起重机创新设计展望

张文辉

摘要：随着科学技术的发展，起重机械已经广泛应用于我们的工程建设当中，同时对于起重机的要求也是越来越高，进行设计的时候不仅需要提高它的可靠性、操作性和舒适性，同时对于结构设计方面也要有很大的提高，因此进行起重机设计时需要转换模式，从传统的设计中跳出来，运用新的观点、新原理、新方法、新技术、新工艺，从而设计出新产品。本文分析了起重机创新设计展望

关键词：起重机；创新设计；目标；方向

中图分类号：TH2文献标识码： A

引言

随着全球工业的快速发展和市场竞争的加剧，起重机在现代生产过程中的应用越来越广，作用越来越大，同时，对起重机的要求也越来越高，因此起重机设计越来越引起企业的重视。市场的活跃性给起重机的设计提供了更高层次的生产要求，起重机的创新设计已经成为各企业提升竞争能力的最主要手段和途径。

1、创新设计的目标

首先，对于起重机的设计计算来说，使其能够更加的简单，同时要提高效率。起重机进行结构设计的时候，将结构计算和机构计算相结合起来。对于机构计算，其包括的内容非常多，主要是起升、运行、回转、变幅、伸缩等，同时也包括对齿轮、卷筒、轴、车轮、滑轮、钢丝绳、电机、减速器、制动器、联轴器等大量的零部件的计算。并且对于起重机结构、机构、以及零部件的计算都会使用同一的标准规范进行计算。设计人员在对起重机进行设计的时候，一般会相对的依赖相关的手册，进行设计计算的时候有时会人工进行，从而大大降低设计的效率。所以，对于新的起重机设计，需要引进和应用先进的技术和方法，计算起来更加的方便，从而大大提高设计的效率。

其次，使得产品的性能提高，从而实现起重机的自动化、智能化和集成化。对于起重机的更新和发展，主要是受到两方面的因素，即电气传动和控制的改进。因此可以结合自动化技术和机械传动技术，从而使得这两个方面被引进先进的微电子技术、电力电子技术、光缆通讯技术、液压技术、和模糊控制技术,进一步的实现起重机的自动化和半自动化，随着社会的发展，新的这种技术才能够更好的适应时代的变化，同时提供更多的方便。到目前为止，许多高效的起重机在电气控制系统上都实现了全电子数字化,这种技术已经实现驱动设置的数字化，其能够对数据管理系统和操作进行故障诊断和给定检测，主要依靠的是可编程序进行。同时，数字控制信息系统，能够传递起重机的信息，控制动力，将自动化水平在很大程度上得到提高。新的起重机设计主要是发展控制和电气传动，使得起重机在技术上的操作更具调速和静动的特性,使其能够达到智能化发展的目的。

第三，使得起重机的生产成本得到很大的降低。进行设计创新的时候，需要考虑经济和成本的因素，在最大程度上大大资源合理配置，也就是常说的目标成本管理。目标成本管理就是保证企业预算的前提下，根据企业的经营目标,对于成本预测、成本决策、测定目标成本进行分解、分析、考核和评定。对其起重机来说，产品成本的百分之八十五都是在设计阶段确定，所以对于设计人员的挑战也是非常大的，进行产品设计的时候，要严格的控制成本，然后根据成本的预算，对产品进行设计保证质量，同时达到降低成本的要求。所以成本管理直接影响着成本的控制情况。

第四，使起重机产品能够不断满足用户的需求

进行起重机设计的创新的主要原因是因为用户在现代化工业高速发展中对于机械硬件和软件的要求是越来越高。科技的发展，促使起重机发展，才能更好的适应市场的需求，所以对起重机不断的进行升级和更新。也加大了设计人员的难度，进行起重机设计的时候需要保证起重机产品的质量、价格、功能、外型、交货期等方面都要满足用户的的需求。

2、国内发展现状及存在问题

2.1、设计效率不高、通用性不强

国内起重机生产企业仍然处在传统设计阶段，设计手段不完善，与先进技术结合有限。近年来，随着先进设计技术的引进，国内的企业有了长足的发展，产品的整体性能得到提高，龙头企业也在不断向大规模、系列化方向发展，但国内的起重机企业在设计技术水平上与国外的生产企业还有一定的差距。

