(tǒng)的整機設(shè)計方法，將起重機上功能基本相同的構(gòu)件、部件和零件 制成有多種用途，有相同聯(lián)接要素和可互換的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過不同模塊的組合，形成不同類型和規(guī)格的起重機。對起重機進行改進，只需針對某幾個模塊。設(shè)計新型起重機，只需選用不同模塊重新進行組合。由于提高了通用化程度，可使單件小批生產(chǎn)的產(chǎn)品改換成具有相當(dāng)批量的模塊生產(chǎn)，實現(xiàn)高效率的專業(yè)化生 產(chǎn)，降低制造成本。能以較少的模塊形式，組合成多品種多規(guī)格的起重機，滿足市場需求，增加競爭能力。 德國德馬格公司生產(chǎn)的橋式起重機充分考慮了模塊化和組合化，使系列、整機、機構(gòu)、部件和零件互相之間的參數(shù)匹配，能力分布達到最為經(jīng)濟合理的搭配效果。利用起重量與起升速度的乘積為常數(shù)的方法使起升機構(gòu)主要部件達到最大限度的通用。再通過滑輪倍率的變化派生出更多的規(guī)格。 5～ 125t 橋式起重機系列，多種工作級別，只需 4 種基型的起重小車。該公司開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)車輪箱模塊系列，上面有多組聯(lián)接孔，可選裝不同型號的驅(qū)動單元，可組裝成臺 車，可與金屬結(jié)構(gòu)件組合后用作各種橋式、門式起重機，巷道堆垛起重機或其它軌行式起重運輸機械的運行機械，其車輪有多種踏面形式可供選用。由于不受基距限制，組合靈活，用途廣泛。該公司的端梁標(biāo)準(zhǔn)模塊系列已經(jīng)商品化，與主梁之間采用摩擦環(huán)和高強度螺栓的連接方式，提高了互換性和尺寸精度，減少了接合面的加工量。與任一主梁都可快速有效相接。有適用于單梁或雙梁兩種形式的端梁模塊，根據(jù)起重量及跨度就可確定出適用的端梁型號。 通用產(chǎn)品小型化、輕型化、簡易化和多樣化 有相當(dāng)批量的起重機是在一般的車間倉庫使用，要求并不很高， 工作并不十分繁重。如何提高這些起重機的適用性，降低制造成本，是市場競爭能否獲勝的關(guān)鍵?？紤]綜合效益，要求起重機盡量降低外形高度，簡化結(jié)構(gòu)，減小自重和輪壓，也可使整個建筑物高度下降，建筑結(jié)構(gòu)輕型化，降低造價和使用維護費用。因此電動葫蘆橋式起重機和輕型梁式起重機會有更快的發(fā)展，并將大部分取代中小噸位一般用途橋式畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 起重機。 用戶的需求性促進了起重機的多樣性。起重機的系列參數(shù)范圍進一步擴大，功能選擇進一步增加，一機多用產(chǎn)品進一步得到發(fā)展，以增強應(yīng)變能力。在一般使用場合采用無線遙控操作的比例也將逐步增多。 德國德馬格公司經(jīng)過長期的開發(fā)和創(chuàng)新，已形成一個輕型組合式標(biāo)準(zhǔn)起重機系列。整個系列由組合式工字形單梁、懸掛箱形單梁、角形小車箱形單梁和箱形雙梁多個品種組成。主梁與端梁相接共有 15 種形式，可適合不同建筑物和不同起吊物的要求。每種規(guī)格起重機都有三種單速及三種雙速可供任意選擇。操縱方式有地面手電門自行移動、手電門隨小車移動、手電門固定、遠(yuǎn)紅外或無線電遙控、司機室固定、司機室隨小車移動、司機室自行移動等 7 種選擇，外加不同的導(dǎo)電形式，不同的電控形式，通過不同的組合，可搭配成百上千種起重機，充分滿足用戶不同的需求。這 種起重機的另一最大優(yōu)點是輕型化，與國內(nèi)產(chǎn)品相比較，起重量 32t，跨度 ，國內(nèi)雙梁橋式起重機自重為 ，電動葫蘆橋式起重機自重為 ，而德馬格電動葫蘆橋式起重機的自重只有 ，比國內(nèi)產(chǎn)品分別輕 60％和 35％。 