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大跨度式起重机布局设计的优化研究

方涛

河南省矿山起重机有限公司，河南新乡453400

摘要：大跨度的关键设备式起重机，派生至诸如航天，航空和核电等诸多重要工程之中，主要以其独特的载荷

能力发挥关键角色。尽管如此，其设计与布局在执行过程中碰到许多问题。此研究利用CAD和CAE技术进行了

大跨式起重机整体布局设计的优化，借由装备布局的战略性分析，同时考虑现值成本、人员安全和系统可靠性

等因素来设定优化布局的目标函数。通过构建和优化目标函数，使用种群智能优化方式，如遗传算法，再配以

支持向量机进行零组件的精确定位，为全体布局优化模型供给依据。研究表明优化后的大跨式起重机布局设计

可以在保证安全性和可靠性的同时，却大大缩短了设备的联调时间,提高工作效率，并能有效地降低设备的自重

和制造成本,增加设备的使用寿命。本研究将为航天，航空，核电等行业内,大型设备安装提供有益参考，推动

起重机的设计和生产进步。

关键词：大跨度式起重机；布局设计优化；群智能优化方法；载荷能力；设备安装参考

中图分类号：TU-021

0引言解决。

观其布局结构，大跨度式起重机在主梁、起重机

纵观科技环境的变迁，大跨度起重机存在的意

桥、绳索等诸多部分皆十分注重。这些零部件的适用

义，已远非其本身的功能，而在于其在各大项目中的

分配和配合使能，均对维护起重机稳定工作，保证操

广泛应用。尽管现有的设计和布局仍有瑕疵，然而技

作性能发挥起了举足轻重的作用。

术的前行并未因此驻足。研究人员深挖现代科技，进

1.2当前布局设计中所遇到的问题及挑战

行了一场起重机优化。这场优化策略的创新充分衡量

在大型起重机布局设计领域，难题和挑战还是相

了经济成本、安全性和系统的可靠性等多元因素，甚

当多的。

至运用了群智能优化和精准定位来寻求最佳设计方

因为各种工业环境及工作任务的不同，希望起重

案。如此优化后的起重机，无论是安全性、可靠性还

机的设计能有一些弹性和可调性。可是，当前的设计

是工作效率，都得以娴熟提升，设备重量和制造成本

却常常缺乏一般适应性和灵活性，以致不能满足各种

亦得到了有效削减，使用寿命也因之延长。这个结

情况下的需要，结果使起重机的运用面受到了限制

果，为未来大项目中的大型设备安装提供了参考。

[2]

。

1大跨度式起重机的现有布局设计

在设计起重机布局时，得首要考虑安全性和可操

1.1大跨度式起重机布局的基本特性作性。在实际使用中，只有设计得合理的起重机布

大跨度式起重机，其深受工业领域推崇，有效性局，才能保证工作人员的人身安全和方便操作。然

几乎无可挑剔。而，目前的设计往往存在一些不好的布局，可能会使

这种设备的跨度十分可观，覆盖