江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 江苏苏州 215000
摘要：随着科技水平的不断进步，机械化装置已经成为主要的作业工具，起重机的类型较多，以及起重能力不断增强，是我国我国工业化水平不断提升的重要标志。本文主要围绕我国起重机械现状进行分析，探索在起重机轻量化设计过程中存在的问题，并针对主要问题提出整改建议，为起重设备设计的不断创新提供借鉴意义。
关键词：起重机；轻量化设计；困难；建议
引言：
起重机轻量化设计，主要是为了方便其使用，在设计方案的过程中，仅仅靠某一个人是远远不够的，需要社会各界的配合与支持。起重机是一种物料搬运设备，也是一种工业安装设备。长久以来，人们对于起重的使用缺乏关注度，只是考虑去使用效果，并没有考虑其便捷性、经济性，在如今的生产发展中，仅仅依靠人力不仅效率低，而且成本较高，因此推动起重机设备向轻量化设计是有利于工业生产活动的。
一、我国起重机械设计中的困难
（一）起重机自身因素
对于起重机在工作中的使用，其不足之处就在于机械整体体积较大，十分笨拙。经过系统的调查发现，我国起重机和其他国家同功率的起重机相比，重量要高出25%-45%，导致该情况的主要原因，也是由于我国目前对于起重机的生产技术还不够成熟，在设计过程中，无法将质量与效益有机结合起来，这导致了我国自产的起重机重量都较大，实际模型见图一。
起重机过于笨重，对施工会造成较多的不便，而和其他发达国家相比，外国设计的起重机越来越轻便，在工作中的移动、存放都较为方便，所以导致我国部分有条件的企业为了提升其自己的工作效率，会选择去引进外国的起重设备，这无疑会阻碍我国经济的发展，不仅如此，还会导致国内资金的流失，因此加强起重机的轻量化设计是迫在眉睫的，需要通过减少起重机的重量，从而有利于降低成本。除此以外，在材料的使用上，也能减少不必要的浪费这是解决轻重机轻量化自重过大问题的关键。
（二）起重机设计中的结构以及材料问题
设计起重机的过程中要综合考虑多项要素，例如在考虑起重机械轻便性的同时，还要兼顾其稳定性。结合我国目前的金属材料设计技术，我们的设计水平还没达到轻量化的要求，仅仅在金属材料的选择和使用方面，成本就约占总成本的32%，因此轻量化设计过程中要重视材料的选择，我国在设计过程中，多以钢材为主，这是考虑到其稳定性，而国外在材料的选择上则是采用低合金的钢板，这种材料不仅经济环保，而且大大降低起重机重量，我国在轻量化设计过程中也应选择合适的材料。
二、促进起重机轻量化设计的措施
（一）提升起重机的系统化设计
在起重机方案设计的过程中，要考虑到各结构间的紧凑性，主要通过电机、减速器、制动器等集成化的方式进行，从而提升结构的稳定性。通过这种方式可以达到减轻起重机的重量，在起重机的设计过程中可以采用变频调速，它的优点是调速平稳，能保证起重装置的安全性，可以通过自主研发起重机的专用调速系统，这样在起重机实际运行的过程中将会减少资源浪费。系统化设计是为了保保障起重机整体的作业效率。
（二）轻量化设计要科学配置滑轮组倍率
在滑轮组的使用过程中，要结合起重机的施工要求等选择合适的滑轮组倍率，滑轮组的倍率选择也是较为重要的，因为滑轮组的倍率越大，起重装置在上升以及下降的过程中作用力就会降低，二者具有反比例关系。避免钢丝长期受力，出现安全问题，倍率小的滑轮组对于钢丝等的直径选择也就小，滑轮组的倍率也不是越大越好，如果倍率过大，会导致滑轮组在上升时阻力增加，影响其起重效果。在选择是要结合使用的起重机来适配合适的滑轮组，一般大型起重机采用大倍，如果在使用过程中采用双滑轮组。一般适合选择小倍率的，具体起重机的承重量以及滑轮组的倍率选用如下表所示（如表2）
（三）轻量化设计要重视材料的选择
轻量化设计需要从结构上优化其设计，对于材料的选用一定要科学合理，在设计时可以通过极限测验法，来验证设计的科学性与合理性。我国的起重机装置在结构化设计过程中，可以参考外国先进技术，选择轻合金材料，或者也可以选用钢材，但是钢材的选择一方面要保证其强度，另一方面，要保证自身的重量不能过大。在其他国家，已经有人尝试采用轻合金来设计起重机，通过使用这种新型材料，促使起重机自身重量大幅度下降，这有助于降低作业期间起重机对路面等的破坏，同时大大降低了企业的投入成本[2]。设计过程中，可以采用强度较高的尼龙来代替钢铁，这样有助于降低施工杂音，同时有助于减少机器故障率，滚动轴承的选择要使用氮化硅等耐高温的陶瓷来替代，采用这种轴承不容易因高温而变形，在作业时摩擦较小，从而可以减少损耗。材料的选择是起重机轻量化设计中重要的环节之一，材料的选择是降低起重机自身重量的有效措施。
三、结束语
随着经济社会的发展，工业化的进步，机械化工具逐渐取代了人力，不仅提升了工作效率，还满足时代发展要求的。起重机在如今的工业化活动中应用越来越广泛，对于起重机的轻量化设计越来越重视。虽然起重机轻量化设计是一个长期的过程，但是只有在社会发展过程中，随着时代的发展要求，不断创新设计，才能适应工业生产等的需要。
参考文献：
[1]赵会娟. 我国起重机轻量化设计存在的困难及建议[J]. 科技与企业, 2016(19):179-180.
[2]岳喜坡, 杨太程. 我国起重机轻量化设计存在的困难及建议[J]. 科学与财富, 2016, 8(2).
论文作者:汤宝生,齐忠磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
标签：起重机论文; 轻量化论文; 过程中论文; 倍率论文; 我国论文; 材料论文; 重量论文; 《防护工程》2018年第35期论文;