隨著起重機的不斷發(fā)展，我們公司的產(chǎn)品，能夠適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，我們公司的智能超載限制器及科藍安控系統(tǒng)，作為起重機安全運行的保護神，可異地、遠(yuǎn)程、實時監(jiān)控起重機的運行。 、智能化、集成化和高效化 起重機的更新和發(fā)展 ,很大程度上取決于電氣傳動與控制的改進。將自動化技 術(shù)和機械傳動技術(shù)相結(jié)合 ,將先進的微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、光纜通訊技術(shù)、液壓技術(shù)、模糊控制技術(shù)應(yīng)用到機械的驅(qū)動和控制系統(tǒng) ,實現(xiàn)自動化和半自動化。使起重機組成的物料搬運系統(tǒng)具有更高的柔性 ,以適應(yīng)未來多批次少批量的柔性生產(chǎn)模式。 大型高效起重機的新一代電氣控制裝置已發(fā)展為全電子數(shù)字化控制系統(tǒng)。主要由全數(shù)字化控制驅(qū)動裝置、可編程序控制器 PLC、故障診斷及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字化操縱給定檢測等設(shè)備組成。它賦于起重機以信息功能 ,可進行信息傳遞、處理及動力控制 ,大大提高了綜合自動化水平。目前控制方面重 點發(fā)展吊具防偏防搖技術(shù) ,取物裝置自動取、卸物技術(shù) ,位置檢測及自動位置控制技術(shù) ,故障自診斷監(jiān)控技術(shù)等。 、系統(tǒng)化、復(fù)合化和信息化 在起重機單機自動化的基礎(chǔ)上 ,通過計算機把各種起重運輸機械組成一個物料搬畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 運集成系統(tǒng) ,通過中央控制室的控制 ,能與生產(chǎn)設(shè)備有機結(jié)合 ,能與生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合。這類起重機自動化程度較高 ,具有信息處理功能 ,可將傳感器檢測出來的各種信息實施存貯、運算、邏輯判斷、變換等處理加工 ,進而向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制指令。這類起重機還具有較好的信息輸入輸出接口 ,實現(xiàn)信息全部、準(zhǔn)確、可靠地在整個物料 搬運系統(tǒng)中的傳輸。起重機通過系統(tǒng)集成 ,能形成不同機種的最佳匹配和組合 ,取長補短 ,發(fā)揮最佳效用。目前重點發(fā)展的有工廠生產(chǎn)搬運自動化系統(tǒng) ,商業(yè)貨物配送集散系統(tǒng) ,集裝箱裝卸搬運系統(tǒng) ,交通運輸和郵電部門行包貨物的自動分揀與搬運系統(tǒng)等。 生產(chǎn)工程機械的美國卡特皮勒公司金屬結(jié)構(gòu)廠購置了一條以橋式起重機為主的物料自動搬運系統(tǒng) ,用以鋼板噴丸處理、自動切割和出入庫的自動裝卸運輸作業(yè) ,比原先采用單機操作工作效率提高 65%。日本東芝浜川崎工廠采用由全自動橋式起重機組成的物料輸送系統(tǒng)來搬運柔性加工線上的夾具和工件 ,為機床運送毛坯或 將加工好的零件送到下一工序或倉庫。這些在空間移動的搬運起重機代替了過去通常在地面行駛的自動導(dǎo)向搬運車 ,使車間地面面積得到充分利用。 、精確化、快速化和全面化 隨著電子計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)工程、優(yōu)化工程、價值工程、可靠性工程、創(chuàng)造工程和人機工程等現(xiàn)代設(shè)計理論的不斷發(fā)展 ,促使許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計方法出現(xiàn) ,使起重機的設(shè)計進入創(chuàng)新、高質(zhì)量、高效率的新階段。