加速实现铁路机车车辆装备现代化,是铁路跨越式发展中一项重要而又紧迫的任务。随着我国铁路事业的不断壮大,开发小吨位的自力走行速度快、回送速度高,能满足电气化线路的立杆作业的全液压铁路起重机迫在眉睫。因此,对NS0201A型20t多功能铁路起重机的研究具有重要意义。本文主要进行了以下几方面的研究:首先,对主要用于铁路电气化线路电杆、铁塔的架设与维护,铁路线路施工及维护作业的集吊钩、抓斗、电磁盘为一体的NS0201A型20t多功能铁路起重机进行了方案设计,主要包括:主要参数及结构的选取、主要性能指标和技术参数的确定,以及20t多功能铁路起重机的主要组成部分:钢结构、动力机械传动系统、液压传动系统、操纵系统、空气制动系统、电气系统的设计。其次,根据底架和转台钢结构的几何特点,创建了底架和转台用于有限元分析的模型;以GB/T3811-1983《起重机设计规范》为计算依据,对底架和转台的强度和刚度进行了分析,并依据分析结果修改设计,以达到起重机设计规范的要求。然后,基于I-DEAS软件的二次规划法对底架和转台结构进行优化设计,优化完成设计变量圆整后的计算结果表明:各工况下底架和转台均满足强度和刚度要求;转台优化前质量3.435t,优化后质量3.172t,减重达7.7%,改进后的转台各部位应力分布更加合理,优化效果是令人满意的,达到降低该车的制造成本的目的,提高起重机的机动性和灵活性;底架优化前质量为11.04t,优化完成设计变量圆整后质量为9.87t,减重达10.6%,改进后的底架各部位应力分布更加合理,优化效果是令人满意的,达到降低该车的制造成本的目的,提高起重机的机动性和灵活性。