1.1国内外研究现状分析

1.1.1桥式起重机简述

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，一般由桥架，提升机构，小车、大车运行机构，操纵室，小车导电装置，起重机总电源导电装置等部分组成。可分为普通桥式起重机、简易梁桥式起重机和冶金专用桥式起重机等。

桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，构成一矩形的工作范围，就可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍，几乎不占用地面空间。而且由于其能大大提高工作效率，并能长时间的投入工作，保养维护方便，这种起重机广泛用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处，为我国发展贡献了不可估量的力量。

由于其在生产制造中巨大的作用，作用范围极其广泛。自其诞生以来就受到了国内外起重机设计者的不断优化与创新，不断以新技术焕发出新的生命力，带来更客观的经济效益。

1.1.2轻量化设计

起重机轻量化一直是许多起重机设技者追求的研究方向，而在目前，桥式起重机轻量化的研究主要集中在对小车、运行机构、桥架结构等方面进行优化。由于主梁重量占整机重量的比重最大，尤其主梁的轻量化设计便是重中之重。^[13，16]

随着计算机技术的不断发展，采用有限元分析方法，在静态分析的基础上，以主梁腹板的厚度、加筋板的尺寸为优化设计变量，以主梁重量为目标函数建立有限元模型，应用ANSYS软件对起重机主梁进行结构有限元分析，结合结构优化导重法进行优化设计，在保证强度满足在需求的前提下减轻主梁的重量，从而提高桥式起重机的整体性能。^[6，14]

再如对横隔板取最大间距，采取特定的结构形式^[15]；主梁预制上拱，抵消由于受载，自重和自身刚度影响产生的向下弯曲^[2]。主梁自重已经不知被诸多设计者模拟优化了多少次，但是受到本身结构的限制，已经趋于瓶颈^[21]。

基于电差动桥式抓斗卸船机的珠玉在前，从结构入手的电差动桥式起重机，区别于传统桥机，将小车上的驱动机构和起升机构安置与主梁端部，大幅减轻了小车自重的同时，大大减轻了主梁的受载，同时将起升运动和小车运动的驱动合二为一，减轻了驱动装置的质量，实现了桥机的大幅减重。^[4]