目前 ,計算機輔助設(shè)計 (CAD)已逐步深入到設(shè)計的各個階段和設(shè)計工作所涉及的各個領(lǐng)域。不僅能利用計算機運算速度快、計算精度高、存儲信息量大和 邏輯推理能力強等優(yōu)點代替人工進行方案選擇、計算分析與繪圖 ,而且還能通過人機交互 ,最大限度地發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造力和經(jīng) 驗。美國、德國、日本等一些起重機公司都廣泛應(yīng)用 CAD,徹底拋棄了傳統(tǒng)的圖板。并且還與計算機輔助工藝規(guī)劃 (CAPP)和計算機輔助制造 (CAM)相銜接 ,做到了無圖化生產(chǎn)。 起重機是在復(fù)雜工況下工作的大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng) ,其動態(tài)性能受多種因素影響 ,運動參數(shù)與載荷不能用一個簡單的數(shù)學(xué)模型描述。以往多以靜態(tài)設(shè)計為主 ,局限性很大。國內(nèi)外近年來在起重機設(shè)計中采用了動態(tài)仿真設(shè)計新方法 ,用計算機對機構(gòu)與結(jié)構(gòu)在各種工況下 承受載荷進行運動狀態(tài)及隨時間變化過程的仿真模擬 ,得到仿真輸出參數(shù)和結(jié)果 ,以此來估計和推斷實際運行的各種數(shù)據(jù)。 人機工程學(xué)把起重機、人和作業(yè)環(huán)境作為整個系統(tǒng)來研究 ,創(chuàng)造一種人與起重機畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 最佳相互作用狀態(tài)。人機工程學(xué)在起重機上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在司機室的設(shè)計 ,包括司機室的合理布置 ,減輕司機疲勞和提高工作效率的措施 ,加強環(huán)境保護 ,減少灰塵和廢氣污染 ,減少司機室的振動和噪聲等。 隨著起重機的高速化和大型化 ,還需進一步深入開展對起重機載荷變化規(guī)律、動態(tài)特性和疲勞特性的研究。進一步開展對起重機整機及零部件的可靠性試驗研究 ,提供 起重機新的設(shè)計方法和數(shù)據(jù)。極限狀態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元法、模塊化設(shè)計、反求工程設(shè)計、疲勞設(shè)計和健壯設(shè)計會更深入全面地得到應(yīng)用。 、美觀化、宜人化和綜合化 結(jié)構(gòu)方面采用薄壁型材和異型鋼 ,減少結(jié)構(gòu)的拼接焊縫 ,提高抗疲勞性能。采用各種高強度低合金鋼新材料 ,提高承載能力 ,改善受力條件 ,減輕自重和增加外形美觀。橋式類型起重機橋架大多采用箱形四梁結(jié)構(gòu) ,主梁與端梁采用高強度螺栓聯(lián)接 ,便于加工、運輸與安裝。在機構(gòu)方面進一步開發(fā)新型傳動零部件 ,簡化機構(gòu)?！叭弦弧边\行機構(gòu)由于結(jié)構(gòu)緊湊、拆裝方便 、調(diào)整簡單并運行平穩(wěn) ,將成為起重機運行機構(gòu)的主流 ,減速器殼體、卷筒及滑輪等的制造都以焊代鑄 ,能減輕自重、增加承載能力和改 善加工制造條件。減速器齒輪采用硬齒面 ,以減小體積 ,提高承載能力 ,增加使用壽命。在電控方面開發(fā)性能好、成本低、可靠性高的調(diào)速系統(tǒng)和電控系統(tǒng) ,發(fā)展半自動和全自動操縱。采用機、電、儀、液一體化技術(shù) ,提高使用性能和可靠性 ,增加起重機的功能。有專家指出 ,未來的起重機驅(qū)動技術(shù) ,由于變頻調(diào)速系統(tǒng)越來越多地得到應(yīng)用 ,交流鼠籠電動機將會重新受到重視并被廣泛采用。今后會更加注重起重機的安全性 ,研制新型安全保 護裝置和故障自動顯示裝置 ,并重視司機工作條件的改善。 