周珊珊，杨 明，秦义校，杜玉祥
（太原科技大学机械工程学院，山西 太原 030024）
摘要：采用将桥式起重机主起升机构放置在桥架两侧端梁的布置方案，有效减轻了起重机移动小车的质量。通过双联卷筒多层缠绕且合理布置滑轮位置的方法，解决了在两侧端梁附近钢丝绳因偏角过大脱离绳槽的问题。一台起重量为50 t的双梁桥式起重机小车的质量由原来的14.3 t降低为5.5 t，实现了桥式起重机小车的轻量化和绿色环保设计。
关键词：桥式起重机；机构外置；轻量化；绿色设计 中图分类号：TH215
0 引言
目前，桥式起重机在机械加工、化工、电力、能源、铁路、交通、仓储、冶金、矿山等各个领域都发挥着至关重要的作用。桥式起重机主要由桥架、大车运行机构和起重小车等结构组成。起重小车工作时将承受的起重载荷传递给桥架，又通过支撑桥架的大车运行车轮将全部载荷传递给厂房轨道和建筑结构，因此小车的质量在很大程度上决定了桥架的结构自重以及厂房的布置。所以，优化小车结构、减轻小车的自重，不仅能节约钢材降低成本，提高运行的稳定性与安全性，而且还会减轻桥架和厂房建筑结构的受载，从而节省大量建筑费用。目前国产起重小车自重较大，10 t桥吊起重小车质量约为3.3 t，而欧式起重机的小车质量仅
0. 77 t，可见我国起重机小车轻量化有很大的空间。
1 小车轻量化方案
小车结构轻量化途径之一是将自行式小车改为牵引式小车。但从小车总质量看，运行机构仅占很小一部分。而占小车质量绝大部分的是小车的起升机构。据此，本文采用如图1所示的起升机构外置的方案来减轻小车的质量，这对改善主梁的受力状况十分有利。
为了防止桥式起重机在搬运重物时钢丝绳脱离绳槽，在绕进或绕出卷筒时要求钢丝绳偏离卷筒螺旋槽两侧的角度a≤3.50；布置卷绕系统时，钢丝绳绕进或绕出滑轮绳槽的最大偏角θ ≤50。
在图2所示的传统起升机构中，卷筒位于滑轮组的上方，当物料起升到上极限位置时，双联卷筒钢丝绳卷到卷筒内侧，由于吊钩中心线与卷筒中心线有安全距离，钢丝绳绕入、绕出滑轮绳槽与卷筒螺旋槽时，不会脱离绳槽。本文采用将起升机构放置在端梁的设计方案，在物料起升到上极限位置的过程中，左侧双联卷筒上的钢丝绳逐渐由内侧卷绕到卷筒的两侧；同理，在物料下降到下极限位置的过程中，右侧双联卷筒上的钢丝绳逐渐由内侧卷绕到卷筒的两侧。但由于卷筒有螺旋槽的部分长度过长．导致小车在桥式起重机跨度内水平运行到主梁左、右极限位置附近时，出现钢丝绳因角度过大而脱槽的问题，从而使得物料起升到上极限位置后在左端梁附近的跨度内和物料下降到下极限位置后在右端梁附近的跨度内，不能完成水平搬运。
本文以起重量Q= 50 t、跨度L= 26.5 m、起升高度H=15 m、工作级别为A5的双梁桥式起重机为例，其外置起升机构，通过双联卷筒多层卷绕及合理布置滑轮在小车架上位置的方式（见图3），解决了采用主起升机构放置在两侧端梁的布置方案时，小车运行到两侧端梁附近时，钢丝绳因角度过大而发生脱离绳槽的问题（本文以左双联卷筒为例进行说明）。
绳必然存在由于角度过大而导致的脱槽问题。
本文采用双联卷筒三层卷绕及合理确定滑轮位置的方法使得小车在跨度内的任何位置都能满足钢丝绳不脱离绳槽的要求。
2结论
本文采用将起升机构放置在桥式起重机桥架结构两端的布置方案，通过双联卷筒多层缠绕及合理布置滑轮位置的方法，解决了在桥架跨度内两端附近因钢丝绳偏角过大而脱离绳槽的问题，使得一台50 t桥式起重机小车的自重由传统设计方案的约14.3 t降低为本文方案的约5.5 t，减重60%，实现了小车减重设计，由此也带来起重机主梁结构的轻量化。本文提出的方案实现了工作级别不高的桥式起重机的节能环保绿色设计。
