第一節　起重運輸機金屬結構的作用和發展過程

由金屬材料軋制成的型鋼（角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管等）及鋼板作為基本元件，彼此按一定的規律用焊接的方法連接起來，制成基本構件后，再用焊接或螺栓將基本構件連接成能夠承受外加載荷的結構物稱為金屬結構。例如常見門式起重機的上部主梁和支腿、輪式起重機的動臂和底架等。

起重運輸機金屬結構的作用是作為機械的骨架，承受和傳遞起重運輸機所負擔的載重及其自身的重量。圖1-1所示的雙梁箱形門式起重機，吊重Q通過起重小車1的運行輪傳給主梁2，再由主梁2傳給支腿3，最終通過大車運行軌道傳給基礎。

金屬結構是起重運輸機的主要組成部分。不少起重機就是以金屬結構的外形命名的，如橋式起重機、門式起重機、門座起重機、塔式起重機、桅桿起重機等。

起重運輸機金屬結構是出現較晚的一種結構。直到19世紀后期，由于鋼鐵工業的發展和機器制造業的進一步完善，金屬結構才得以迅速發展。最早的起重機是木制的，1880年德國制成了世界上第一臺電力拖動的鋼制橋式起重機。爾后，歐美一些國家相繼生產出由金屬材料制成的橋式起重機和其他類型的起重機，其中包括低合金和鋁合金結構的起重機。當時的起重運輸機金屬結構全部是鉚接結構。

20世紀以來，由于鋼鐵、機械制造業和鐵路、港口及交通運輸業的發展，促進了起重運輸機械的發展，對起重運輸機械的性能也提出了更高的要求。現代起重運輸機械擔當著繁重的物料搬運任務，是工廠、鐵路、港口及其他部門實現物料搬運機械化的關鍵，因而起重運輸機械的金屬結構都用優質鋼材制造，并用焊接代替鉚接連接，不僅簡化了結構，縮短了工期，而且大大地減輕了自重。焊接結構是現代金屬結構的特征。

我國是應用起重機械最早的國家之一，古代我們的祖先采用杠桿及轆轤取水，就是用起重設備節省人力的例子。因是人力驅動，故起重能力小，且效率很低。幾千年的封建統治年代，工業得不到發展，從而使起重運輸設備及其金屬結構的發展緩慢，阻礙了金屬結構的廣泛應用。中華人民共和國成立以前，我國自行設計制造的起重機械很少，絕大多數起重運輸設備依靠進口。鐵路貨物的裝、卸則以人力為主。中華人民共和國成立伊始，各主要鐵路站場連一臺像樣的起重運輸機都沒有，當時的機械化水平就可想而知了。

中華人民共和國成立以后，隨著冶金業與鋼鐵工業的發展，起重運輸機械獲得了飛速發展。中華人民共和國成立伊始，就建立了全國最大的大連起重機器廠，1949年10月，在該廠試制成功我國第一臺起重量為50t、跨度為22.5m的橋式起重機。為培養起重運輸機械專業的專門人材，在上海交通大學等多所高等工業學校中，創辦了起重運輸機械專業。鐵路系統為適應國民經濟發展需要，提高裝卸效率，也在唐山鐵道學院（現為西南交通大學）開辦了鐵路裝卸機械專業，培養專門從事鐵路裝卸機械設計和研究的技術人才。

到目前為止，我國通用橋式類型起重機和工程起重機（汽車起重機、輪胎起重機、塔式起重機）已從過去的仿制階段過渡到了自行設計制造的階段。有些機種和產品無論從結構形式，還是性能指標都達到了較高水平。西南交通大學和天津鐵路分局在1973年共同研制的單主梁C形門式起重機（圖1-2）和1975年共同研制的O形雙梁門式起重機（圖1-3），由于它們具有腿下凈空大、司機視野好、貨物過腿容易、外形美觀等優點，深受用戶歡迎，并很快得到了推廣。國內許多廠家已能設計制造各種參數的建筑用塔式起重機（圖1-4），不僅能滿足國內需要，還有大量出口。

近些年以來，輪式起重機的發展極為迅速，不少產品已經系列化。其中以中、小噸位的汽車起重機最引人注目。大噸位的輪式起重機近年來發展也很快，圖1-5為長江起重機廠設計制造的125t汽車起重機。

西南交通大學與山海關橋梁廠、蘭州機車廠共同研制了100t定長臂及伸縮臂式鐵路起重機；與武橋重工集團股份有限公司共同研制了160t定長臂及伸縮臂式鐵路起重機，如圖1-6、圖1-7所示，其各項性能指標達到了國際先進水平。