、靈捷化、精益化和規(guī)?；? 在激烈的市場競爭條件下 ,要提高起重機的市場占有率 ,確保起重機的高性能高質(zhì)量 ,并不斷推出新產(chǎn)品 ,生產(chǎn)企業(yè)必須具備市場變化的適應(yīng)能力和快速反應(yīng)能力。包括提高生產(chǎn)效率 ,提高和保持產(chǎn)品質(zhì)量的一致性 ,降低生產(chǎn)成本 ,縮短生產(chǎn)周期 ,加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等。生產(chǎn)制造的柔性化是使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要 ,從適應(yīng)當(dāng)前單品種大批量生產(chǎn)方式向多品種小批量生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)制造的靈捷化是使產(chǎn)品生產(chǎn)與推向市場的準(zhǔn)備時間 縮為最短 ,使企業(yè)機制能靈活向。生產(chǎn)制造的精益化是使生產(chǎn)過程勞動生產(chǎn)率不斷提高 ,保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 ,強調(diào)企業(yè)各部門相互密切合作。良好的生產(chǎn)機制和管理機制是企業(yè)發(fā)展的前提。起重機制造時畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 廣泛采用計算機輔助工藝規(guī)劃 (CAPP)、計算機輔助制造 (CAM)和柔性制造系統(tǒng) (FMS)。采用擠壓成型、沖壓成型、精密鑄造等少、無切削工藝 ,采用光電跟蹤切割技術(shù)、焊接機器人技術(shù)。充分利用加工中心和全自動數(shù)控機床 ,提高加工制造的自動化水平。制造手段的現(xiàn)代化是保持質(zhì)量穩(wěn)定 ,提高勞動生產(chǎn)率的前提 [2] 。 國產(chǎn)起重機與國外產(chǎn)品的差距 近些年來，伴隨著我國固定資產(chǎn)投資的飛速增長、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大型項目的不斷上馬，使得我國工程機械行業(yè)獲得了空前的發(fā)展，也受到了人們越來越多的關(guān)注。近期炒得沸沸揚揚的 “ 徐工收購案 ” 更是吸引了眾多業(yè)內(nèi)外人士的目光。那么，我國工程機械行業(yè)的競爭力究竟如何？同國外的對手相比，孰優(yōu)孰劣？有關(guān)專家以起重機產(chǎn)品為例，從四個方面進行了分析對比。 技術(shù)實力應(yīng)該說，我國起重機的制造技術(shù)還是位于世界前列的，眾多產(chǎn)品也在國內(nèi)外擁有廣闊的市場。然而，與歐美日等發(fā)達地區(qū)相比，我們的技術(shù)實力還是有一 定差距的。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，級別超過 200 噸的履帶式起重機、超過 100 噸的汽車起重機大多要進行國際招標(biāo)采購，這說明目前國內(nèi)在這方面尚不具備大量生產(chǎn)的能力。歐洲起重機的平均噸位在 800 噸，而我國目前這一數(shù)字卻不到 200。徐州重型機械公司的QUY300 型履帶式起重機重臂最大起重量可達 300 噸， QAY200 型全路面起重機額定起重量為 200 噸，這已是目前國內(nèi)之最，與利渤海爾、馬尼托瓦克等國際起重機行業(yè)巨頭在技術(shù)方面還有很大差距。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由于技術(shù)能力所限，我國起重機在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上也不夠完善，難以同國外匹敵。