《桥式起重机轻量化技术开发与应用》

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研究目的:桥式起重机广泛应用于运输与物流业、水利水电建设等支柱行业,在经济建设中发挥重要作用。该项目实施前,中国桥式起重机多采用上世纪八十年代开发的QD系列产品,重量重、体积大、净空高、能耗高、运输及安装困难,造成资源的浪费。该项目旨在通过产学研紧密结合,形成较强的起重机轻量化开发、制造技术研发和成果转化能力,结合国家科技支撑计划任务,开展桥式起重机轻量化关键技术研究、试验验证、开发系列化产品并推广应用,与QD系列相比,实现平均减重约25%,节能约15%。最终形成结构轻量化、能耗减量化、工艺绿色化、安全性高的新一代产品,推动中国起重机行业向低能耗方向发展,提高起重机械绿色制造技术水平。主要技术创新:提出了桥式起重机偏轨箱型焊接轨道窄高梁结构的设计理论与方法,以及柔性铰接端梁桥架结构形式,解决了主梁静强度、疲劳强度、静刚度、动刚度、局部稳定等多参量耦合优化的技术难题,合理优化了桥架结构,显著减轻自重,提高结构可靠性。国内首次开发了三支点静定支承起升机构和刚柔结合的三梁小车架,解决了传统起升机构超静定附加载荷影响及起升小车轮压均衡的技术难题,实现了起升小车结构紧凑、传动高效、自重减轻、能耗降低的目标。国内首次开发了桥式起重机安全监控管理系统和远程运行维护管理平台,实现了远程实时运行监控、安全预警、故障诊断、维护服务等功能,提升起重机械运行的安全性和可靠性。首次提出起重机械能效分析评价方法并制定了相关标准,推动起重机械绿色节能技术应用,为起重机械能效评定奠定了技术基础。创新性将光纤技术和声发射技术结合,提出了起重机结构健康监测及安全评价理论与方法,根据监测数据结合临界缺陷尺寸和离散热点应力法预测结构剩余工作时间,为正确评估起重机的安全可靠性和维修决策提供科学依据。成果产生的价值:该项目获2014年度中国机械工业集团科学技术奖一等奖,取得授权专利9项,发表论文18篇,制定标准4项。项目开展了模块化系列设计,涵盖起重量5-100t,工作级别A3-A7,采用20个小车模块、14个端梁模块等,可组合全系列340种规格起重机,产品规格比QD系列增加两倍,使用范围更广,是中国桥式起重机的更新换代产品。经大力推广和成果转化,项目成果在北京起重运输机械设计研究院起重机产品上应用,已产生4.54亿产值,山起重型起重机械股份公司大力推进新产品的应用,已产生4.85亿产值。

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