2.2、生产技术缺乏、生产水平不高

国内的一般企业在生产起重机的过程中，设计手段单一，在有相近功能起重机需求是，一般不做计算，而是做类比放大，这就导致了截面尺寸越变越大，使得起重机的质量、大车驱动机构、相关配套基础设备投资增大，必然造成浪费。

2.3、CAE技术普及率不高

各主要工业发达国家已经从传统的设计技术手段过渡到CAE设计技术手段，使用计算机辅助求解分析复杂的工程和产品的结构力学性能和优化结构性能等。但是国内对CAE技术和方法的研究和应用比较落后，推广的较慢，应用的较浅显。

3、主要研究内容和方向

3.1、创新设计技术

随着科学技术的发展，需要对起重机的设计进行创新，主要是对传统的型式、结构和功能方面进行，对于这些情况，主要是注意对新材料、新工艺、新的传动装置进行研究，然后对于不同的各个方案进行优化选择、分解和组合，从而不断推出新的创新设计成果。

3.2、降低成本设计

进行起重机设计的时候需要采用面向成本设计，同时结合成本估算的技术，这样可以大大的使成本降低。在这个过程中重点关注的是对成本结构分析和价值过程分析的技术，同时也要构建专用知识库和成本数据库，其目的是为了对估算的成本进行准确的估算。通过调整各设计方案实现设计阶段的成本控制。

创新的定义绝非是用高成本去发明新的零部件，利用标准构件、标准外协件和外购件进行组合，也是创新的另一种形式表现。

3.3、快速设计技术

极短交货期的市场需求就是要开展基于网络的协同(异地)设计技术，进行工程研究，从而使得产品的开发周期大大缩短。进行技术的快速设计包含的内容很多，即系列化模块化设计技术、人工智能技术、产品专家设计系统技术和虚拟制造技术。

3.4、仿真与虚拟设计技术

在计算机仿真技术中一个非常重要得部分是建模及仿真软件，对创新技术进行可观化研究,同时在仿真系统引入专家系统模糊决策和人工神经网络等技术，对于形成一个高效的、智能的起重机仿真系统有很大的帮助。研究虚拟现实(VR)技术，会使得起重机的仿真技术进入一个更加真实方便的输入输出系统,能够对于各种方案进行快速的评价和决策。

3.5、智能设计技术研究

对起重机进行智能CAD(CIAD)技术和人机智能化设计，能够使得面向CIMS的智能设计走向智能设计的高级阶段。在智能设计技术中涉及的内容也是非常的广泛，包括原理方案智能设计;协同求解;基于实例的推理;知识获取、表达和利用等技术。

3.6、广义优化和全过程优化设计研究

对起重机进行广义的优化和全过程的优化，能够使得人们对过程中的模型的建立、处理进行整体的优化，一直到结果的显示。随着科学技术的发展，现代设计技术中的一般性优化设计方法及其应用不断的进行完善，趋于成熟，其已经从普通的连续变量优化设计、混合离散变量优化设计,已发展到随机变量优化设计(可靠性优化设计)、模糊变量优化设计,单目标优化设计已发展到多目标优化设计。对于起重机中的优化方法及其应用程序的编制已经满足不了市场的需求，必须对其进行全局的优化，优化设计的重要发展方向是进行广义的优化设计，其涉及的内容也是非常的广泛，包括工程优化设计问题的自动建模技术、优化设计问题的前处理与后处理、优化设计结果的评价等。

结束语

科技进步对创新设计起很大的促进作用，科学技术的发展为起重机械创新设计提供了新的手段，开辟了新的创新领域。随着科技的进步，起重机的激光测距、激光防撞功能也得以实现。将先进的科技应用到起重机的设计当中，同时也要善于归纳总结，将之形成一定的设计理念，设计的指导思想，推广至每一位设计人员，尤其是新进设计人员中。提高我们的整体创新能力，优化我们的设计，提高原有产品的性能、质量，使产品有个性、有市场，开发出新的产品类型，开拓新的市场。

参考文献

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